长输管道阴极保护及阴极保护站维护基础知识

长输管道阴极保护及阴极保护站维护基础知识

1.目的

为了使阴极保护站场内维护人员以及现场巡线人员有效地实施阴极保护，做到科学操作、安全维护、确保质量、特编此文，提供对站场内及管线上阴极保护系统正常运行并科学维护指导。

一.防腐蚀的重要意义

自然界中，大多数金属是以化合状态存在的。通过炼制，被赋予能量，才从离子状态转变成原子状态。然而，回归自然状态是金属固有本性。我们把金属与周围的电解质发生反应、从原子变成离子的过程称为腐蚀。

金属腐蚀广泛的存在于我们的生活中, 国外统计表明，每年由于腐蚀而报废的金属材料, 约相当于金属产量的20～40％,全世界每年因腐蚀而损耗的金属达1 亿吨以上,金属腐蚀直接和间接地造成巨大的经济损失, 据有关国家统计每年由于腐蚀而造成的经济损失,美国为国民经济总产值的4.2％; 英国为国民经济总产值的3.5％;日本为国民经济总值

1.8 ％。

二.防腐蚀工程发展概况

六十年代初,我国开始研究阴极保护方法,六十年代末期在船舶,闸门等钢铁构筑物上得到应用。我国埋地油气管道的阴极保护始于1958 年,六十年代在新疆、大庆、四川等油气管道上推广应用,目前,全国主要油气管道已全部安装了阴极保护系统，收到明显的效果。

2.阴极保护原理

2.1所谓阴极保护是通过降低管道的腐蚀电位而使管道得到保护的电化学保护（其实质：给金属补充大量的电子,使被保护金属整体处于电子过剩的状态,使金属表面各点低于一负电位，使金属原子不容易失去电子而变成离子溶入电解质的过程。）。通常施加阴极保护电流有两种方法：强制电流和牺牲阳极保护。

2.2 牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与被保护金属连接,并处于同一电解质中，通过电解质向被保护体提供一个阴极电流，使被保护体进行阴极极化，从而实现阴极保护。

阴极保护牺牲阳极原理是由托马晓夫三电极原理来解释，内容是：

（a）两电极电位不同的两电极；

（b）两电极必须在同一电解质溶液里；

（c）两电极间必须有导线连接。

该方式简便易行，不需要外加电源，很少产生腐蚀干扰，广泛应用于保护小型（电流一般小于1 安培）或处于低土壤电阻率环境下（土壤电阻率小于100 欧姆.米）的金属结构。如，城市管网、小型储罐等。根据国内有关资料的报道，对于牺牲阳极的使用有很多失败的教训，认为牺牲阳极的使用寿命一般不会超过3 年，最多5 年。牺牲阳极阴极保护失败的主要原因是阳极表面生成一层不导电的硬壳，限制了阳极的电流输出。本人认为，产生该问题的主要原因通常是阳极成份达不到规范要求，其次是阳极所处位置土壤电阻率太高。因此，设计牺牲阳极阴极保护系统时，除了严格控制阳极成份外，一定要选择土壤电阻率低的阳极床位置。

强制电流保护原理：由外部的直流电源向被保护金属构筑物通以保护电流，使之阴极极化，达到阴极保护的一种方法。该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构，如：长输埋地管道，大型罐群等。

强制电流保护原理图；

3.阴极保护参数测试

3.1要判定管道是否得到了保护，则须通过测得管道所在处的管地电位来判定。

为了便于实际应用，通过多年的实践与研究，得出了以下几个判断结构是否得到充分保护得判断准则。

1. NACE RP 0169 建议“在通电的情况下,埋地钢铁结构最小保护电位为-0.85V CSE 或更负, 在有硫酸盐还原菌存在的情况下，最小保护电位为-0.95V CSE ，该电位不含土壤中电压降（IR 降）”。实际测量时，应根据瞬时断电电位进行判断。目前流行的通电电位测量方法简便易行，但对测量中IR 降的含量没有给予足够重视。其后果是很多认为阴极保护良好的管道发生腐蚀穿孔。这方面的教训是很多的。如：四川气田南干线，认为阴极保护良好，但实际内检测发现腐蚀深度在壁厚的10-19% 的点多达410 处；个别位置的点蚀深度达到50%。进行断电电位测量发现，很多点保护电位（断电电位）没有达到-0.85V CSE 。有效的方法

是实际测量几点的IR 降，保护电位按0.85 + IR 降来确定。IR 降可以通过通电电位减去瞬时断电电位来获得，也可以用瞬时通电电位减去结构自然电位来获得。

2.瞬时断电电位与自然电位电位之差不得小于100mV 。在有些情况下，在断开电源0.2-0.5 秒内测量断电电位，待结构去极化后（24 或48 小时后）再测量结构电位（自然电位），其差值应不小于 100mV。也可以用通电电位（极化后）减去瞬时通电电位来计算极化电位。

3.最大保护电位的限制应根据覆盖层及环境确定，以不损坏覆盖层的粘结力为准,一般瞬时断电电位不得低于-1.10V CSE 。由于受旧规范的影响，很多人还认为阴极保护最大电位不能低于-1.5V CSE 。事实上这种观念使错误的，造成的危害也是巨大的。判断阴极保护电位是否过大应以断电电位为判断基础，只要断电电位不低于-1.1V CSE （西欧为-1.15V CSE），通电电位再大也没有关系。

3.2 管地电位是管道与其相邻土壤的电位差。

3.3 管地电位的测试方法：

（1）当采用数字万用表测管地电位时，应将电压表的负接线柱（COM）与硫酸铜参比电极连接（硫酸铜参比电极应安放在管道的正上方并确保与大地土壤接触良好），正接线柱（V）与管道连接，仪表值指示的是管道相对于参比电极的电位值，正常情况下显示负值；

（2）当采用直流指针式电压表测量管地电位时，应将直流指针式电压表的负接线柱（COM）与管道连接，正极接线柱（V）与硫酸铜参比电极连接（硫酸铜参比电极应安放在管道的正上方并确保与大地土壤接触良好），在指针发生反转的情况下，所记录的数据应该加负号。

3.4管地电位的组成

（1）IR降：即电流流经涂层管子和土壤接触的界面以及和参比电极之间的土壤时产生的IR降；

（2）由管地界面处的电化学变化引起的极化电位；

（3）最初的或静态的管地电位，也称自然电位，即无外部电流影响的腐蚀电位；（在进行阴极保护之前，管子在土壤中所处的平衡电位就是腐蚀电位）

所以最初用数字万用表测得的管地电位不是管道的真正保护电位，而是含有几种因素所组成的电位，所以要排出几种因素后，才能得道的真正阴极保护电位，就要采取进一步的测量。

3.5 极化探头使用方法

最有效排除IR降的方法是采用极化探头测试，极化探头是一种长效、高稳定、消除IR 降的埋地钢质管道阴极保护电位测量探头，主要适用于埋地及水下钢质管道腐蚀控制工程阴极保护电位的检测与监测，并能同时测量自腐蚀电位。具有长效性、高稳定性特点，并能通过探头的特殊结构，消除土壤中90%左右的IR降。

极化探头具有三根接线（1号线为红色是参比电极，2号线为绿色是连接到极化试片，3号线为黄色是连接到自腐蚀试片）。

在测量管地电位时，首先把探头插入被测体附近的土壤中，如果土壤干燥，应在探头周围的土壤中浇入纯净水湿润。在用2号绿色接线进行与管道的极化，当极化完全后，再将1 号参比电极线接到万用表的地线，把万用表的正极接到2号线同时接到被测体，待电位值稳定后，读取被测量体阴极保护电位值。将2号线换为3号线接到万用表的正极，同时不要与被测量体相连接，待电位稳定后，即测量到自腐蚀电位。

如果要对管道进行长期监测时，就要把电位测量探头作为监测电极长期埋入地下，首先把探头装入牺牲阳极用在填料包内再埋入土壤中，并在探头周围的土壤中浇入纯净水湿润；再把1 号红色接线接到万用表的地线，2号接线接万用表的正极，同时与被测体固定连

接，待电位稳定后，读取测量阴极保护电位值。将2号接线换3号接线接到万用表的正极，同时不要与被测量体连接，待电位稳定后，即测量到自腐蚀电位。

3.6 测试桩之间阴极保护状况检测

防腐层与阴极保护装置是埋地钢质管道的联合保护，保护效果的好坏直接关系到管道的使用寿命，因此对阴极保护系统运行状况的检测与评价也是非常重要的一项内容。

管道阴极保护系统有效性检测采用CIPS（密间隔电位）法按标准规定间距对管道ON/OFF 电位进行测试。

在埋地管道的阴极保护系统中，被保护的管道每间隔一定的距离（例如一公里）有一个管地电位测试桩，是用导线与管体金属联结，然后引到地面上，并做好与地的绝缘。阴极保护站的工作人员定期用毫伏表沿管线逐个在桩上测量该点的管对地电位，从阴极保护站的加电点开始观察所施加的电压沿管道的衰减情况，用以了解保护的范围和异常衰减的区段。但是这种测量的结果是很粗糙的，只能对阴极保护状况做个大致的观察。由于IR降的存在，在每个桩上所测得的管对地电位并不是直接加在破损点管道金属表面与土壤接触界面之间的电位，并不能准确判断对管道保护的效果。

CIPS测量成果图

在消除IR降的诸多方法之中，断流法被普遍采用。就是在中断阴极保护电流后的一瞬间，测量管体与土壤界面之间极化电位。这个电位才是阴极保护对破损处金属所施加的起保护作用的电位。通常我们把断流前所测的电位叫做ON电位，断流后所测的电位叫做OFF电位。

CIPS的含义是近间距管对地电位测量。测量时，在阴极保护电源输出线上串接断流器，断流器以一定的周期断开或接通阴极保护电流。例如在一秒周期中1/3秒断开，2/3秒接通。

测量从一个阴极保护测试桩开始，将尾线接在桩上，与管道连通，操作员手持探杖，沿管顶每间隔一定距离测量一个点，记录下每个点的ON/OFF电位。这样就可以得到沿管道的管对地电位的两条曲线，如前所述，OFF电位值是代表实际对金属表面施加的真实保护电位，看它相对-850毫伏的变化，可知某处阴极保护的实际效果。根据NACE（美国腐蚀工程师协会）相应的解释标准对CIPS结果曲线进行解释。

CIPS的应用在对管道阴极保护的有效性评价及发现防腐层失效范围方面比以前前进了一大步。首先，它的OFF电位曲线是基本消除了IR降的结果，更真实的描述了管道阴极保护的有效性。其次，它可以反映出防腐层失效范围。给出管道上阴极保护和防腐效果的具体的详细的描述。因此CIPS系统一经问世，便被各管道公司广泛采用。

4.阴极保护站内维护与测试

阴极保护站场内的主要是对恒电位仪仪器的自检和对仪器接线的测试，还有就是对绝缘接头（法兰）的漏电电阻、长效参比电极进行测试，并测试出辅助阳极接地电阻，判断它的接地性能；

4.1 恒电位仪的特点

恒电位仪的特点具体如下：

——具有数字显示输出电压、输出电流、电位测量值；

——机上装有假负载，便于仪器的自检，便于对仪器的维修；

——仪器具有软起动功能、能防止雷击余波、可以阻抗50Hz的工频干扰，还可以进行限流、进行误差的报警等功能；

——仪器具有运行状态自动切换的功能，当在无法进行恒电位控制的时候（如参比电极回路开路），变压整流器将会自动从恒电位工作状态切换到恒电流工作状态，并恒定在预先设定的电流值上；当远控给定信号输入时，变压整流器将会受到远控给定控制。

4.2 变压整流器的工作原理

当仪器处于（自动）工作状态时，机内给定信号（标称电压）或外控给定信号和经阻抗变换器分离后的参比信号一起送入比较放大器，经高精度、高稳定性的比较放大器比较放大，输出误差控制信号（放大的差动电压），将此信号送入移相触发器根据该信号的大小，自动调节脉冲的移相时间，通过脉冲变压器输出触发脉冲调整极化回路可控硅的导通角，改变输出电压、电流的大小，使保护电位等于设定的给定电位，从而实现恒电位保护。

4.3 变压整流器的自检

当仪器需要自检时，应事先将仪器后板的输出阳极连线断开，没有必要断开其他的接线，在进行仪器自检前先将仪器面板上的“输出调节”旋钮反时针旋到底，再将工作方式打到“自动”档位，测量选择到控制的档位，将仪器的开关扳到“自检”状态，仪器电源的指示灯将亮，各面板表将应均会有显示；顺时针旋动“控制调节”旋钮，将控制电位调到调制到想调的值上，此时，仪器工作于“自检”状态，测量选择开关将在“控制”与“保护”档位之间拔动，电位表显示的值基本上将不会改变，这表明仪器正常。

4.4 检查仪器的外围连接接线方法

在对仪器外围接线进行检查时，应先检查接线的准确性，然后通过参比电极、零位接阴、输出阳极和输出阴极几组接线测量出几组接线的电位，通过测量出的电位值然后判定接线是否良好。

4.5 长效参比电极

测试长效参比电极的目的是判定长效参比电极是否失效。

在对长效参比电极进行测试时应先测试出长效参比电极的电位，然后测试出校正好的参比电极的电位，把长效参比电极测试出的电位与校正后的参比电极的电位进行比较，然后判断长效参比电极是否失效。

4.6 辅助阳极接地电阻

辅助阳极接地电阻采用接地电阻测量仪测试，测试接线示意图见下图；

当采用图中接线测试时，在土壤电阻率均匀的地区，d1取2L，d2取L；在土壤不

均匀的地区，d1取3L，d2取1.7L。在测试过程中，电位极沿辅助阳极与电流极的连线

移动三次，每次移动的距离为d1的5%左右，若三次测试值接近，取其平均值作为辅助阳极接地电阻率；若测试值不接近，将电位极往电流极方向移动，直至测试值接近为止。

4.7 控制电位的调节

在对变压整流器的电位进行调节时，要合理的调节，在进行调节时要将仪器从工作状态打到调节状态再进行调节，首先调节的电位不能高于恒电位的范围内，其次不能高于阴极保护电位的正常值。

4.9 绝缘接头（法兰）绝缘性能

我们通常采用的测量方法是电位法，通过使用数字万用表测量绝缘接头（法兰）两端的电位，是用来判断其绝缘性能的好坏。

1、在被保护管道通电之前，用数字万用表V测试绝缘接头（法兰）非保护侧a的管地电位V a1;

2、调节阴极保护电源，使保护侧b点的管地电位V b达到-0.85~-1.50V之间，再测试a 点的管地电位V a2；

3、若V a1与V a2基本相等，则认为绝缘接头（法兰）的绝缘性能良好；若V a2〉V a1；且

V a2接近V b值，则认为绝缘接头（法兰）的绝缘性能可疑；若辅助阳极距绝缘接头（法兰）

足够远，且判断与非保护测相连的管道没同保护侧的管道接近或交叉，则可判定为绝缘接头（法兰）的绝缘性能很差；

4.10 机壳接地电阻

在有需要的时候将会机壳接地电阻进行测试，在进行接地电阻测试时是通过接地电阻仪来测得的，在接线前要将机壳接地线断开，还需要短接接地电阻仪的短接片并接上机壳接地线，然后辅助阳极接地电阻测试方法测试。

5.管线上的维护

5.1 在对管线上进行维护时必须对测试桩进行保护，防止人为的损坏，如果是遭到自然环境破坏的（如泥石流、滑坡、塌崩等自然因素引起的破坏），应及时对测试桩附近进行修补保证接线的完好，如果不能及时修补或者是不能再进行修补的测试桩应在测试桩所在的具体位置做好标志，已被测试人员能够准确的查找出具体位置进行测试；

5.2 管道巡线工应特别注意，未经过上级允许便在管道上方开挖与扎桩的，要进行劝阻，如果是发现有人企图对管道进行破坏的，应及时进行阻止与当场进行教育，对教育后不改正的人员送往当地公安机关进行改造。

附：阴极保护的运行管理

一.阴极保护投入前的准备和验收

(一)阴极保护投入前对被保护管道的检查

1.管道对地绝缘的检查

从阴极保护的原理介绍, 已得知没有绝缘就没有保护。为了确保阴极保护的正常运行, 在施加阴极保护电流前,必须确保管道的各项绝缘措施正确无误。应检查管道的绝缘法兰的绝缘性能是否正常;管道沿线布置的设施如阀门、抽水缸、闸井均应与土壤有良好的绝缘;管道与固定墩、跨越塔架、穿越套管处也应有正确有效的绝缘处理措施。管道在地下不应与其它金属构筑物有"短接"等故障。管道表面防腐层应无漏敷点,所有施工时期引起的缺陷与损伤,均应在施工验收时使用DCVG 检漏仪检测,修补后回填。

2.管道导电性检查

对被保护管道应具有连续的导电性能。

3.旧管道对地绝缘状态的检查,应按设计要求处理。对是否修补防腐涂层,排除接地故障(如防静电接地极等),应根据技术经济条件比较确定。对管道导电性的检查,仍需按前述要求进行。

(二)对阴极保护施工质量的验收

1.对阴极保护间内所有电气设备的安装是否符合《电气设备安装规程》的要求,各种接

地设施是否完成，并符合图纸设计要求。

2.对阴极保护的站外设置的选材、施工是否与设计一致。对通电点、测试桩、阳极地

床、阳极引线的施工与连接应严格符合规范要求。尤其是阳极引线接正极,管道江流点接负极,严禁电极接反。

3.图纸、设计资料齐全完备。

二.阴极保护投入运行

1.组织人员测定全线管道自然电位、土壤电阻率、各站阳极地床接地电阻。同时对管道环境有一个比较详尽的了解,这些资料均需分别记录整理,存档备用。

2.阴极保护站投入运行

按照直流电源(整流器、恒电位仪、蓄电池等)操作程序给管道送电,使电位保持在-1.30

伏左右,待管道阴极极化一段时间(四小时以上)开始测试直流电源输出电流、电压、通电点电位、管道沿线保护电位、保护距离等。然后根据所测保护电位,调整通电点电位至规定值, 继续给管道送电使其完全极化 (通常在24 小时以上)。再重复第一次测试工作,并做好记录。若个别管段保护电位过低,则需再适当调节通电点电位至满足全线阴极保护电位指标为止。

3.保护电位的控制

各站通电点电位的控制数值, 应能保证相邻两站间的管段保护电位达到-0.85 伏,同时, 各站通电点最负电位不允许超过规定数值。调节通电点电位时,管道上相邻阴极保护站间加强联系,保证各站通电点电位均衡。

4. 当管道全线达到最小阴极保护电位指标后,投运操作完毕。各阴极保护站进入正常连续工作阶段。

三.阴极保护站的日常维护管理

1.阴极保护设施的日常维护

电气设备定期技术检查。电气设备的检查每周不得少于一次,有下列内容:

1)检查各电气设备电路接触的牢固性,安装的正确性,个别元件是否有机械障碍。检查接接阴极保护站的电源导线,以及接至阳极地床、通电点的导线是否完好,接头是否牢固。

2) 检查配电盘上熔断器的保险丝是否按规定接好,当交流回路中的熔断器保险丝被烧毁时,应查明原因及时恢复供电。

3) 观察电气仪表,在专用的表格上记录输出电压、电流、通电点电位数值, 与前次记录(或值班记录)对照是否有变化,若不相同,应查找原因，采取相应措施,使管道全线达到阴极保护。

4) 应定期检查工作接地和避雷器接地,

并保证其接地电阻不大于10 欧姆,在雷雨季节要注意防雷。

5) 搞好站内设备的清洁卫生,注意保

持室内干燥,通电良好,防止仪器过热。

2.恒电位仪的维护。

1)阴极保护恒电位仪一般都配置两台,

互为备用,因此应按管理要求定时切换使

用。改用备用的仪器时，应即时进行一次

观测和维修。仪器维修过程中不得带电插、

拔各插接件、印刷电路板等。

2)观察全部零件是否正常,元件有无腐蚀,脱焊、虚焊、损坏、各连接点是否可靠,

电路有无故障,各紧固件是否松动,熔断器是否完好,如有熔断，需查清原因再更换。

3)清洁内部,除去外来物。

4)发现仪器故障应及时检修,并投入备用仪器,保证供电。每年要计算开机率。

3.硫酸铜电极的维护。

1)使用定型产品或自制硫酸铜电极,其底部均要求做到渗而不漏,忌污染。使用后应保

持清洁,防止溶液大量漏失。

2) 作为恒定电位仪信号源的埋地硫酸铜参比电极,在使用过程中需每周查看一次,及时添加饱和硫酸铜溶液。严防冻结和干涸,影响仪器正常工作。

3)电极中的紫铜棒使用一段时间后,表面会粘附一层兰色污物,应定期擦洗干净, 露出铜的本色。配制饱和硫酸铜溶液必须使用纯净的硫酸铜和蒸馏水。

4.阳极地床的维护。

1)阳极架空线:每月检查一次线路是否完好,如电杆有无倾斜,瓷瓶、导线是否松动,阳极导线与地床的连接是否牢固,地床埋设标志是否完好等。发现问题及时整改。

2) 阳极地床接地电阻每半年测试一次,接地电阻增大至影响恒电位仪不能提供管道所需保护电流时,应该更换阳极地床或进行维修,以减小接地电阻。

5.测试桩的维护。

1) 检查接线柱与大地绝缘情况，电阻值应大于100 千欧,用万用表测量,若小于此值应检查接线柱与外套钢管有无接地,若有,则需更换或维修。

2) 测试桩应每年定期刷漆和编号。

3) 防止测试桩的破坏丢失,对沿线城乡居民及儿童作好爱护国家财产的宣传教育工作。6．绝缘法兰的维护。

1)定期检测绝缘法兰两侧管地电位,若与原始记录有差异时,应对其性能好坏作鉴别。

如有漏电情况应采取相应措施。

2) 对有附属设备的绝缘法兰(如限流电阻、过压保护二极管、防雨护罩等)均应加强维

护管理工作,保证完好。

3)保持绝缘法兰清洁、干燥,定期刷漆。

7.阴极保护管理

1)每条阴极保护管道,都应制符合本管道实际情况的<<阴极保护运行管理规定>>,使阴

极保护的日常测试、控制、调整、维修等方面的工作均按此进行。

2)加强阴极保护的组织、领导。保持室内设备整洁,达到无故障、无缺陷、无锈蚀、

无外来物。实现三图上墙,即线路走向图、保护电位曲线图、岗位责任制。

3)阴极保护站投产后,电气设备接线不得擅自改动,需要改变的应由主管部门作出方案, 经批准后方能执行。

4)每日检查测量通电点电位,填写好运行日志,向生产调度部门汇报阴极保护站运行情

况。

5)阴极保护站向管道输送电不得中断。停运一天以上须报主管部门备案。利用管道停

电方法调整仪器, 一次不得超过2 小时,全年不超过30 小时。保证全年98％以上时间给管道送电。

6)保持通电点电位在规定值,沿管道测定阴极保护电位,此种测量在阴极保护站运行初

期每周一次, 以后每两周或一月测量一次。并将保护电位测量记录，造表，绘图上报主管部门。

7)每年在规定时间内测量管道沿线自然电位和土壤电阻率各一次。

8)检查和消除管道接地故障,使全线达到完全的阴极保护。

四.牺牲阳极的维护

管道牺牲阳极保护日常维护工作量不多, 除按外加电流阴极保护的要求进行保护电位测量, 测试桩维护保养,绝缘法兰检测,接地故障排除等工作外,建议每月测定各参数。据此分析管道保护状况。若阳极性能变坏,则需采取相应措施。

五.阴极保护系统常见故障的分析

1.保护管道绝缘不良,漏电故障的危害在阴极保护站投入运行,或牺牲阳极保护投产一段时间后,出现了在规定的通电点电位下, 输出电流增大,管道保护距离却缩短的现象,或者在牺牲阳极系统中,牺牲阳极组的输出电流量增大,其值已超过管道的保护电流需要, 但保护电位仍达不到规定指标的现象。发生上述情况的原因,主要是被保护金属管道与未被保护的金属结构物"短路",这种现象称之为阴极保护管道漏电,或者叫做"接地故障"。接地故障,使得被保护管道的阴极保护电流流入非保护金属体,在两管道的"短接"处形成"漏电点", 这就会造成,阴极保护电流的增大;阴极保护电源的过负荷和阴极保护引起的干扰。

另外,阳极地床断路,阴极开路,零位接阴断路都会导致阴极保护不能投保。例如:格尔木站,甘森站,93 年由于阳极电缆断路,造成阴极保护体系不能正常工作,判断阳极地床连接电缆断路时,可采用:

(1) 测输出电流,将恒电位仪开启,在恒电位仪阳极输出端串上一电流表,如果电流为零, 则说明有断路现象。

(2) 将恒电位仪机后阳极输出线断开,接入临时地床或其它接地装置,若有输出电压、电流,则可断定阳极地床连接线断路。在阳极电缆与地床阳极接线处应设置接线用水泥井或标志。

2.造成管道漏电的原因

(1) 施工不当,交叉管道间距不合规范,即当两条管道,一条为阴极保护的管道,另一条为未保护的管道交叉时,施工要求应保持管道间的垂直净距不小于0.3m,并在交叉点前后一定长度内将管道作特别绝缘,如果施工时不严格按照上述规定去做,那么在管道埋设一段时间后,在土壤应力的作用下, 管道相互可能搭接在一起,会造成绝缘层破损,金属与金属的相连, 形成漏电点。

(2) 绝缘法兰失效或漏电,绝缘法兰质量欠佳,在使用一段时间后绝缘零件受损或变质, 使法兰不再绝缘,从而使得两法兰盘侧不再具有绝缘性能,阴极保护电流也就不再有限制;或者是输送介质中有一些电解质杂质使绝缘法兰导通,不再具有绝缘性能。从上述原因看, 漏电点只可能发生在保护管道与非保护管道的交叉点,或保护管道的绝缘法兰处,因此查找漏电点就带有上述局限性。但如果地下管网复杂,被保护管道与多条和线有交叉穿越,则使得漏电点的查找出现复杂现象。常常要根据现场实际情况,反复测量、多方位检查并综合判

断才能找到真正的漏电故障点。

3.漏电点的查找

(1) 利用查找管道绝缘层破损点,从而确定管道的漏电点或短接点的方法。此方法首先

将脉冲信号送到被测管道上, 如果管道防腐绝缘层良好,流入管道的电流很弱,仪表没有显示. 如果管道防腐层有破损,电流将从土壤中通过破损处漏入管道,电流的流动会在周围土壤中将产生明显的电位梯度。当探测人员手持两个参比电极在管道正上方探测行走时, 伏特计将明显的抖动,当伏特计指针停止抖动时,两个参比电极的中间既为防腐层漏点位置,该方法简便宜行,定位准确,是目前国际上公认的检漏方法(DCVG)..

(2) 可利用测定管内电流大小的方法寻找漏电点。因为无分支的阴极保护管道, 管内电流是从远端流向通电点。当非保护管道接入后就会形成分支电路,使保护电流经过漏电点会变小。因此,可利此法来寻找漏电点的位置。利用此法测定时,在有怀疑的管段上可依次选点,用IR 压降法或者补偿法(详见有关说明)测定管内电流。再通过比较各点电流的大小来确定漏电点的电位。

(3) 绝缘法兰漏电的测定。当绝缘法兰漏电而导致阴极保护系统故障时, 则可通过在绝缘法兰两侧管段上,分别测量管地电位,若保护侧为保护电位,非保护侧为自然电位,则绝缘法兰正常。否则,有问题存在。也可在非保护侧测法兰端部的对地电位, 如此电位比非保护管道或其它金属构筑物的电位要负,则此绝缘法兰漏电。

测定流过绝缘法兰的电流, 也可用来判定绝缘法兰的性能。若绝缘法兰非保护端一侧, 能测出电流,则法兰漏电;若测不出电流,绝缘法兰不漏电。

(4) 近间距电位测量法CIPS.

在测试桩上测量保护电位只能反映管道的整体保护水平,不能说明管道各点都得到了

保护.采用近间距测量方式,是沿管道每隔 1—2 米测量一次管地电位,可以准确的检测出没有得到保护的管段.

4.阳极接地故障

阴极保护另一常见故障是由阳极接地引起的。阳极接地电阻与阳极地床的设计与施工质量密切相关。"冻土"会使阳极地床电阻增加几倍至十几倍,"气阻"也会使阳极地床电阻增加。当阳极使用一段时间后,也会由于腐蚀严重,表面溶解不均匀造成电流障碍。因此,在阴极保护的仪器上会出现电位升高, 而保护电流下降的现象。此时,应通过测量,更换或检修阳极地床,来使阴极保护正常运行。另一薄弱环节,是阳极电缆线与阳极接头处的密封与绝缘,若施工不妥则会造成接头处的腐蚀与断路。使阴极保护电流断路而无法输入给管道。

埋地长输管道阴极保护施工行业规范

埋地长输管道阴极保护施工 行 业 规 范 河南汇龙合金材料有限公司2019年技术部正版

1 工程概况 1.1工程内容 阴极保护工程项目为：-----------有限公司输水管道工程 1.2 开竣工时间 开工时间：总体进度确定开工时间，配合管道安装进行。 工期：配合管道安装确定整个工期 1.3牺牲阳极保护主要工程量 本阴极保护工程安装主要工程量如下： 序号项目名称工程量 1 阳极坑、测试装坑零星土方处 2 阳极的组装与运输支 3 镁合金牺牲阳极安装支 4 管道焊口重防腐涂料补口处 5 阳极安装后水的运输与浇注处 6 测试桩安装根 7 阴极保护检测处 2 施工部署 工程合同签定后，由单位领导主持，组织设立项目部。项目经理及项目部成员由责任心强，业务素质高，专业知识结构合理，现场施工经验丰富的人员组成。以便有能力及时处理施工中遇到的各种问题，从组织上保证工程顺利进行。 项目经理领导下，项目部有关人员均熟悉本工程工艺程序及图纸，并

在施工过程中记录并研究解决工程施工中的重点及难点。项目部设专人负责施工设备、材料进场，按相关程序实施进场验收，施工现场选定合适的库房。 2.1 工程施工规划 2.1.1本工程采用的施工管理措施，配合整体工程施工进度，可同步进行，协同作业。项目部以相关的奖惩制度确保工程进展快速，保质保量。 2.1.2根据设计书、相关标准和施工方案，项目部设专人负责落实施工所需各种原材料、施工设备等。 2.1.3根据项目工艺文件，图纸，由生产部组织实施牺牲阳极、测试桩等生产。 2.1.4项目部管理人员根据设计书、施工方案、施工图组织调度施工组，开展牺牲阳极和测试装置的施工。 2.1.5全部安装完毕后，测量电位数据，测量结果整理并出具测试报告。 2.2 施工技术方案及工艺 为了保证阴极保护系统长期、稳定地运行，施工的前期工作优为重要，严格按产品性能指标验收，保证产品质量，对热收缩套、阳极、参比电极及测试桩的安装严格按照设计要求及有关技术规范进行施工。 2.2.1阳极的组装 阳极的组装在工厂进行，组装后阳极的质量和各项技术指标符

管道阴极保护基本知识

管道阴极保护基本知识-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

管道阴极保护基本知识 内容提要： ◆阴极保护系统管理知识 ◆阴极保护系统测试方法 ◆恒电位仪的基本操作 一、阴保护系统管理知识 （一）阴极保护的原理 自然界中，大多数金属是以化合状态存在的，通过炼制被赋予能量，才从离子状态转变成原子状态，为此，回归自然状态是金属固有本性。我们把金属与周围的电解质发生反应、从原子变成离子的过程称为腐蚀。 每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位, 称之为该金属的腐蚀电位（自然电位），腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。腐蚀电位愈负愈容易失去电子, 我们称失去电子的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区。阳极区由于失去电子（如铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤）受到腐蚀，而阴极区得到电子受到保护。 阴极保护的原理是给金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位，金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液。有两种办法可以实现这一目的，即牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。 1、牺牲阳极法 将被保护金属和一种可以提供阴极保护电流的金属或合金（即牺牲阳极）相连，使被保护体极化以降低腐蚀速率的方法。 在被保护金属与牺牲阳极所形成的大地电池中，被保护金属体为阴极，牺牲阳极的电位往往负于被保护金属体的电位值，在保护电池中是阳极，被腐蚀

消耗，故此称之为“牺牲”阳极，从而实现了对阴极的被保护金属体的防护，如图1—3。 牺牲阳极材料有高钝镁，其电位为-1.75V；高钝锌，其电位为-1.1V；工业纯铝，其电位为-0.8V（相对于饱和硫酸铜参比电极）。 2、强制电流法（外加电流法） 将被保护金属与外加电源负极相连，由外部电源提供保护电流，以降低腐蚀速率的方法。其方式有：恒电位、恒电流、恒电压、整流器等。如图1-4示。 图1-4恒电位方式示意图 外部电源通过埋地的辅助阳极将保护电流引入地下，通过土壤提供给被保护金属，被保护金属在大地中仍为阴极，其表面只发生还原反应，不会再发生金属离子化的氧化反应，使腐蚀受到抑制。而辅助阳极表面则发生丢电子氧化

阴极保护工作原理

阴极保护基本原理 容： 一、腐蚀电位或自然电位 每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位，称之为该金属的腐蚀电位（自然电位）。腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。腐蚀电位愈负愈容易失去电子，我们称失去电子的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区。阳极区由于失去电子（如，铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤）受到腐蚀而阴极区得到电子受到保护。 相对于饱和硫酸铜参比电极(CSE)，不同金属的在土壤中的腐蚀电位（V） 金属电位（CSE）高纯镁-1.75 镁合金(6%Al，3%Zn，0.15%Mn) -1.60 锌-1.10 铝合金(5%Zn) -1.05 纯铝-0.80 低碳钢(表面光亮) -0.50to-0.80 低碳钢(表面锈蚀) -0.20to-0.50 铸铁-0.50 混凝土中的低碳钢-0.20 铜-0.20 在同一电解质中，不同的金属具有不同的腐蚀电位，如轮船船体是钢，推进器是青铜制成的，铜的电位比钢高，所以电子从船体流向青铜推进器，船体受到腐蚀，青铜器得到保护。钢管的本体金属和焊缝金属由于成分不一样，两者的腐蚀电位差有时可达0.275V，埋入地下后，电位低的部位遭受腐蚀。新旧管道连接后，由于新管道腐蚀电位低，旧管道电位高，电子从新管道流向旧管道，新管道首先腐蚀。同一种金属接触不同的电解质溶液（如土壤），或电解质的浓度、温度、气体压力、流速等条件不同，也会造成金属表面各点电位的不同。二、参比电极 为了对各种金属的电极电位进行比较，必须有一个公共的参比电极。饱和硫酸铜参比电极，其电极电位具有良好的重复性和稳定性，构造简单，在阴极保护领域中得到广泛采用。不同参比电极之间的电位比较： 土壤中或浸水钢铁结构最小阴极保护电位（V）被保护结构相对于不同参比电极的电位 饱和硫酸铜氯化银锌饱和甘汞 钢铁（土壤或水中）-0.85 -0.75 0.25 -0.778 钢铁（硫酸盐还原菌）-0.95 -0.85 0.15 -0.878 三、阴极保护 阴极保护的原理是给金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位，金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液。有两种办法可以实现这一目的，即，牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。1、牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与被保护金属连接，并处于同一电解质中，使该金属上的电子转移到被保护金属上去，使整个被保护金属处于一个较负的相同的电位下。该方式简便易行，不需要外加电源，很少产生腐蚀干扰，广泛应用于保护小型（电流一般小于1安培）或处于低土壤电阻率环境下（土壤电阻率小于100欧姆.米）的金属结构。如，城市管网、小型储罐等。根据国有关资料的报道，对于牺牲阳极的使用有很多失败的教训，认为牺牲阳极的使用寿命一般不会超过3年，最多5年。牺牲阳极阴极保护失败的主要原因是阳极表面生成一层不导电的硬壳，限制了阳极的电流输出。本人认为，产生该问题的主要原因是阳极成份达不到规要求，其次是阳极所处位置土壤电阻率太高。因此，设计牺牲阳极阴极保护系统时，除了严格控制阳极成份外，一定要选择土壤电阻率低的阳极床位置。2、外加电流阴极保护是通过外加直流电源以及辅助阳极，迫使电流从土壤中流向被保护金属，使被保护金属结构电位低于周围环境。该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构，如：长输埋地管

输油管道腐蚀机理与防护措施

输油管道腐蚀机理与防护措施 随着我国社会的不断进步和发展，我国的输油管道运输行业也获得了突飞猛进的进步，输油管道的一些节能和环保的功能也在自身发展的过程中逐渐的彰显出来，然而，近几年以来，却时常发生管道泄漏和失效的现象，而造成这一现象的主要原因就是管道遭受到了腐蚀，管道如果遭受到了腐蚀，就会对管道的使用寿命和所产生的经济收益产生直接的重要影响。因此，本文针对输油管道的腐蚀机理和防护措施进行了深入的探究和分析，从腐蚀的种类入手，对我国的管道腐蚀的保护对策进行了详细的总结，为日后我国研究输油管道的腐蚀工作奠定了一定的理论基础。 标签：输油管道；腐蚀；防护；措施 在油品运输的过程中，输油管道所具有的环保和节能的特征不断地彰显出来，在大多数的管道运输中，通常采取的都是无缝钢管，螺旋焊接钢管和直缝电阻焊钢管等材质，通过埋地和架空两种方式对管道进行铺设，因此，对于输油管道来说，它在输送油品的过程中，一定会受到来至周围介质所产生的腐蚀现象，主要会发生的是化学腐蚀和电化学腐蚀，一旦输油的管道遭到了腐蚀，不仅会大幅度的缩短管道的使用寿命，同时还会造成一定的环境污染，从而导致整体经济收益的缩减，严重的情况会导致整条管线失去自身的作用和价值。因此，本文针对输油管道的腐蚀工作进行了深入的探究和分析，提出了相关的输油管道防护措施，为日后防止输油管道腐蚀现象的发生提供了十分重要的理论意义。 1 腐蚀种类 金属由于受到周围环境的影响，从而发生一系列的化学或电化学的反应，对自身产生一种破坏性的侵蚀，就是我们所说的腐蚀。对于腐蚀来说，它具有一定的化学性质，大部分的腐蚀现象都是化学变化的过程，因此，我们根据输油管道腐蚀过程中所呈现出的特征的差异，将腐蚀的类型分为两种，分别是化学腐蚀和电化学腐蚀。 1.1 化学腐蚀 化学腐蚀指的是输油管道的表面与相关的氧化剂直接接触而产生的化学变化，在化学腐蚀的过程中，它是氧化剂和金属之间进行电子的转移，在此过程中并不会产生电流，例如，金属长期暴露在空气中，就会与空气中的氧气进行氧化，从而生成相应的金属化合物，除此之外，油品中由于含有较多的硫化物和有机酸，这些物质也会对金属的输油管管道产生一定的腐蚀作用。 1.2 电化学腐蚀 在输油管道中发生的电化学腐蚀，它指的是在金属管道和一些电解质之间形成了一定的作用，從而使金属表面和电解池之间构成了原电池的组成结构，引起

长输管道牺牲阳极法阴极保护施工方案

司 材 长输管道牺牲阳极 阴 极 保 护 施 工 方 案 河南汇龙合金材料有限公司 项目部

目录 一、概述- ----------------------------------------------------------- 2 （一）原理----------------------------------------------------- 2 （二）牺牲阳极法阴极保护的优点--------------------------------- 2 （三）牺牲阳极材料--------------------------------------------- 2 （四）阳极安装方式--------------------------------------------- 6 （五）测试系统------------------------------------------------- 7 （六）应用标准和规范------------------------------------------- 7 （七）主要测试设备和工具--------------------------------------- 8 二、该项目管道牺牲阳极保护法的设计- --------------------------------- 8 三、施工方法- ------------------------------------------------------- 8 1、牺牲阳极法阴极保护施工安装程序简述如下: -------------------- 9 2、牺牲阳极法的施工: ------------------------------------------ 9

长输管道阴极保护及阴极保护站维护基础知识

长输管道阴极保护及阴极保护站维护基础知识[转] 长输管道阴极保护及阴极保护站维护基础知识 2013-12-8 09:55 阅读(2) 转载自专业管道检测 已经是第一篇 | 下一篇:一建《建设工程法... 1.目的 为了使阴极保护站场内维护人员以及现场巡线人员有效地实施阴极保护，做到 科学操作、安全维护、确保质量、特编此文，提供对站场内及管线上阴极保护系统正常运行并科学维护指导。一.防腐蚀的重要意义 自然界中，大多数金属是以化合状态存在的。通过炼制，被赋予能量，才从离 子状态转变成原子状态。然而，回归自然状态是金属固有本性。我们把金属与周围的电解质发生反应、从原子变成离子的过程称为腐蚀。 金属腐蚀广泛的存在于我们的生活中, 国外统计表明，每年由于腐蚀而报废的 金属材料, 约相当于金属产量的20,40,,全世界每年因腐蚀而损耗的金属达1 亿吨以上,金属腐蚀直接和间接地造成巨大的经济损失, 据有关国家统计每年由于腐蚀 而造成的经济损失,美国为国民经济总产值的4.2,; 英国为国民经济总产值的3.5,;日本为国民经济总值1.8 ,。 二.防腐蚀工程发展概况 六十年代初,我国开始研究阴极保护方法,六十年代末期在船舶,闸门等钢铁构 筑物上得到应用。我国埋地油气管道的阴极保护始于1958 年,六十年代在新疆、 大庆、四川等油气管道上推广应用,目前,全国主要油气管道已全部安装了阴极保护系统，收到明显的效果。 2.阴极保护原理

2.1 所谓阴极保护是通过降低管道的腐蚀电位而使管道得到保护的电化学保护(其实质:给金属补充大量的电子,使被保护金属整体处于电子过剩的状态,使金属表面各点低于一负电位，使金属原子不容易失去电子而变成离子溶入电解质的过程。)。通常施加阴极保护电流有两种方法:强制电流和牺牲阳极保护。 2.2 牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与被保护金属连接,并处于同一电 解质中，通过电解质向被保护体提供一个阴极电流，使被保护体进行阴极极化，从而实现阴极保护。 阴极保护牺牲阳极原理是由托马晓夫三电极原理来解释，内容是: (a)两电极电位不同的两电极; (b)两电极必须在同一电解质溶液里; (c)两电极间必须有导线连接。 该方式简便易行，不需要外加电源，很少产生腐蚀干扰，广泛应用于保护小型(电流一般小于1 安培) 或处于低土壤电阻率环境下(土壤电阻率小于100 欧姆.米)的金属结构。如，城市管网、小型储罐等。根据国内有关资料的报道，对于牺牲阳极的使用有很多失败的教训，认为牺牲阳极的使用寿命一般不会超过3 年，最多5 年。牺牲阳极阴极保护失败的主要原因是阳极表面生成一层不导电的硬壳，限制了阳极的电流输出。本人认为，产生该问题的主要原因通常是阳极成份达不到规范要求，其次是阳极所处位置土壤电阻率太高。因此，设计牺牲阳极阴极保护系统时，除了严格控制阳极成份外，一定要选择土壤电阻率低的阳极床位置。 强制电流保护原理:由外部的直流电源向被保护金属构筑物通以保护电流，使 之阴极极化，达到阴极保护的一种方法。该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构，如:长输埋地管道，大型罐群等。 强制电流保护原理图;

阴极保护与案例分析

标题：阴极保护基本原理[精华] 内容： 一、腐蚀电位或自然电位 每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位，称之为该金属的腐蚀电位（自然电位）。腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。腐蚀电位愈负愈容易失去电子，我们称失去电子的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区。阳极区由于失去电子（如，铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤）受到腐蚀而阴极区得到电子受到保护。 相对于饱和硫酸铜参比电极(CSE)，不同金属的在土壤中的腐蚀电位（V） 金属电位（CSE） 高纯镁 -1.75 镁合金(6%Al，3%Zn，0.15%Mn) -1.60 锌 -1.10 铝合金(5%Zn) -1.05 纯铝 -0.80 低碳钢(表面光亮) -0.50to-0.80 低碳钢(表面锈蚀) -0.20to-0.50 铸铁 -0.50 混凝土中的低碳钢 -0.20 铜 -0.20 在同一电解质中，不同的金属具有不同的腐蚀电位，如轮船船体是钢，推进器是青铜制成的，铜的电位比钢高，所以电子从船体流向青铜推进器，船体受到腐蚀，青铜器得到保护。钢管的本体金属和焊缝金属由于成分不一样，两者的腐蚀电位差有时可达0.275V，埋入地下后，电位低的部位遭受腐蚀。新旧管道连接后，由于新管道腐蚀电位低，旧管道电位高，电子从新管道流向旧管道，新管道首先腐蚀。同一种金属接触不同的电解质溶液（如土壤），或电解质的浓度、温度、气体压力、流速等条件不同，也会造成金属表面各点电位的不同。 二、参比电极 为了对各种金属的电极电位进行比较，必须有一个公共的参比电极。饱和硫酸铜参比电极电极，其电极电位具有良好的重复性和稳定性，构造简单，在阴极保护领域中得到广泛采用。不同参比电极之间的电位比较： 土壤中或浸水钢铁结构最小阴极保护电位（V） 被保护结构相对于不同参比电极的电位 饱和硫酸铜氯化银锌饱和甘汞 钢铁（土壤或水中） -0.85-0.75 0.25 -0.778 钢铁（硫酸盐还原菌）-0.95-0.85 0.15 -0.878 三、阴极保护 阴极保护的原理是给金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位，金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液。有两种办法可以实现这一目的，即，牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。 1、牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与被保护金属连接，并处于同一电解质中，使该金属上的电子转移到被保护金属上去，使整个被保护金属处于一个较负的相同的电位下。该方式简便易行，不需要外加电源，很少产生腐蚀干扰，广泛应用于保护小型（电流一般小于1安培）或处于低土壤电阻率环境下（土壤电阻率小于100欧姆.米）的金属结构。如，城市管网、小型储罐等。根据国内有关资料的报道，对于牺牲阳极的使用有很多失败的教训，认为牺牲阳极的使用寿命一般不会超过3年，最多5年。牺牲阳极阴极保护失败的主要原因是阳极表面生成一层不导电的硬壳，限制了阳极的电流输出。本人认为，

天然气长输管道的腐蚀与防护措施

摘要 天然气长输管道的腐蚀与防护措施 摘要 天然气使用量的急剧增加，而管网设施是天然气发展的基本条件之一,也是国家现代化的重要标志，特别是城市燃气管网设施的建设，它是一个城市生存和发展的必要保障和国家重要的基础设施。 天然气管道从天然气供应场所到其使用地方，经过各种各样复杂的地形，管道所处环境千变万化，且天然气中往往含有硫化氢、二氧化碳等酸性气体，它们对天然气管道造成腐蚀威胁，影响天然气管道的平安运行，因此天然气管道在运营中必须实施防腐蚀保护。 I

目录 1引言 ....................................................................................................................... - 1 -1.1腐蚀的定义 ........................................................................................................ - 1 -1.2腐蚀危害性 ........................................................................................................ - 1 -1.3腐蚀对天然气管道的危害 ................................................................................ - 2 -2天然气管道的腐蚀特点 ....................................................................................... - 4 -2.1天然气管道的内腐蚀 ........................................................................................ - 4 -2.2天然气管道的外腐蚀 ........................................................................................ - 4 - 2.2.1土壤腐蚀 ................................................................................................. - 4 - 2.2.1.1土壤腐蚀特点 .............................................................................. - 5 - 2.2.1.2土壤腐蚀的影响因素 .................................................................. - 5 - 2.2.1.3土壤腐蚀常见的几种形式 .......................................................... - 7 - 2.2.2大气腐蚀 ................................................................................................. - 8 - 2.2.2.1大气腐蚀特征 .............................................................................. - 8 - 2.2.2.2大气腐蚀的影响因素 .................................................................. - 9 - 3.天然气埋地钢管的防腐方法 ............................................................................. - 10 -3.1内腐蚀防护 ...................................................................................................... - 10 - 3.1.1防腐涂层的结构 .................................................................................... - 11 - 3.1.2防腐涂层的选择 .................................................................................... - 11 -3.2外壁腐蚀及防护 .............................................................................................. - 12 - 3.2.1阴极保护的两种方法 ........................................................................... - 13 - I

阴极保护的基本知识

阴极保护的基本知识 阴极保护是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。 阴极保护是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。美国腐蚀工程师协会（NACE）对阴极保护的定义是：通过施加外加的电动势把电极的腐蚀电位移向氧化性较低的电位而使腐蚀速率降低。牺牲阳极阴极保护就是在金属构筑物上连接或焊接电位较负的金属,如铝、锌或镁。阳极材料不断消耗,释放出的电流供给被保护金属构筑物而阴极极化，从而实现保护。外加电流阴极保护是通过外加直流电源向被保护金属通以阴极电流，使之阴极极化。该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构。 保护电位是指阴极保护时使金属腐蚀停止（或可忽略）时所需的电位。实践中，钢铁的保护电位常取-0.85V（CSE），也就是说，当金属处于比-0.85V（CSE）更负的电位时，该金属就受到了保护，腐蚀可以忽略。 阴极保护是一种控制钢质储罐和管道腐蚀的有效方法，它有效弥补了涂层缺陷而引起的腐蚀，能大大延长储罐和管道的使用寿命。根据美国一家阴极保护工程公司提供的资料，从经济上考虑，阴极保护是钢质储罐防腐蚀的最经济的手段之一。 网状阳极阴极保护方法 网状阳极阴极保护方法是目前国际上流行且成熟的针对新建储罐罐底外壁的一种有效的阴极保护新方法，在国际和国内都得到了广泛应用。网状阳极是混合金属氧化物带状阳极与钛金属连接片交叉焊接组成的外加电流阴极保护辅助阳极。阳极网预铺设在储罐基础中，为储罐底板提供保护电流。 网状阳极保护系统较其它阴极保护方法具有如下优点： 1)电流分布均匀，输出可调，保证储罐充分保护。 2)基本不产生杂散电流，不会对其它结构造成腐蚀干扰。 3)不需回填料，安装简单，质量容易保证。 4)储罐与管道之间不需要绝缘，不需对电气以及防雷接地系统作任何改造。 5)不易受今后工程施工的损坏，使用寿命长。 6)埋设深度浅，尤其适宜回填层比较薄的建在岩石上的储罐。 7)性价比高，造价仅为目前镁带牺牲阳极的1倍；虽然长期由恒电位仪提供

阴极保护基本原理

阴极保护基本原理 一、腐蚀电位或自然电位 每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位，称之为该金属的腐蚀电位（自然电位）。腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。腐蚀电位愈负愈容易失去电子，我们称失去电子的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区。阳极区由于失去电子（如，铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤）受到腐蚀而阴极区得到电子受到保护。相对于饱和硫酸铜参比电极(CSE)，不同金属的在土壤中的腐蚀电位（V） 金属电位（CSE） 高纯镁 -1.75 镁合金(6%Al，3%Zn，0.15%Mn) -1.60 锌 -1.10 铝合金(5%Zn) -1.05 纯铝 -0.80 低碳钢(表面光亮) -0.50to-0.80 低碳钢(表面锈蚀) -0.20to-0.50 铸铁 -0.50 混凝土中的低碳钢 -0.20 铜 -0.20 在同一电解质中，不同的金属具有不同的腐蚀电位，如轮船船体是钢，推进器是青铜制成的，铜的电位比钢高，所以电子从船体流向青铜推进器，船体受到腐蚀，青铜器得到保护。钢管的本体金属和焊缝金属由于成分不一样，两者的腐蚀电位差有时可达0.275V，埋入地下后，电位低的部位遭受腐蚀。新旧管道连接后，由于新管道腐蚀电位低，旧管道电位高，电子从新管道流向旧管道，新管道首先腐蚀。同一种金属接触不同的电解质溶液（如土壤），或电解质的浓度、温度、气体压力、流速等条件不同，也会造成金属表面各点电位的不同。 二、参比电极 为了对各种金属的电极电位进行比较，必须有一个公共的参比电极。饱和硫酸铜参比电极，其电极电位具有良好的重复性和稳定性，构造简单，在阴极保护领域中得到广泛采用。不同参比电极之间的电位比较： 土壤中或浸水钢铁结构最小阴极保护电位（V） 被保护结构相对于不同参比电极的电位 饱和硫酸铜氯化银锌饱和甘汞 钢铁（土壤或水中） -0.85 -0.75 0.25 -0.778 钢铁（硫酸盐还原菌） -0.95 -0.85 0.15 -0.878 三、阴极保护 阴极保护的原理是给金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位，金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液。有两种办法可以实现这一目的，即，牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。 1、牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与被保护金属连接，并处于同一电解质中，使该金属上的电子转移到被保护金属上去，使整个被保护金属处于一个较

长输管道基础知识

输油管道工程设计规范》 ( GB50253-2003) 1.输油管道工程设计计算输油量时，年工作天数应按350 天计算。 2.应在紊流状态下进行多品种成品油的顺序输送。 3.当顺序输送高粘度成品油时宜使用隔离装置。 4.埋地输油管道与其他用途的管道同沟敷设，并采用联合阴极保护的管道之间的 距离，最小净距为0.5 米。 5.管道与光缆同沟敷设时，其最小净距不应小于0.3 米。 6.当输油管道需改变平面走向适应地形变化时，可采用弹性弯曲、冷弯管、热煨 弯头。在平面转角较小或地形起伏不大的情况下，首先应采用弹性弯曲。采用热煨弯管时，其曲率半径不宜小于 5 倍管子外径，且应满足清管器或检测器顺利同过的要求。 7.输油管的平面和竖向同时发生转角时，不宜采用弹性弯曲。 8.一般情况下管顶的覆土层厚度不应小于0.8 米。 9.管道敷设采用套管时，输油管与套管之间应采用绝缘支撑。套管端部应采用防 水、绝缘、耐用的材料密封。绝缘支撑间距根据管径大小而定，一般不宜小于 2 米。 10.输油管道沿线应安装截断阀，阀门间距不应超过32 千米。人烟稀少地区可加大间距。 11.当输油管道的设计温度同安装温度之差较大时，宜在管道出土端、弯头、管径 改变处及管道和清管器收发装置连接处，根据计算设置锚固设施，或采取其他稳管措施。 12.输油管道沿线应设置里程桩、转角桩、阴极保护测试桩和警示牌等永久性标志。 13.里程桩应设置在油流方向的左侧，沿管道从起点至终点，每隔1kw 设置1个， 不得间断。阴极保护测试桩可同里程桩结合设置。 14.在管道改变方向处应设置水平转角桩。转角桩应设置在管道中心线的转角处左侧

管道阴极保护基本知识(终审稿)

管道阴极保护基本知识文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-

管道阴极保护基本知识 内容提要： ◆阴极保护系统管理知识 一、阴保护系统管理知识 （一）阴极保护的原理 自然界中，大多数金属是以化合状态存在的，通过炼制被赋予能量，才从离子状态转变成原子状态，为此，回归自然状态是金属固有本性。我们把金属与周围的电解质发生反应、从原子变成离子的过程称为腐蚀。 每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位, 称之为该金属的腐蚀电位（自然电位），腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。腐蚀电位愈负愈容易失去电子, 我们称失去电子的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区。阳极区由于失去电子（如铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤）受到腐蚀，而阴极区得到电子受到保护。 阴极保护的原理是给金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位，金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液。有两种办法可以实现这一目的，即牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。 1、牺牲阳极法 将被保护金属和一种可以提供阴极保护电流的金属或合金（即牺牲阳极）相连，使被保护体极化以降低腐蚀速率的方法。

在被保护金属与牺牲阳极所形成的大地电池中，被保护金属体为阴极，牺牲阳极的电位往往负于被保护金属体的电位值，在保护电池中是阳极，被腐蚀消耗，故此称之为“牺牲”阳极，从而实现了对阴极的被保护金属体的防护，如图1—3。 牺牲阳极材料有高钝镁，其电位为-1.75V；高钝锌，其电位为- 1.1V；工业纯铝，其电位为-0.8V（相对于饱和硫酸铜参比电极）。 2、强制电流法（外加电流法） 将被保护金属与外加电源负极相连，由外部电源提供保护电流，以降低腐蚀速率的方法。其方式有：恒电位、恒电流、恒电压、整流器等。如图1-4示。 图1-4恒电位方式示意图 外部电源通过埋地的辅助阳极将保护电流引入地下，通过土壤提供给被保护金属，被保护金属在大地中仍为阴极，其表面只发生还原反应，不会再发生金属离子化的氧化反应，使腐蚀受到抑制。而辅助阳极表面则发生丢电子氧化反应，因此，辅助阳极本身存在消耗。 阴极保护的上述两种方法，都是通过一个阴极保护电流源向受到腐蚀或存在腐蚀，需要保护的金属体，提供足够的与原腐蚀电流方向相反的保护电流，使之恰好抵消金属内原本存在的腐蚀电流。两种方法的差别只在于产生保护电流的方式和“源”不同。一种是利用电位更负的金属或合金，另一种则利用直流电源。 强制电流阴极保护驱动电压高，输出电流大，有效保护范围广，适用于被保护面积大的长距离、大口径管道。

石油原油管道长输管道阴极保护的方法和条件

原油管道长输管道 阴 极 保 护 电 流 在 线 检 测 注 意 事 项 河南汇龙合金材料有限公司

1 管道内部清洁度 阴极保护电流在线检测技术并非适用于任何管道。作为直接测量工具，阴极保护电流在线检测器需要与管道内壁良好接触，以便能够测量阴极保护电流产生的小电压降。由于原油管道定期清管，因此其影响检测器与管壁接触的问题较少。而成品油管道通常输送规格产品，一般不存在碎片堆积物，因此，其清管频率明显小于原油管道。只要成品油管道末端油品污染程度轻，就可以认为该成品油管道是“清洁”管道。为了确保阴极保护电流在线检测成功进行，在进行成品油管道检测前，通常需要对其进行较高质量的管道清管。目前，市面上已有用于成品油管道的简便和较低成本的清管器产品。这些清管器产品在进行清管的同时，也能测量管道内壁的清洁度，并能确定阴极保护电流在线检测时，检测器与管内壁是否能够充分接触。由同一条成品油管道在间隔1年时间内进行的两次阴极保护在线检测测得的电压降变化曲线可以看出，由于管壁没有充分清洁及电接使用阴极保护电流检测器定位电流源触不良，使得检测过程产生大量噪音，从而导致电压降变化曲线( 上方) 波动较大，而在进行两次清管之后，测得的电压降变化曲线( 下方) 明显平缓。 相比原油管道和成品油管道，对天然气管道进行阴极保护电流在线检测较为困 难。由于天然气管道内的氧化物和管壁上脱落的碎片不能像原油或成品油管道那样被油流带走，因此天然气管道的清管难度较大。管壁清洁度不足导致天然气管道的内壁电接触不够充分，影响了测得的直流电数据的准确性，而管壁清洁度问题对交流电数据影响不大。同时，由于阴极保护电流在线检测器质量轻且与管道内壁间摩擦力小，因此天然气管道的介质流速波动对检测数据的准确性影响不容忽视。 较新的管道内壁存在大量轧屑，使得其与检测器接触和电压降测量难度增大。同时，较新的管道防腐层完好，因此需要的阴极保护电流较小。由于旧管道阴极保护电流较高，因此可一定程度上忽略其管壁接触问题对检测结果的影响，但是对于较新的施加低阴极保护电流的管道，其内壁接触问题对检测结果的影响不容忽视。鉴于此，阴极保护电流在线检测技术通常用于旧的液体管道，只有当天然气管道腐蚀主要是由交流干扰引起时，才能对天然气管道进行阴极保护电流在线检测。

管道阴极保护基本知识

管道阴极保护基本知识 管道阴极保护基本知识 内容提要： ?阴极保护系统管理知识 一、阴保护系统管理知识 （一）阴极保护的原理 自然界中，大多数金属是以化合状态存在的，通过炼制被赋予能量，才从离子状态转变成原子状态，为此，回归自然状态是金属固有本性。我们把金属与周围的电解质发生反应、从原子变成离子的过程称为腐蚀。 每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位，称之为该金属的腐蚀电位（自然电位），腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。腐蚀电位愈负愈容易失去电子，我们称失去电子的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区。阳极区由于失去电子（如铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤）受到腐蚀，而阴极区

得到电子受到保护。 阴极保护的原理是给金属补充大量的电子，使被保护金 属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电 位，金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液。有两种 办法可以实现这一目的，即牺牲阳极阴极保护和外加电流阴 极保护。 1牺牲阳极法 将被保护金属和一种可以提供阴极保护电流的金属或合 金（即牺牲阳极）相连，使被保护体极化以降低腐蚀速率的 方法 在被保护金属与牺牲阳极所形成的大地电池中，被保护 金属体为阴极，牺牲阳极的电位往往负于被保护金属体的电 位值，在保护电池中是阳极，被腐蚀消耗，故此称之为“牺 牲”阳极，从而实现了对阴极的被保护金属体的防护，如图 1 — 3。 牺牲阳极材料有高钝镁，其电位为 -1.75V ;高钝锌，其电 位为- 1.1V ;工业纯铝，其电位为-0.8V （相对于饱和硫酸铜参 比电极）。 2、强制电流法（外加电流法） 牺艸PH 极 煩包料

管道阴极保护基本知识27680

管道阴极保护基本知识 内容提要： ◆阴极保护系统管理知识 ◆阴极保护系统测试方法 ◆恒电位仪的基本操作 一、阴保护系统管理知识 （一）阴极保护的原理 自然界中，大多数金属是以化合状态存在的，通过炼制被赋予能量，才从离子状态转变成原子状态，为此，回归自然状态是金属固有本性。我们把金属与周围的电解质发生反应、从原子变成离子的过程称为腐蚀。 每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位, 称之为该金属的腐蚀电位（自然电位），腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。腐蚀电位愈负愈容易失去电子, 我们称失去电子的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区。阳极区由于失去电子（如铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤）受到腐蚀，而阴极区得到电子受到保护。 阴极保护的原理是给金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位，金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液。有两种办法可以实现这一目的，即牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。 1、牺牲阳极法 将被保护金属和一种可以提供阴极保护电流的金属或合金（即牺牲阳极）相连，使被保护体极化以降低腐蚀速率的方法。 在被保护金属与牺牲阳极所形成的大地电池中，被保护金属体为阴极，牺牲阳极的电位往往负于被保护金属体的电位值，在保护电池中是阳极，被腐蚀消耗，故此称之为“牺牲”阳极，从而实现了对阴极的被保护金属体的防护，如图1—3。

牺牲阳极材料有高钝镁，其电位为-1.75V；高钝锌，其电位为-1.1V；工业纯铝，其电位为-0.8V（相对于饱和硫酸铜参比电极）。 2、强制电流法（外加电流法） 将被保护金属与外加电源负极相连，由外部电源提供保护电流，以降低腐蚀速率的方法。其方式有：恒电位、恒电流、恒电压、整流器等。如图1-4示。 图1-4恒电位方式示意图 外部电源通过埋地的辅助阳极将保护电流引入地下，通过土壤提供给被保护金属，被保护金属在大地中仍为阴极，其表面只发生还原反应，不会再发生金属离子化的氧化反应，使腐蚀受到抑制。而辅助阳极表面则发生丢电子氧化反应，因此，辅助阳极本身存在消耗。 阴极保护的上述两种方法，都是通过一个阴极保护电流源向受到腐蚀或存在腐蚀，需要保护的金属体，提供足够的与原腐蚀电流方向相反的保护电流，使之恰好抵消金属内原本存在的腐蚀电流。两种方法的差别只在于产生保护电流的方式和“源”不同。一种是利用电位更负的金属或合金，另一种则利用直流电源。

长输管道阴极保护工程施工及验收规范

长输管道阴极保护工程施工 及验收规范

目录 第一章总则.......................................................................................................................- 3 - 第二章阴极保护管道防腐绝缘要求及绝缘法兰安装................................................... - 4 -第三章电源设备的验收与安装...........................................................................................- 5 - 第四章汇流点及辅助阳极的安装.......................................................................................- 7 - 第五章测试桩的安装...........................................................................................................- 9 - 第六章检查片的制作与安装埋设.................................................................................... - 10 - 第七章牺牲阳极的安装.................................................................................................... - 11 - 第八章调试.................................................................................................................... - 13 - 第九章交接验收及竣工资料............................................................................................ - 14 -

管道阴极保护基本知识

管道阴极保护基本知识

管道阴极保护基本知识 内容提要： ◆阴极保护系统管理知识 ◆阴极保护系统测试方法 ◆恒电位仪的基本操作 一、阴保护系统管理知识 （一）阴极保护的原理 自然界中，大多数金属是以化合状态存在的，通过炼制被赋予能量，才从离子状态转变成原子状态，为此，回归自然状态是金属固有本性。我们把金属与周围的电解质发生反应、从原子变成离子的过程称为腐蚀。 每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位, 称之为该金属的腐蚀电位（自然电位），腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。腐蚀电位愈负愈容易失去电子, 我们称失去电子的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区。阳极区由于失去电子（如铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤）受到腐蚀，而阴极区得到电子受到保护。 阴极保护的原理是给金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位，金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液。有两种办法可以实现这一目的，即牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。 1、牺牲阳极法 将被保护金属和一种可以提供阴极保护电流的金属或合金（即牺牲阳极）相连，使被保护体极化以降低腐蚀速率的方法。 在被保护金属与牺牲阳极所形成的大地电池中，被保护金属体为阴极，牺牲阳极的电位往往负于被保护金属体的电位值，在保护电池中是阳极，被腐蚀消耗，故此称之为“牺牲”阳极，从而实现了对阴极的被保护金属体的防护，如图1—3。

牺牲阳极材料有高钝镁，其电位为-1.75V；高钝锌，其电位为-1.1V；工业纯铝，其电位为-0.8V（相对于饱和硫酸铜参比电极）。 2、强制电流法（外加电流法） 将被保护金属与外加电源负极相连，由外部电源提供保护电流，以降低腐蚀速率的方法。其方式有：恒电位、恒电流、恒电压、整流器等。如图1-4示。 图1-4恒电位方式示意图 外部电源通过埋地的辅助阳极将保护电流引入地下，通过土壤提供给被保护金属，被保护金属在大地中仍为阴极，其表面只发生还原反应，不会再发生金属离子化的氧化反应，使腐蚀受到抑制。而辅助阳极表面则发生丢电子氧化反应，因此，辅助阳极本身存在消耗。 阴极保护的上述两种方法，都是通过一个阴极保护电流源向受到腐蚀或存在腐蚀，需要保护的金属体，提供足够的与原腐蚀电流方向相反的保护电流，使之恰好抵消金属内原本存在的腐蚀电流。两种方法的差别只在于产生保护电流的方式和“源”不同。一种是利用电位更负的金属或合金，另一种则利用直