管道阴极保护基本知识

10管道阴极保护根本学问内容提要：阴极保护系统治理学问阴极保护系统测试方法恒电位仪的根本操作一、阴保护系统治理学问〔一〕阴极保护的原理的电解质发生反响、从原子变成离子的过程称为腐蚀。每种金属浸在肯定的介质中都有肯定的电位,〔自然电位，腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。腐蚀电位愈负愈简洁失去电子,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〔如铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤电子受到保护。保护。1、牺牲阳极法〔即牺牲阳极相连，使被保护体极化以降低腐蚀速率的方法。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。-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〕1-4示。1-4恒电位方式示意图因此，关心阳极本身存在消耗。面积大的长距离、大口径管道。筑物干扰影响小，适用于短距离、小口径、分散的管道。〔二〕外加电流阴极保护系统的组成IHF系列数控高频开关恒电位仪，它的主要作用是向管道输出保护电流。2、阳极地床：由假设干支关心阳极〔高硅铸铁〕组成，通过关心阳极把保护学腐蚀)，电流再由管道流入电源负极形成一个回路，这一回路形成了一个电解患病腐蚀，或是四周电解质被氧化。阴保站的电能60式、场所的选择,对减小电阻节约电能是至关重要的。珠三角管道的阳极地床关心3Ω〔设计要求〕，阳极地床与503、参比电极：为了对各种金属的电极电位进展比较，必需有一个公共的参参比电极、锌电极等。用是将阴极保护电流限制在两个阴极保护站之间的管道上。550×100mm果。6、测试桩：为了检测维护管道的阴极保护系统，在管道沿线设置电流及电5测试桩每个套管处设置一个；绝缘接头电位测试桩每一绝缘处设一个。〔三〕阴极保护的根本参数最小保护电流密度电流密度。小。最小保护电位值，称之为最小保护电位。保护的重要参数。试验测定在土壤中的最小保护电位为－0.85V〔相对饱和硫酸铜参比电极。最大保护电位下管道的防腐层不受到破坏。此电位值就是最大保护电位。最大保护电位值的大小通过试验确定。一般取－1.5〔CSE。将使被保护管道的防腐绝缘层与管道金属外表的粘接力受到破坏，产生阴极剥形成能量铺张。〔四〕阴极保护投入前的预备和验收1、阴极保护投入前对被保护管道的检查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项绝缘措施正确无误。应检查管道的绝缘接头的绝缘性能是否正常；管道沿线用埋地检漏仪检测，修补后回填。2、对阴极保护施工质量的验收的要求，各种接地设施是否完成，并符合图纸设计要求。对阴极保护的站外设施的选材、施工是否与设计全都。对通电点、测接正极，管道汇流点接负极，严禁电极接反。图纸、设计资料齐全完备。〔五〕阴极保护投入运行的调试1、组织人员测定全线管道自然电位、土壤电阻率、阳极地床接地电阻，同2、阴极保护站投入运行依据恒电位仪的操作程序给管道送电，使电位保持在-1.20伏左右，待管道阴极极化一段时间(四小时以上)定值，连续给管道送电使其完全极化(24小时以上)。再重复第一次测试全线阴极保护电位指标为止。3、保护电位的掌握各站通电点电位的掌握数值,应能保证相邻两站间的管段保护电位到达-0.85伏，同时各站通电点最负电位不允许超过规定数值。调整通电点电位时，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、当管道全线到达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。〔六〕阴极保护站的日常维护治理1、恒电位仪的巡检和维护。1)9：0021：00电流、保护电位数值,与前次记录(或值班记录)比照是否有变化，假设不一样应查找缘由，实行相应措施使管道全线到达阴极保护。2〕1日对恒电位仪进展切换使用。改用备用的仪器时，应即时进展一次观测和修理，觉察仪器故障应准时检修，保证供电。维护内容：缘由再更换。好，接头是否结实。10欧姆，在雷雨季节要留意防雷。搞好站内设备的清洁卫生，留意保持室内枯燥，通电良好，防止仪器过热。2、参比电极的维护。的输出数值，觉察特别可检查参比电极井是否枯槁，影响仪器正常工作。3、阳极地床的维护。道所需保护电流时，应当更换阳极地床或进展修理，以减小接地电阻。4、测试桩的维护。100千欧，用万用表测量，假设小于此值应检查接线柱与外套钢管有无接地，假设有则需更换或修理。测试桩应每年定期刷漆和编号。传教育工作。5、绝缘接头的维护。作鉴别。如有漏电状况应实行相应措施。6、阴极保护系统的治理目标〔主要掌握指标〕100％；管道总长－未达有效阴极保护管道长保护率=─────────────────×100％管道总长运行率〔开机率〕大于98％；全年小时数－全年停机小时数开机率=──────────────×100％全年小时数85％；G1/S1－G2/S2保护度=─────────×100％G1/S1式中：G1——未施加阴极保护检查片的失重量，g；S1——未施加阴极保护检查片的暴露面积，cm2；G2——施加阴极保护检查片的失重量，g；S2——施加阴极保护检查片的暴露面积，cm2；0.5%时为－0.95V或更负〔IR降的影响。〔七〕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，消灭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。推断阳极地床连接电缆断路时可承受：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，假设电流为零，则说明有断路现象。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，假设有应设置接线用水泥井或标志。2、造成管道漏电的缘由施工不当，穿插管道间距不合标准，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穿插时，施工要求应保持管道间的垂直净距不小于述规定去做，那么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。绝缘接头失效或漏电，绝缘接头质量欠佳，在使用一段时间后绝缘零件不再具有绝缘性能。从上述缘由看,漏电点只可能发生在保护管道与非保护管道的穿插点，或保护,点。3、漏电点的查找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,假设管道防腐绝缘层良好,流入管道的两个参比电极在管道正上方探测行走时,，是目前国际上公认的检漏方法(DCVG)。可利用测定管内电流大小的方法查找漏电点。在无分支的阴极保护管道,,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。,则可通过在绝缘接头两侧管段上,分别测量管地电位，假设保护侧为保护电位，非保护的对地电位,头漏电。测定流过绝缘接头的电流,端一侧，能测出电流则法兰漏电；假设测不出电流绝缘接头不漏电。近间距电位测量法CIPS1—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亲热相关。“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,也会由于腐蚀严峻,外表溶解,而保护电流下处的腐蚀与断路，使阴极保护电流断路而无法输入给管道。〔八〕阴极保护中的几个屏蔽问题当管道四周有绝缘层或金属构造存在时,会影响阴极保护电流的流淌,使电流的屏蔽也是一个重要缘由。金属构造对管道的屏蔽1、管道穿越大路、铁路以及河流时套管的屏蔽在管道穿越大路、铁路以及河流时,常常需要将输油管放在金属套管中，以对管道进展附加保护,并认为,发生：输送管与套管完全绝缘,套管与输送管的环型空间内没有电解液存在，在这种状况下阴极保护电流被完全屏蔽,但输送管仅受大气腐蚀。,,此时阴极,在这种状况下输送管以及套管的外壁会得到阴极保护,而套管的内壁由于排放电流而加快腐蚀。套管与输送管短路,,阴极保护电流沿套管通过接触点返回到输送管,此时,假设套管与输送管之间有电解液,输送管将发生严峻腐蚀,即使没有电解液,假设套管防腐层较差,也会泄漏大量电流,使套管四周的一段管道得不到充分保护。因此,在设计中应当尽量避开承受套管,而靠提高输送管的壁厚来提高强度.在必需使用套管的状况下,应实行必要的密封措施,防止电解液进入,并保证套管与输送管的绝缘。2、固定墩钢筋的屏蔽当固定墩内的钢筋与输送管发生意外接触时,其影响相当于一个短路的套管，阴极保护电流通过钢筋并通过接触点返回管道。尽管钢筋之间存在间隙,但,.因此,在设计中应减小钢筋与套管短路的可能性，在施工中也要常常检测钢筋与输送管的电阻。绝缘体对管道的屏蔽,而且绝缘,,阴极保护电流可以通过绝缘体与管道之间的空隙到达管道外表,事实是假设该空隙之间布满电解液,电阻率很小,这种看法是正确的。通过对“管中管”的腐蚀状况进展调查觉察,假设防水层破坏,水分进入保温层,假设水分充分,管道会得到阴极保护,一般不会发生腐蚀，如长期处于水下的管道。假设仅有少量的水分进入管道,则在漏点两侧〔2-3倍间隙的距离以外〕一般会发生较严峻的腐蚀。另外,假设管道四周有其他绝缘体或岩石存在,也会影响电流的流淌,对管道的保护电流起到屏蔽作用。因此,当管道通过岩石地带时,应实行措施,如：承受柔性阳极或带状阳极,保证阴极保护电流顺当的到达管道外表。二、阴极保护系统测试方法1、恒电位仪设备运行状况测试测试内容：输出电压、输出电流、给定电位、长效参比电极状态。测试仪器：数字万用表〔2Cu/CuSO〔2、电工工具〔14套〕测试方法：检查阴极保护恒电位仪设备的型号、制造厂商、出厂日期、规格等。记录恒电位仪电压表和电流表的数值，计算出设备的输出功率。〔给定电位〕推断长效参比电极状态。2、阴极保护站强制电流阴极保护关心阳极地床测试测试内容：阳极地床接地电阻1×1.5mm测试方法：测试接线示意图见图1。在土壤电阻率较均匀的地区，d2取2L，d1L；在土壤电阻率不均匀的地区，d23L，d11.7L。在测试过程中，电位极沿关心阳极与电流极的连线移动三次，每次移动的距离为d25%左右，假设位极往电流极方向移动，直至测试值接近为止。LZC-8阳极地床电位极电流极d1d2LZC-8阳极地床电位极电流极d1d2图1关心阳极接地电阻测试接线示意图3、绝缘接头的绝缘性能测试测试内容：绝缘接头〔接头〕绝缘性能

电极〔1支、电工工具4测试方法：已安装到管道上的绝缘接头〔接头，可用电位法推断其绝缘性V〔接头〕非保护侧a的管地电位Va1；调整阴极保护电源，使侧b点的管地电位Vb到达-0.85~-1.50aVa2Va1Va2〔接头〔接头足够远，接头〔接头〕的绝缘性能很差〔严峻漏电或短路。阳极地床阳极地床E绝缘接头管道abCSEV22电位法测试接线示意图4、管地电位测试测试内容：管道保护电位、自然电位测试仪器：数字万用表、标准Cu/CuSO4

电极〔1支、铜芯绝缘软线(截面积mm2)、电工工具〔1、测量用锷鱼夹〔2〕71mVVCSE管道图图7地表参比法测试接线示意图测试桩电位的方法。其电位一般为-0.4V~-0.6V。试桩电位的方法。其电位应在-0.85V~-1.5V。间歇供电管道电位测试：在阴极保护设备向管道供电12秒、停3秒的状况下，在停3秒期间，用硫酸铜参比电极测沿线测试桩电位的方法。其断点电位应在-0.85V~-1.15V。5、管道沿线管内电流测试测试内容：管内电流、测量用锷鱼夹〔2〕测试方法：a、bLab，1%3ab两点间的电压降。在干扰区内测试宜承受数字万用表。②abV.π〔D-δ〕δabI=ρLab式中I-ab〔A〕；V-ab〔V〕abD-管道外径〔mm〕δ-管道壁厚〔mm〕ρ-管材电阻率〔Ω.mm2/m〕，0.166.L-ab〔m〕。ab测试桩+测试桩+-地面UJ-33aa管道bL3电压降法测试接线示意图6、杂散电流干扰测试沟通干扰测试内容：管道沟通干扰电压〔1〕铜芯1.0mm2)、电工工具〔1、测量用锷鱼夹〔2〕测试方法：按图5进展接线测试。电容V电容V测试桩金属电极管道>10m5管道沟通干扰电压测试接线示意图直流干扰测试