陰極保護知識

1、油氣銷售中心川東北輸氣大隊 管道陰極保護管道陰極保護 二一六年五月二十五日二一六年五月二十五日 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 目錄目錄 一、腐蝕的定義一、腐蝕的定義 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 三、陰極保護設(shè)施維護三、陰極保護設(shè)施維護 四、陰極保護參數(shù)測量技術(shù)介紹四、陰極保護參數(shù)測量技術(shù)介紹 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 一、腐蝕的定義一、腐蝕的定義 1、什么是、什么是 腐蝕！腐蝕??？ 金屬與周圍的電解質(zhì)發(fā)生反應，從原子變成離子的過程就是腐蝕。金屬與周圍的電解質(zhì)發(fā)生反應，從原子變成離子的過程就是腐蝕。 腐蝕腐蝕 電化學腐蝕電化學腐蝕 化學腐蝕化學腐蝕 陰極保護的電化學

2、基礎(chǔ)陰極保護的電化學基礎(chǔ)電化學腐蝕電池電化學腐蝕電池 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 一、腐蝕的定義一、腐蝕的定義 2、陰極保護的電化學基礎(chǔ)、陰極保護的電化學基礎(chǔ)電化學腐蝕電池電化學腐蝕電池。 當金屬浸入電解液后，受金屬結(jié)構(gòu)、環(huán)境的影響，金屬表面當金屬浸入電解液后，受金屬結(jié)構(gòu)、環(huán)境的影響，金屬表面 不同部位電位值不一樣，形成電位差。該電位差造成金屬中的電不同部位電位值不一樣，形成電位差。該電位差造成金屬中的電 子從電位負的部位移向電位正的部位，而電位負的部位由于失去子從電位負的部位移向電位正的部位，而電位負的部位由于失去 電子變成離子，溶入電解液，與電解液中陰離子結(jié)合成腐蝕產(chǎn)物。電子變成離子，溶入

3、電解液，與電解液中陰離子結(jié)合成腐蝕產(chǎn)物。 使金屬受到腐蝕。使金屬受到腐蝕。 失去電子發(fā)生氧化反應、電位較負的部位為陽極，得到電子發(fā)生還原反失去電子發(fā)生氧化反應、電位較負的部位為陽極，得到電子發(fā)生還原反 應、電位較正的部位為陰極；因此，應、電位較正的部位為陰極；因此，腐蝕發(fā)生在陽極，陰極不會腐蝕腐蝕發(fā)生在陽極，陰極不會腐蝕。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 一、腐蝕的定義一、腐蝕的定義 2、陰極保護的電化學基礎(chǔ)、陰極保護的電化學基礎(chǔ)電化學腐蝕電池電化學腐蝕電池。 金屬金屬 相對于飽和硫酸銅參比電極電相對于飽和硫酸銅參比電極電 位（位（CSE）/V （焦炭、石墨）（焦炭、石墨）0.240.30 高硅鑄

4、鐵高硅鑄鐵-0.20 銅銅-0.20 鑄鐵鑄鐵-0.50 低碳鋼（生銹）低碳鋼（生銹）-0.20-0.50 低碳鋼（光亮）低碳鋼（光亮）-0.50-0.80 純鋁純鋁-0.80 鋅鋅-1.10 鎂合金鎂合金-1.55 純鎂純鎂-1.75 表表1 金屬金屬活動活動順序表順序表 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 一、腐蝕的定義一、腐蝕的定義 3、管道腐蝕的原因。、管道腐蝕的原因。 （1）金屬雜質(zhì)引起的腐蝕）金屬雜質(zhì)引起的腐蝕 如果管道表面存在雜屑，與周圍的金屬相比，雜屑電位較正，如果管道表面存在雜屑，與周圍的金屬相比，雜屑電位較正， 為陰極，周圍的金屬失去電子而發(fā)生腐蝕，通常為點蝕。為陰極，周圍的金屬失

5、去電子而發(fā)生腐蝕，通常為點蝕。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 一、腐蝕的定義一、腐蝕的定義 3、管道腐蝕的原因。、管道腐蝕的原因。 （2）異種金屬腐蝕）異種金屬腐蝕 如果不同的金屬處于同一電解質(zhì)并且電氣連接，較活潑的金屬將發(fā)生腐如果不同的金屬處于同一電解質(zhì)并且電氣連接，較活潑的金屬將發(fā)生腐 蝕；如穿越隧道中固定管道的不銹鋼管箍受到保護，而低碳螺栓受到腐蝕。蝕；如穿越隧道中固定管道的不銹鋼管箍受到保護，而低碳螺栓受到腐蝕。 油氣管道行業(yè)中最常見的異種金屬腐蝕發(fā)生在站場管道與惰性材料接地油氣管道行業(yè)中最常見的異種金屬腐蝕發(fā)生在站場管道與惰性材料接地 極之間，經(jīng)常會造成站內(nèi)管道嚴重腐蝕。極之間，經(jīng)常會

6、造成站內(nèi)管道嚴重腐蝕。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 一、腐蝕的定義一、腐蝕的定義 3、管道腐蝕的原因。、管道腐蝕的原因。 （3）氧濃差電池腐蝕）氧濃差電池腐蝕 在通氣條件差（含氧量低）的環(huán)境下，鋼結(jié)構(gòu)對地電位低，為陽極發(fā)生在通氣條件差（含氧量低）的環(huán)境下，鋼結(jié)構(gòu)對地電位低，為陽極發(fā)生 腐蝕。如公路穿越處，由于瀝青路面阻礙了氧氣的供應，公路正下方氧氣含腐蝕。如公路穿越處，由于瀝青路面阻礙了氧氣的供應，公路正下方氧氣含 量低，管地電位低，為陽極發(fā)生腐蝕，而路兩端管道通氣條件好，管地電位量低，管地電位低，為陽極發(fā)生腐蝕，而路兩端管道通氣條件好，管地電位 較高，為陰極得到保護。較高，為陰極得到保護。

7、油氣銷售中心川東北輸氣大隊 一、腐蝕的定義一、腐蝕的定義 3、管道腐蝕的原因。、管道腐蝕的原因。 （4）土壤密實度引起的腐蝕）土壤密實度引起的腐蝕 管道處于土壤不均勻的環(huán)境時，管道處于土壤不均勻的環(huán)境時， 引起腐蝕；土壤密實處為陽極。引起腐蝕；土壤密實處為陽極。 （5）混凝土界面上的腐蝕）混凝土界面上的腐蝕 管道進出站或在穿跨越段，一般會管道進出站或在穿跨越段，一般會 安裝混凝土固定墩防止管道發(fā)生位移。安裝混凝土固定墩防止管道發(fā)生位移。 由于混凝土呈堿性，混凝土包裹部分管由于混凝土呈堿性，混凝土包裹部分管 道電位高，為陰極，而未包裹部分管道道電位高，為陰極，而未包裹部分管道 電位低，為陽極發(fā)生

8、腐蝕。電位低，為陽極發(fā)生腐蝕。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 一、腐蝕的定義一、腐蝕的定義 3、管道腐蝕的原因。、管道腐蝕的原因。 （6）新舊管道的腐蝕）新舊管道的腐蝕 在舊管道中換掉一段管，或焊接補強板，在舊管道中換掉一段管，或焊接補強板， 因為新管道及補強板電位較負，為陽極首先發(fā)因為新管道及補強板電位較負，為陽極首先發(fā) 生腐蝕，因此，新管道壽命比預期壽命低。生腐蝕，因此，新管道壽命比預期壽命低。 （7）雜散電流腐蝕）雜散電流腐蝕 由于雜散電流流動而引起的腐蝕。在電流由于雜散電流流動而引起的腐蝕。在電流 流入的管段，管道得到保護；在電流離開管道流入的管段，管道得到保護；在電流離開管道 進入電解

9、的管段，管道發(fā)生腐蝕。進入電解的管段，管道發(fā)生腐蝕。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 目錄目錄 一、腐蝕的定義一、腐蝕的定義 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 三、陰極保護設(shè)施維護三、陰極保護設(shè)施維護 四、陰極保護參數(shù)測量技術(shù)介紹四、陰極保護參數(shù)測量技術(shù)介紹 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 1、防腐措施、防腐措施 防腐層防腐層 電化學腐電化學腐 蝕電池蝕電池 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液 金屬通路金屬通路 陰極陰極 陽極陽極 陰極保護陰極保護 陰極保護？陰極保護？ 陰極保護是人為給金屬提供多余的電子，使金屬陰極保護是人為給金屬提

10、供多余的電子，使金屬 表面正電位部分電位下降，達到金屬表面電位最負部表面正電位部分電位下降，達到金屬表面電位最負部 位的電位，各點電位達到一致，消除陽極而減緩腐蝕。位的電位，各點電位達到一致，消除陽極而減緩腐蝕。 陰極保護陰極保護 犧牲陽極陰極保護犧牲陽極陰極保護 強制電流陰極保護強制電流陰極保護 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 1、防腐措施、防腐措施 將活性不同的兩種金屬連接后處于同一電解質(zhì)將活性不同的兩種金屬連接后處于同一電解質(zhì) 溶液中，活性強的金屬失去電子，成為陽極受溶液中，活性強的金屬失去電子，成為陽極受 到腐蝕，活性差的金屬得到電

11、子成為陰極受到到腐蝕，活性差的金屬得到電子成為陰極受到 保護。這一過程中，陽極金屬被腐蝕而消耗，保護。這一過程中，陽極金屬被腐蝕而消耗， 所以稱為犧牲陽極陰極保護。所以稱為犧牲陽極陰極保護。 陰極保護陰極保護 犧牲陽極犧牲陽極 陰極保護陰極保護 強制電流強制電流 陰極保護陰極保護 利用外部電源，將電流通過陽極地床輸入到土利用外部電源，將電流通過陽極地床輸入到土 壤，電流在土壤中流動到被保護結(jié)構(gòu)，抵消結(jié)壤，電流在土壤中流動到被保護結(jié)構(gòu)，抵消結(jié) 構(gòu)上的腐蝕電流，并從匯流點返回電源設(shè)備。構(gòu)上的腐蝕電流，并從匯流點返回電源設(shè)備。 由于電流被強制流向被保護結(jié)構(gòu)，所以稱為強由于電流被強制流向被保護結(jié)構(gòu)，所

12、以稱為強 制電流陰極保護。制電流陰極保護。 供電方式供電方式 不同！不同！ 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 原理：將兩種金屬連接在一起，并處于同一電解質(zhì)中時，電流原理：將兩種金屬連接在一起，并處于同一電解質(zhì)中時，電流 將從較活性的金屬流向較惰性的金屬，為較惰性的金屬提供保將從較活性的金屬流向較惰性的金屬，為較惰性的金屬提供保 護。護。 利用這一原理，將金屬管道與較活潑的金屬連接，使金屬管道利用這一原理，將金屬管道與較活潑的金屬連接，使金屬管道 得到保護電流。得到保護電流。 由于在實現(xiàn)陰保過程中，較活潑的金屬為陽極，被消耗腐蝕，由于在實現(xiàn)陰保

13、過程中，較活潑的金屬為陽極，被消耗腐蝕， 因此被稱為犧牲陽極陰極保護。因此被稱為犧牲陽極陰極保護。 2、犧牲陽極陰極保護、犧牲陽極陰極保護 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 2、犧牲陽極陰極保護、犧牲陽極陰極保護 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 2、犧牲陽極陰極保護、犧牲陽極陰極保護 如圖，當管道和鎂陽極連接在一如圖，當管道和鎂陽極連接在一 起時，管道表面電位降低，直到起時，管道表面電位降低，直到 管道表面不再存在陽極或陰極，管道表面不再存在陽極或陰極， 所以，消除了管道表面電流在陰、所以

14、，消除了管道表面電流在陰、 陽極之間的流動，從而消除了腐陽極之間的流動，從而消除了腐 蝕。蝕。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 2、犧牲陽極陰極保護、犧牲陽極陰極保護 常用的陽極材料：常用的陽極材料： （1）鎂、鋁、鋅；）鎂、鋁、鋅； （2）由于在提供保護的同時，陽極被消耗掉，所以這些陽極又）由于在提供保護的同時，陽極被消耗掉，所以這些陽極又 被稱為犧牲陽極。被稱為犧牲陽極。 犧牲陽極材料特點：犧牲陽極材料特點： （1）電位足夠負；）電位足夠負； （2）電流效率較高；）電流效率較高； （3）溶解均勻，易于脫落；材料價格低廉，來源充分。）溶解

15、均勻，易于脫落；材料價格低廉，來源充分。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 2、犧牲陽極陰極保護、犧牲陽極陰極保護 應用范圍：應用范圍： （1）廣泛應用于保護小型或處于低）廣泛應用于保護小型或處于低 土壤電阻率環(huán)境下的金屬結(jié)構(gòu)陰極土壤電阻率環(huán)境下的金屬結(jié)構(gòu)陰極 保護；保護； （2）對一個結(jié)構(gòu)的特定區(qū)域可以提）對一個結(jié)構(gòu)的特定區(qū)域可以提 供局部陰極保護。例如：漏點修復供局部陰極保護。例如：漏點修復 的地方安裝犧牲陽極；閥室或套管的地方安裝犧牲陽極；閥室或套管 處；處； （3）地下管網(wǎng)密集，強制電流陰極）地下管網(wǎng)密集，強制電流陰極 保護會產(chǎn)生腐蝕

16、干擾的區(qū)域。保護會產(chǎn)生腐蝕干擾的區(qū)域。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 2、犧牲陽極陰極保護、犧牲陽極陰極保護 優(yōu)點：優(yōu)點： 應用靈活、易于安裝、維護簡單，不需要外加電源，不會產(chǎn)生應用靈活、易于安裝、維護簡單，不需要外加電源，不會產(chǎn)生 腐蝕干擾。腐蝕干擾。 缺點：缺點： （1）輸出電流小、僅應用于需求電流小的場合（一般小于）輸出電流小、僅應用于需求電流小的場合（一般小于1A）；）； （2）驅(qū)動電壓低，僅用于低土壤電阻率環(huán)境（小于）驅(qū)動電壓低，僅用于低土壤電阻率環(huán)境（小于50m）。）。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用

17、二、陰極保護的工作原理及應用 2、犧牲陽極陰極保護、犧牲陽極陰極保護 犧牲陽極的類型犧牲陽極的類型 （1）犧牲陽極的理論電容量并非全部用于陰極保護，部分會由）犧牲陽極的理論電容量并非全部用于陰極保護，部分會由 于自身腐蝕而消耗。因此，當于自身腐蝕而消耗。因此，當85%的陽極被消耗后就認為陽極的陽極被消耗后就認為陽極 失去了效用；失去了效用； （2）鎂犧牲陽極：最常用。）鎂犧牲陽極：最常用。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 2、犧牲陽極陰極保護、犧牲陽極陰極保護 犧牲陽極的類型犧牲陽極的類型 （3）鋅犧牲陽極：一般應用于環(huán)境溫度低于）鋅犧牲陽

18、極：一般應用于環(huán)境溫度低于49的環(huán)境中。一的環(huán)境中。一 般用于海水中。般用于海水中。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 2、犧牲陽極陰極保護、犧牲陽極陰極保護 犧牲陽極的類型犧牲陽極的類型 （4）鋁犧牲陽極：）鋁犧牲陽極：主要應用于氯離子含量高的海水、原油儲罐主要應用于氯離子含量高的海水、原油儲罐 內(nèi)壁，或電阻率小于內(nèi)壁，或電阻率小于20m的咸水中；不適用于土壤和淡水中。的咸水中；不適用于土壤和淡水中。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 2、犧牲陽極陰極保護、犧牲陽極陰極保護 犧牲陽極的連接

19、犧牲陽極的連接 在陰極保護運行中，犧牲在陰極保護運行中，犧牲 陽極通過電纜連接至防爆陽極通過電纜連接至防爆 接線箱，再通過電纜與埋接線箱，再通過電纜與埋 地輸氣管道連接。地輸氣管道連接。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 2、犧牲陽極陰極保護、犧牲陽極陰極保護 犧牲陽極回填料犧牲陽極回填料 （1）如果直接將陽極埋設(shè)在土壤中，由于土壤成分的不同，）如果直接將陽極埋設(shè)在土壤中，由于土壤成分的不同， 會加劇陽極的自身腐蝕，并使陽極消耗不均勻；會加劇陽極的自身腐蝕，并使陽極消耗不均勻； （2）填料可以吸收、保持水分，降低陽極接地電阻，提高陽）填料可以

20、吸收、保持水分，降低陽極接地電阻，提高陽 極效率，保證陽極表現(xiàn)腐蝕均勻；極效率，保證陽極表現(xiàn)腐蝕均勻； （3）腐蝕產(chǎn)物易于移開陽極表面。腐蝕產(chǎn)物易于移開陽極表面。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 2、犧牲陽極陰極保護、犧牲陽極陰極保護 犧牲陽極回填料犧牲陽極回填料 （4）回填料成分一般為）回填料成分一般為 75%石膏粉，石膏粉， 20%膨潤土，粘土膨潤土，粘土 5%硫酸鈉。硫酸鈉。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 3、強制電流陰極保護、強制電流陰極保護 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰

21、極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 3、強制電流陰極保護、強制電流陰極保護 工作原理：工作原理： 利用外部直流電源和輔助陽極，迫使電流通過輔助陽極從周圍利用外部直流電源和輔助陽極，迫使電流通過輔助陽極從周圍 介質(zhì)中流向被保護結(jié)構(gòu)，從而使其表面電位一致，整個被保護介質(zhì)中流向被保護結(jié)構(gòu)，從而使其表面電位一致，整個被保護 結(jié)構(gòu)稱為新的腐蝕電池中的陰極；又稱為外加電流陰極保護。結(jié)構(gòu)稱為新的腐蝕電池中的陰極；又稱為外加電流陰極保護。 整流電源將交流電變?yōu)橹绷麟?，電流離開電源正極后，通過陽整流電源將交流電變?yōu)橹绷麟?，電流離開電源正極后，通過陽 極地床進入土壤，并通過土壤流向管道。在管道上的

22、匯流點集極地床進入土壤，并通過土壤流向管道。在管道上的匯流點集 中后，流向電源負極構(gòu)成回路。中后，流向電源負極構(gòu)成回路。 主要用于長輸埋地管道、大型罐群等。主要用于長輸埋地管道、大型罐群等。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 3、強制電流陰極保護、強制電流陰極保護 優(yōu)點：優(yōu)點： （1）用來保護大型甚至沒有防腐層的結(jié)構(gòu)，其受土壤電阻率）用來保護大型甚至沒有防腐層的結(jié)構(gòu)，其受土壤電阻率 影響不大；影響不大；陰極用量極??；陰極用量極??； （2）輸出電壓可以調(diào)節(jié)。）輸出電壓可以調(diào)節(jié)。 缺點：缺點： （1）需要外部電源，日常檢測和維護費用高；）需要外部

23、電源，日常檢測和維護費用高； （2）可能引發(fā)雜散電流干擾的高風險；可能導致過保護，引）可能引發(fā)雜散電流干擾的高風險；可能導致過保護，引 發(fā)防腐層的破壞及管材清脆。發(fā)防腐層的破壞及管材清脆。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 3、強制電流陰極保護、強制電流陰極保護 缺點：缺點： （3）需謹慎連接電纜，極性接錯將加速腐蝕；）需謹慎連接電纜，極性接錯將加速腐蝕； （4）陽極電纜連接接頭要嚴格密封，一旦與土壤接觸，將很）陽極電纜連接接頭要嚴格密封，一旦與土壤接觸，將很 快腐蝕斷?？旄g斷。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、

24、陰極保護的工作原理及應用 3、強制電流陰極保護、強制電流陰極保護 強制電流強制電流 陰極保護陰極保護 輔助陽極輔助陽極/陽極地床陽極地床 整流電源整流電源 連接電纜連接電纜 參比電極參比電極 電氣絕緣裝置電氣絕緣裝置 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 3、強制電流陰極保護、強制電流陰極保護 強制電流陰極保護電源強制電流陰極保護電源 恒電位儀恒電位儀 （1）整流電源要求）整流電源要求 具有恒電位輸出、恒電壓輸出、恒電流輸出功能；現(xiàn)在還具有恒電位輸出、恒電壓輸出、恒電流輸出功能；現(xiàn)在還 要求具有同步通斷功能、數(shù)據(jù)遠傳等；要求具有同步通斷功能、數(shù)據(jù)

25、遠傳等； 可靠性高，壽命長；輸出、輸入端有防雷保護裝置；可靠性高，壽命長；輸出、輸入端有防雷保護裝置； 輸出電壓、電流可調(diào)，具有抗過載、防干擾等功能。輸出電壓、電流可調(diào)，具有抗過載、防干擾等功能。 （2）整流電源類型）整流電源類型 常用常用恒電位儀恒電位儀； 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 3、強制電流陰極保護、強制電流陰極保護 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 3、強制電流陰極保護、強制電流陰極保護 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 3

26、、強制電流陰極保護、強制電流陰極保護 （3）恒電位儀運行方式）恒電位儀運行方式 手動調(diào)節(jié)電壓輸出，恒電位輸出或恒電流輸出。手動調(diào)節(jié)電壓輸出，恒電位輸出或恒電流輸出。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 3、強制電流陰極保護、強制電流陰極保護 （4）其他陰極保護電源：太陽能、風力發(fā)電機、燃氣發(fā)電機。）其他陰極保護電源：太陽能、風力發(fā)電機、燃氣發(fā)電機。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 3、強制電流陰極保護、強制電流陰極保護 強制電流陰極保護的強制電流陰極保護的輔助陽極輔助陽極。 （1）對陽極材料

27、的要求）對陽極材料的要求 任何導電材料都可以用作陰極保護的輔助陽極。出于經(jīng)濟方任何導電材料都可以用作陰極保護的輔助陽極。出于經(jīng)濟方 面的考慮，一般采用經(jīng)濟耐用的導電材料面的考慮，一般采用經(jīng)濟耐用的導電材料 常用做輔助陽極的材料：常用做輔助陽極的材料： 高硅鑄鐵陽極；高硅鑄鐵陽極； 石墨陽極；石墨陽極； 混合金屬氧化物陽極?；旌辖饘傺趸镪枠O。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 3、強制電流陰極保護、強制電流陰極保護 強制電流陰極保護的強制電流陰極保護的輔助陽極輔助陽極。 （2）輔助陽極的作用）輔助陽極的作用 將保護電流經(jīng)過介質(zhì)傳遞到被保護結(jié)構(gòu)

28、物表面上。將保護電流經(jīng)過介質(zhì)傳遞到被保護結(jié)構(gòu)物表面上。 （3）輔助陽極的安裝）輔助陽極的安裝 輔助陽極通常并不直接埋在土壤中，而是在陽極周圍填充碳輔助陽極通常并不直接埋在土壤中，而是在陽極周圍填充碳 質(zhì)回填料而構(gòu)成質(zhì)回填料而構(gòu)成陽極地床陽極地床。 （4）回填料作用）回填料作用 降低陽極地床的接地電阻，延長陽極的使用壽命。降低陽極地床的接地電阻，延長陽極的使用壽命。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 3、強制電流陰極保護、強制電流陰極保護 陽極地床陽極地床 （1）淺埋陽極地床：將電極）淺埋陽極地床：將電極 埋入距地表埋入距地表15米的土層中；米

29、的土層中； （2）深井陽極地床：安裝深）深井陽極地床：安裝深 度一般在度一般在20米以下的豎直陽米以下的豎直陽 極；深井陽極電流分布較淺極；深井陽極電流分布較淺 埋陽極均勻，受其他結(jié)構(gòu)、埋陽極均勻，受其他結(jié)構(gòu)、 季節(jié)性變化影響??；但造價季節(jié)性變化影響?。坏靸r 高，一旦出現(xiàn)故障則很難修高，一旦出現(xiàn)故障則很難修 復。復。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 3、強制電流陰極保護、強制電流陰極保護 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 3、強制電流陰極保護、強制電流陰極保護 強制電流陰極保護的強制電流

30、陰極保護的參比電極參比電極 （1）埋地長效飽和硫酸銅參比電極；）埋地長效飽和硫酸銅參比電極； （2）陰極保護系統(tǒng)中的重要組成部分，作為恒電位儀自動控制）陰極保護系統(tǒng)中的重要組成部分，作為恒電位儀自動控制 的訊號源。的訊號源。 （3）埋設(shè)在匯流點附近。）埋設(shè)在匯流點附近。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 3、強制電流陰極保護、強制電流陰極保護 強制電流陰極保護的強制電流陰極保護的電氣絕緣裝置電氣絕緣裝置 （1）作用：使被保護金屬與其他金屬結(jié)構(gòu)或環(huán)境進行電氣絕緣，）作用：使被保護金屬與其他金屬結(jié)構(gòu)或環(huán)境進行電氣絕緣， 防止陰極保護電流的散失，使

31、陰極保護系統(tǒng)有效；防止陰極保護電流的散失，使陰極保護系統(tǒng)有效； （2）常采用絕緣接頭、絕緣法蘭。）常采用絕緣接頭、絕緣法蘭。 （3）安裝位置：管道與站、庫的連接處；）安裝位置：管道與站、庫的連接處； 干線管道與支線管道的連接處；干線管道與支線管道的連接處； 異種金屬、新舊管道連接處；異種金屬、新舊管道連接處； 雜散電流干擾區(qū)等。雜散電流干擾區(qū)等。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 3、強制電流陰極保護、強制電流陰極保護 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 3、強制電流陰極保護、強制電流陰極保護

32、 強制電流陰極保護的強制電流陰極保護的電纜電纜 （1）系統(tǒng)的陽極、陰極電纜均采用）系統(tǒng)的陽極、陰極電纜均采用PVC絕緣、絕緣、PVC護套電纜，護套電纜， 直接埋地時要采用鎧裝電纜；直接埋地時要采用鎧裝電纜； （2）所有連接電纜兩端必須帶有電纜標識牌，電纜標識牌應至）所有連接電纜兩端必須帶有電纜標識牌，電纜標識牌應至 少包括型號、電纜類型及規(guī)格。少包括型號、電纜類型及規(guī)格。 （3）陽極電纜的連接非常關(guān)鍵，很多故障都是因為連接處密封）陽極電纜的連接非常關(guān)鍵，很多故障都是因為連接處密封 不當而引起的。不當而引起的。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用

33、 3、強制電流陰極保護、強制電流陰極保護 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 目錄目錄 一、腐蝕的定義一、腐蝕的定義 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 三、陰極保護設(shè)施維護三、陰極保護設(shè)施維護 四、陰極保護參數(shù)測量技術(shù)介紹四、陰極保護參數(shù)測量技術(shù)介紹 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 三、陰極保護設(shè)施維護三、陰極保護設(shè)施維護 1、恒電位儀的維護、恒電位儀的維護 建議設(shè)備檔案，認真填寫運行、維修、故障記錄；建議設(shè)備檔案，認真填寫運行、維修、故障記錄； 應定期檢查工作接地和避雷器接地，并保證其接地電阻不大于應定期檢查工作接地和避雷器接地，并保證其接地電阻不大于 10，在雷雨季節(jié)要注意防雷

34、；，在雷雨季節(jié)要注意防雷； 陰保間應保持清潔、無塵、通風、干燥；儀器、設(shè)備、工具擺陰保間應保持清潔、無塵、通風、干燥；儀器、設(shè)備、工具擺 放齊全；放齊全； 恒電位儀宜配置兩臺，互為備用，按管理要求定時切換使用；恒電位儀宜配置兩臺，互為備用，按管理要求定時切換使用； 發(fā)現(xiàn)儀器故障應及時檢修并投入備用儀器，保證供電；發(fā)現(xiàn)儀器故障應及時檢修并投入備用儀器，保證供電； 全年恒電位儀的有效投運運行率應大于全年恒電位儀的有效投運運行率應大于98%。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 三、陰極保護設(shè)施維護三、陰極保護設(shè)施維護 1、恒電位儀的維護、恒電位儀的維護 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 三、陰極保護設(shè)施維護三、

35、陰極保護設(shè)施維護 2、參比電極的維護、參比電極的維護 作為恒電位儀信號源的埋地硫酸銅參比電極，在使用過程中需作為恒電位儀信號源的埋地硫酸銅參比電極，在使用過程中需 經(jīng)常檢查，測試其電位以防出現(xiàn)電位漂移影響恒電位儀的輸出；經(jīng)常檢查，測試其電位以防出現(xiàn)電位漂移影響恒電位儀的輸出； 便攜式硫酸銅參比電極應每周檢查一次，及時補充硫酸銅溶液；便攜式硫酸銅參比電極應每周檢查一次，及時補充硫酸銅溶液； 定期用棉布擦洗電極中的紫銅棒，露出銅的本色；配置飽和硫定期用棉布擦洗電極中的紫銅棒，露出銅的本色；配置飽和硫 酸銅溶液應使用化學純硫酸銅晶體和蒸餾水；當硫酸銅溶液變酸銅溶液應使用化學純硫酸銅晶體和蒸餾水；當硫

36、酸銅溶液變 渾濁時，應及時更換；渾濁時，應及時更換； 每次使用前，對現(xiàn)場用參比電極和標準參比電極進行電位校對。每次使用前，對現(xiàn)場用參比電極和標準參比電極進行電位校對。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 三、陰極保護設(shè)施維護三、陰極保護設(shè)施維護 2、參比電極的維護、參比電極的維護 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 三、陰極保護設(shè)施維護三、陰極保護設(shè)施維護 3、陽極地床的維護、陽極地床的維護 陽極地床的地面標志及防護設(shè)施應保持完好；陽極地床的地面標志及防護設(shè)施應保持完好； 可以通過電源的輸出電壓（減去反電動勢）除以電流，計算陽可以通過電源的輸出電壓（減去反電動勢）除以電流，計算陽 極地床的接地電阻；也可以通過

37、接地電阻搖表進行檢測；極地床的接地電阻；也可以通過接地電阻搖表進行檢測； 如果陽極地床的接地電阻發(fā)生異常變化，應及時查找原因，及如果陽極地床的接地電阻發(fā)生異常變化，應及時查找原因，及 時修復；對于深井陽極，在運行過程中，接地電阻過大影響系時修復；對于深井陽極，在運行過程中，接地電阻過大影響系 統(tǒng)的正常工作時，可通過排氣管向陽極井注入水或其他降阻劑統(tǒng)的正常工作時，可通過排氣管向陽極井注入水或其他降阻劑 進行降阻處理。進行降阻處理。 如果尋管儀發(fā)現(xiàn)電纜無問題，可能是部分陽極電纜短路或損壞。如果尋管儀發(fā)現(xiàn)電纜無問題，可能是部分陽極電纜短路或損壞。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 三、陰極保護設(shè)施維護三、

38、陰極保護設(shè)施維護 3、陽極地床的維護、陽極地床的維護 如果每支陽極都有電纜線引到接線箱，可以測量每支陽極的輸如果每支陽極都有電纜線引到接線箱，可以測量每支陽極的輸 出電流，用來判斷陽極電纜是否斷路。出電流，用來判斷陽極電纜是否斷路。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 三、陰極保護設(shè)施維護三、陰極保護設(shè)施維護 4、絕緣接頭的維護、絕緣接頭的維護 絕緣接頭的作用是阻斷電流路徑，將電流限定在受保護的管段絕緣接頭的作用是阻斷電流路徑，將電流限定在受保護的管段 內(nèi)，應當對絕緣接頭進行檢測，保證其具有良好的絕緣性；內(nèi)，應當對絕緣接頭進行檢測，保證其具有良好的絕緣性； 絕緣接頭埋地后，無法直接測量其電阻，這是可以

39、用接地電阻絕緣接頭埋地后，無法直接測量其電阻，這是可以用接地電阻 測量儀測量絕緣接頭的絕緣電阻，接頭埋地后，測量的電阻值測量儀測量絕緣接頭的絕緣電阻，接頭埋地后，測量的電阻值 應大于應大于0.01。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 三、陰極保護設(shè)施維護三、陰極保護設(shè)施維護 5、測試樁的維護、測試樁的維護 測試樁每年定期刷漆和編號，測試樁每年定期刷漆和編號，測試樁應統(tǒng)一編號，累計里程；測試樁應統(tǒng)一編號，累計里程； 測試樁的作用是保證與管道的電氣連接，因此，連接電纜不能測試樁的作用是保證與管道的電氣連接，因此，連接電纜不能 斷開，如果測量到的管地電位在斷開，如果測量到的管地電位在-0.20V（CSE）

40、左右或電位讀數(shù)）左右或電位讀數(shù) 為為“0”，則有可能是與管道連接的電纜斷開，應當盡快修復；，則有可能是與管道連接的電纜斷開，應當盡快修復； 管地電位測量時，參比電極的位置盡量保持一致。管地電位測量時，參比電極的位置盡量保持一致。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 三、陰極保護設(shè)施維護三、陰極保護設(shè)施維護 6、犧牲陽極的維護、犧牲陽極的維護 年度檢測時，可以測量犧牲陽極的輸出電流，修復斷開的電纜；年度檢測時，可以測量犧牲陽極的輸出電流，修復斷開的電纜； 如果陽極輸出電流明顯減小，而陽極并沒有達到其壽命，陽極如果陽極輸出電流明顯減小，而陽極并沒有達到其壽命，陽極 電纜短路是常見的原因；電纜短路是常見的原

41、因； 如果發(fā)現(xiàn)陽極的開路電位大大正于其理論電位，說明陽極質(zhì)量如果發(fā)現(xiàn)陽極的開路電位大大正于其理論電位，說明陽極質(zhì)量 有問題或陽極已經(jīng)嚴重極化，可以通過在陽極周圍加注硫酸鹽有問題或陽極已經(jīng)嚴重極化，可以通過在陽極周圍加注硫酸鹽 的方式對陽極進行活化；的方式對陽極進行活化； 陽極的接地電阻為陽極的開路電位減去陽極閉路電位再除以陽陽極的接地電阻為陽極的開路電位減去陽極閉路電位再除以陽 極輸出電流。極輸出電流。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 目錄目錄 一、腐蝕的定義一、腐蝕的定義 二、陰極保護的工作原理及應用二、陰極保護的工作原理及應用 三、陰極保護設(shè)施維護三、陰極保護設(shè)施維護 四、陰極保護參數(shù)測量技術(shù)

42、介紹四、陰極保護參數(shù)測量技術(shù)介紹 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 四、陰極保護參數(shù)測量技術(shù)介紹四、陰極保護參數(shù)測量技術(shù)介紹 1、陰極保護準則、陰極保護準則 國標國標GB/T21448埋地鋼質(zhì)管道陰極保護技術(shù)規(guī)范：埋地鋼質(zhì)管道陰極保護技術(shù)規(guī)范： （1）管道陰極保護電位（即管）管道陰極保護電位（即管/地界面極化電位，下同）應地界面極化電位，下同）應 為為-0.85V（CSE）或更負；）或更負； （2）陰極保護狀態(tài)下管道的極限保護電位不能比）陰極保護狀態(tài)下管道的極限保護電位不能比-1.2V（CSE） 更負。更負。 管地電位？管地電位？ 極化電位？極化電位？IR降 IR降指陰極保護電流在土壤中流動降指陰極

43、保護電流在土壤中流動 而引起的電壓降；而引起的電壓降； 消除消除IR降：瞬時斷電法、極化探頭、降：瞬時斷電法、極化探頭、 估測法。估測法。 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 四、陰極保護參數(shù)測量技術(shù)介紹四、陰極保護參數(shù)測量技術(shù)介紹 數(shù)字萬用表數(shù)字萬用表 參比電極參比電極 接地電阻測試儀、接地電阻測試儀、PH試紙、電工工試紙、電工工 具等。具等。 2、測量器具、測量器具 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 四、陰極保護參數(shù)測量技術(shù)介紹四、陰極保護參數(shù)測量技術(shù)介紹 參比電極參比電極 便攜式硫酸銅參比電極便攜式硫酸銅參比電極 銅電極采用紫銅（純度銅電極采用紫銅（純度99.7%）；）； 用蒸餾水配置，溶液為飽和狀態(tài)

44、；用蒸餾水配置，溶液為飽和狀態(tài)； 保持清潔，不使用時用塑料保持清潔，不使用時用塑料/橡膠帽橡膠帽 將多孔塞套上；將多孔塞套上； 備用一個新的電極，以便用來校準現(xiàn)備用一個新的電極，以便用來校準現(xiàn) 場使用的電極。場使用的電極。 當標準電極與使用的電極之間差值大于當標準電極與使用的電極之間差值大于5mV時，則需清洗現(xiàn)場所用的電時，則需清洗現(xiàn)場所用的電 極極。 2、測量器具、測量器具 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 四、陰極保護參數(shù)測量技術(shù)介紹四、陰極保護參數(shù)測量技術(shù)介紹 管地電位測量中采用數(shù)字式萬用表時，應將萬用表的負接線柱（黑色）與管地電位測量中采用數(shù)字式萬用表時，應將萬用表的負接線柱（黑色）與 硫酸銅參比電極連接，正接線柱（紅色）與管道連接。儀表顯示的數(shù)字是硫酸銅參比電極連接，正接線柱（紅色）與管道連接。儀表顯示的數(shù)字是 管道相對于參比電極的電位值（管道相對于參比電極的電位值（CSE），正常情況下顯示負值。），正常情況下顯示負值。 2、管地電位測量、管地電位測量 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 四、陰極保護參數(shù)測量技術(shù)介紹四、陰極保護參數(shù)測量技術(shù)介紹 2、管地電位測量、管地電位測量 油氣銷售中心川東北輸氣大隊 四、陰極保護參數(shù)測量技術(shù)介紹四、陰