青島雅合科技發(fā)展有限公司——陰極保護(hù)培訓(xùn)資料

1、青島雅合科技陰極保護(hù)培訓(xùn)資料青島雅合科技發(fā)展有限公司 技術(shù)服務(wù)中心陰極保護(hù)培訓(xùn)資料目 錄第一部分 腐蝕原理簡介第二部分 陰極保護(hù)簡介第三部分 強(qiáng)制電流陰極保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成及故障分析第四部分 IHF數(shù)控高頻開關(guān)恒電位儀及YHS-1控制柜操作規(guī)程第五部分 IHF數(shù)控高頻開關(guān)恒電位儀內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理說明第六部分 恒電位儀參數(shù)調(diào)整與維修說明第七部分 恒電位儀常見故障與維修方法第一部分 腐蝕原理簡介一、腐蝕的定義 腐蝕是金屬與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)、電化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致金屬破壞的過程。 按照腐蝕原理可分為：l 化學(xué)腐蝕 定義：指金屬表面與非電解質(zhì)直接發(fā)生純化學(xué)作用而引起的破壞。特點(diǎn)：腐蝕過程中無電流的產(chǎn)生。 根據(jù)介質(zhì)

2、的不同它又可分為： （1）.氣體腐蝕 （2）.在非電解質(zhì)溶液中的腐蝕l 電化學(xué)腐蝕：定義：指金屬表面與電解質(zhì)因發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而引起的破壞。特點(diǎn)：腐蝕過程中有電流的產(chǎn)生。二、電極電位三、發(fā)生腐蝕的原因在電解質(zhì)中，金屬的不同部位，電極電位是不同的，從而形成腐蝕電池。而電極電位的差異是金屬自身或環(huán)境狀況不同所引起的。1.微電池的形成（1） 化學(xué)反應(yīng)的不均勻性、金屬組織的不均勻性、表面物理狀態(tài)的不均勻性等，都可引起電化學(xué)腐蝕。（2） 金屬表面有扎屑、有劃痕、受應(yīng)力。（3） 此時(shí)金屬表面形成了無數(shù)個(gè)微陰極和微陽極，構(gòu)成了微觀腐蝕電池。2.宏電池四、腐蝕發(fā)生的過程金屬的腐蝕大多為電化學(xué)過程，金屬表面與電介

3、質(zhì)接觸，如：在大氣的環(huán)境下，含鹽的水蒸氣，當(dāng)金屬浸在淡水、海水或埋在土壤中時(shí)，電介質(zhì)是含鹽的水份，形成腐蝕電池。陰、陽極在金屬表面的分布取決于金屬各點(diǎn)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外部環(huán)境。電極電位較低的為陽極、電位較高的為陰極，電子將離開陽極向陰極移動(dòng)，而位于陽極區(qū)的金屬原子由于失去電子而呈微帶正電的離子、進(jìn)入電解質(zhì)。帶正電的金屬離子與周圍電介質(zhì)中的負(fù)離子發(fā)生反應(yīng)而形成的腐蝕產(chǎn)物，金屬發(fā)生腐蝕。在陰極區(qū)，由于存在多余的電子，金屬不會(huì)發(fā)生腐蝕，化學(xué)反應(yīng)在電介質(zhì)中發(fā)生，如（OH）-析氫五、發(fā)生腐蝕的必要條件六、腐蝕發(fā)生的不同類型1管道防腐層破損引起的腐蝕防腐層 漏點(diǎn)陰極區(qū) 陽極區(qū) 陰極區(qū)管壁2金屬成分、構(gòu)造不同引

4、起的腐蝕銅質(zhì)接頭（陰極）鋼制管道（陽極）3 氧濃差引起的腐蝕在通氣條件差（氧含量低）的環(huán)境下，鋼結(jié)構(gòu)對(duì)低電位較低。如埋設(shè)在道路下的管道，對(duì)地電位較低，為陽極，首先發(fā)生腐蝕。對(duì)于大直徑管道，由于其頂部相對(duì)干燥，通氣較好，所以，其底部通氣較差，較容易發(fā)生腐蝕。4硫酸鹽還原菌腐蝕當(dāng)通氣條件差時(shí)（如在黏土中、或潮濕環(huán)境下），硫酸鹽還原菌可能會(huì)活躍，發(fā)生如下反應(yīng)： 由于氫原子不斷被消耗，需要更多的電子來產(chǎn)生氫原子，因此，腐蝕加劇。腐蝕特點(diǎn)是金屬表面光亮并伴有臭雞蛋味。PH值對(duì)于評(píng)價(jià)土壤的腐蝕性沒有太大意義，但當(dāng)懷疑有酸性污染時(shí)，應(yīng)當(dāng)對(duì)其進(jìn)行測(cè)量。采用一般的試紙就可以滿足精度要求。5新舊管道腐蝕如果在舊管

5、道中換掉上一段新管道，新?lián)Q的管道要比預(yù)期壽命短。舊管道（陰極）新管道（陽極）低碳鋼（銹）：-0.2V-0.5V低碳鋼（光亮）：-0.5V-0.8V6環(huán)境不同引起的腐蝕管道經(jīng)過不同性質(zhì)土壤時(shí)，將形成腐蝕電池，陽極段發(fā)生腐蝕?；炷恋陌鼘a(chǎn)生腐蝕電池，混凝土外面的管道為陽極發(fā)生腐蝕。7雜散電流腐蝕腐蝕干擾：由于雜散電流的影響而產(chǎn)生的金屬結(jié)構(gòu)電位的波動(dòng)。雜散電流：沿規(guī)定路徑之外的路徑流動(dòng)的電流。雜散電流腐蝕：由于雜散電流流動(dòng)而引起的腐蝕。直流電車系統(tǒng)以及陰極保護(hù)系統(tǒng)經(jīng)常成為雜散電流源。當(dāng)管道防腐層較差時(shí)，雜散電流從管道的一個(gè)部位進(jìn)入管道，沿管道流動(dòng)一段距離后，在涂層缺陷處離開管道。在電流進(jìn)入的部位

6、，管道得到保護(hù)；在電流離開的部位，管道發(fā)生腐蝕。第二部分 陰極保護(hù)簡介一、陰極保護(hù)原理陰極保護(hù)定義：通過采取措施，使被保護(hù)金屬表面在電化學(xué)電池中為陰極而減緩其腐蝕的技術(shù)。強(qiáng)制電流從周圍電介質(zhì)中流向被保護(hù)結(jié)構(gòu)表面，使金屬表面全部處于陰極狀態(tài)，就可抑制陰極區(qū)金屬表面電子釋放。施加的電流越大，產(chǎn)生的陰極極化越強(qiáng)，直到腐蝕原電池的陰陽電極極達(dá)到等電位，消除結(jié)構(gòu)表面的陽極區(qū)，腐蝕就會(huì)得到抑制。實(shí)現(xiàn)這一目的有兩個(gè)途徑，即：外加電流和犧牲陽極陰極保護(hù)。從理論上講，如果涂層是完整、無缺陷的，那么，涂層自己就可以完成防腐任務(wù)。然而，要做到涂層無缺陷，實(shí)際上是很困難和不經(jīng)濟(jì)的。因此，涂層和陰極保護(hù)的結(jié)合，99%的

7、防腐任務(wù)有防腐層承擔(dān)、陰極保護(hù)對(duì)防腐層缺陷處進(jìn)行保護(hù)，是最經(jīng)濟(jì)、有效的防腐措施。二、陰極保護(hù)的條件從技術(shù)可行性上講，陰極保護(hù)必須具備三個(gè)使用條件：1、管道縱向連續(xù)導(dǎo)電，確保陰極保護(hù)電流暢通，是陰極保護(hù)的必要條件之一。法蘭、絲扣部位需要電纜跨接。2、具有足夠電阻的管道覆蓋層。覆蓋層的主要作用是隔離土壤介質(zhì)，阻止形成腐蝕電池。覆蓋層的電阻愈大，需要的保護(hù)電流愈小。3、管道與其他非保護(hù)構(gòu)筑物之間電絕緣。電絕緣可以防止陰極電流流失，還可減輕電偶腐蝕，減輕雜散電流干擾等。三、陰極保護(hù)準(zhǔn)則1埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)準(zhǔn)則可采用下列任一項(xiàng)或幾項(xiàng)為判據(jù)：l 在施加陰極電流的情況下，測(cè)的管/地電位為850mv（相對(duì)飽

8、和硫酸銅參比電極，下同）或更負(fù)。注：正確解釋管/地電位測(cè)量值，必須考慮測(cè)量方法中所含的IR降誤差，通常采用下面的幾個(gè)方法：測(cè)量或計(jì)算IR降；檢查陰極保護(hù)系統(tǒng)以往的性能；評(píng)價(jià)管道及其環(huán)境的物理和電性能；確定是否存在腐蝕的直接證據(jù)。l 相對(duì)飽和硫酸銅參比電極的管/地極化電位為850mV或更負(fù)l 管道表面與同土壤接觸的穩(wěn)定的參比電極之間陰極極化電位值最小為100mV。這一準(zhǔn)則可以用于極化的建立過程和衰減過程中。2特殊條件的考慮對(duì)于裸鋼表面或涂敷不良的管道，在預(yù)先的電流排放點(diǎn)（陽極區(qū)），確定凈電流是從電解質(zhì)流向管道表面。當(dāng)土壤和水中含有硫酸鹽還原菌，且硫酸根的含量大于0.5%時(shí)，通電保護(hù)電流應(yīng)達(dá)到95

9、0mV或更負(fù)。3最大保護(hù)電流的限制應(yīng)根據(jù)覆蓋層的種類及環(huán)境來確定，以不損壞覆蓋層的沾結(jié)力為準(zhǔn)。推薦的最大保護(hù)電位為：石油瀝青 1.50V煤焦油瓷漆 3.0V環(huán)氧粉末 2.0V四、犧牲陽極及外加電流陰極保護(hù)比較犧牲陽極外加電流不需要電源需要電源僅用于防腐層好、需要電流小的埋地結(jié)構(gòu)或熱點(diǎn)保護(hù)。僅用于土壤電阻率低的環(huán)境可以用來保護(hù)大型甚至沒有防腐層的結(jié)構(gòu),其應(yīng)用受土壤電阻率影響不大.安裝簡單，施工方便,可以和管道同溝埋設(shè)距離管道至少100米測(cè)量電位時(shí)，需要測(cè)量陽極安裝處及兩組陽極之間的電位需要測(cè)量的點(diǎn)可以很少,可以在匯流點(diǎn)處進(jìn)行測(cè)量埋設(shè)點(diǎn)多，使用壽命隨環(huán)境而變化，可能需要更換陽極用量較小。開挖工作量

10、少由于在每個(gè)點(diǎn)的輸出都較小,一般不會(huì)產(chǎn)生腐蝕干擾需要檢測(cè)臨近結(jié)構(gòu)是否受到腐蝕干擾其輸出可以自身調(diào)節(jié)，但不能人為控制可以自動(dòng)控制管道電位,自動(dòng)控制輸出電流,達(dá)到理想保護(hù)狀態(tài).電纜接頭受到陰極保護(hù)，不會(huì)腐蝕陽極電纜連接接頭要嚴(yán)格密封,一旦與土壤接觸，將很快腐蝕斷極性不會(huì)接反需要謹(jǐn)慎連接電纜，極性接錯(cuò)將加速腐蝕 五、犧牲陽極陰極保護(hù)犧牲陽極陰極保護(hù)，依靠外加陽極不斷溶解所產(chǎn)生的陰極電流實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)。該電位較負(fù)的電極成為犧牲陽極，因?yàn)殡S著電流的不斷流動(dòng)，陽極材料將不斷的消耗。犧牲陽極材料所應(yīng)具備的條件：A. 電位足夠負(fù)，但不宜太負(fù)，以免陰極區(qū)產(chǎn)生析氫反映；B. 陽極的極化率要小，電位極點(diǎn)流要輸出穩(wěn)定；

11、C. 陽極材料的電容量要大；D. 必須有高的電流效率；E. 溶解均勻，容易脫落；F. 材料價(jià)格低廉，來源充分。常用的犧牲陽極材料有三種：鎂和鎂合金、鋅和鋅合金、鋁和鋁合金：l 鎂陽極電位更負(fù)、極化率小、發(fā)電量大，但電流效率低，適用于范圍大、電阻率高和淡水中金屬的保護(hù)；l 鋅陽極要求有繳高的純度（99.9%）；鋁是自鈍化金屬，但通過合金化可以破壞其保護(hù)膜，獲得滿意的性能;l 鋁陽極電位較低，單價(jià)格低廉。鋁是兩性金屬，在土壤介質(zhì)中，腐蝕產(chǎn)物容易水解成鋁酸，加速陽極的自腐蝕，所以在土壤介質(zhì)中一般不能應(yīng)用。1 犧牲陽極種類的選擇通常根據(jù)土壤電阻率選取犧牲陽極的種類，基本原則如下：陽極種類土壤電阻率帶壯

12、鎂陽極100鎂錳陽極（1.7V）60100鎂鋁鋅錳陽極1560鎂鋁鋅錳陽極或鋅陽極15鋅陽極52 犧牲陽極規(guī)格的選擇根據(jù)土壤的電阻率和保護(hù)壽命的年限來選擇陽極的規(guī)格型號(hào)MAZM-重量AmmBmmCmmDmmEmm應(yīng)用場(chǎng)合12759575200206短管，局部保護(hù)247595753503063875957568070040.m41190110886807002040.m51410012010168070062213015012568070010.m鎂帶199.5100.m用于另時(shí)保護(hù)3 犧牲陽極保護(hù)系統(tǒng)的安裝犧牲陽極可以單獨(dú)埋設(shè)，也可以成組埋設(shè)（平行管道排列），成組陽極可以在管道兩邊埋設(shè)，陽極間

13、隔b為2m.。安裝步驟：安裝前的檢查：應(yīng)檢查合格證與產(chǎn)品化驗(yàn)文件，陽極表面嚴(yán)禁油污或其他污染，否則應(yīng)徹底清除干凈。檢查陽極電纜接頭有無破損，否則應(yīng)重做絕緣密封和熱縮。填報(bào)料進(jìn)場(chǎng)前應(yīng)檢查有產(chǎn)品合格證。每只陽極的成分、重量要符合設(shè)計(jì)要求，不允許減料和錯(cuò)裝。在犧牲陽極和填報(bào)料組裝時(shí)，應(yīng)使陽極基本上處于填報(bào)料的中央位置，不能用手感到陽極有偏位。犧牲陽極與填報(bào)料的組裝后，如坑后應(yīng)充分濕潤?；靥钔翍?yīng)不含磚、石、沙和其他雜物。澆濕，踏實(shí)。六、外加電流陰極保護(hù)原理外加電流陰極保護(hù)，又稱為強(qiáng)制電流陰極保護(hù)。是利用外部電源提供陰極保護(hù)電流的陰極保護(hù)技術(shù)。該方式是利用外部電源和輔助陽極，迫使電流通過輔助陽極從周圍介

14、質(zhì)中流向被保護(hù)結(jié)構(gòu)，從而消除腐蝕。該陰極保護(hù)系統(tǒng)由整流電源、地床、參比電極、連接電纜組成。（地床：由多支陽極組成的陰極保護(hù)該地極成為地床）。1 陰極保護(hù)電源恒電位儀恒電位儀的要求：1. 根據(jù)設(shè)置的不同，它可以恒電位、恒電壓、恒電流輸出。2. 可靠性高，壽命長，維修簡單。3. 輸出電壓、電流可調(diào)，具有抗過載、防雷、防干擾、故障保護(hù)等功能。4. 輸出、輸入端有過流、防沖擊保護(hù)裝置。5. 在恒電位輸出的狀態(tài)下，整流電源自動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電壓、電流，使管/地電位維持在設(shè)定值。2 陰極保護(hù)電源技術(shù)要求1）控制電位誤差： 10mV2）流經(jīng)參比電極電流： 1A3）給定電壓范圍： 03V連續(xù)可調(diào)4）輸出穩(wěn)定值： 0

15、輸出電壓額定值連續(xù)可調(diào)5）儀器供電電壓： AC220V/AV380V10%6）效率： 90%7）功率因數(shù)： 90%8）紋波電壓： 1%9）絕緣電阻： 20M10）整機(jī)過熱保護(hù)閥值： （8095）11）輸入對(duì)殼耐壓： 1500V12）輸入對(duì)輸出耐壓： 1500V 13）輸出對(duì)機(jī)殼耐壓： 1500V 14）工作溫度： （-2050），儲(chǔ)存溫度（-2070）15）相對(duì)濕度： 1090%，16）大氣壓力70106 Kpa17）運(yùn)行方式： 手動(dòng)調(diào)節(jié)輸出電流，恒電位輸出3 雅合IHF數(shù)控高頻開關(guān)恒電位儀的原理圖4 雅合IHF數(shù)控高頻開關(guān)恒電位儀與可控硅、磁飽和恒電位儀性能對(duì)比數(shù)控高頻開關(guān)恒電位儀可控硅、磁

16、飽和恒電位儀控制方式數(shù)字控制模擬控制數(shù)據(jù)存儲(chǔ)自動(dòng)記錄本機(jī)運(yùn)行數(shù)據(jù)無無線數(shù)據(jù) 遠(yuǎn)程通訊有無多機(jī)聯(lián)網(wǎng)支持幾乎無限多臺(tái)恒電位儀聯(lián)網(wǎng)使用少量/無可維護(hù)性模塊化結(jié)構(gòu)，維護(hù)簡便必須現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)特征器件DSP、CPLD、AVR、FLASH、IGBT、MOSFET，快恢復(fù)二極管，高頻磁性材料普通二極管，可控硅， 工頻變壓器效 率90%0.9“菜單”選擇“廠家設(shè)置”按“確定” 依次按下、按“確定”，進(jìn)入出廠參數(shù)設(shè)置。2） 出廠參數(shù)設(shè)置內(nèi)容及設(shè)置方法（1） 電壓校準(zhǔn)采樣電壓：顯示為目前實(shí)際的恒電位儀輸出端電壓，即顯示數(shù)值為恒電位儀輸出、之間的實(shí)際電壓。如果恒電位儀此時(shí)已經(jīng)連接了管道和輔助陽極，則恒電位儀輸出、之間電壓

17、不為零，具體數(shù)值可用萬用表測(cè)量。偏移量：用于調(diào)整零點(diǎn)。上下箭頭直接調(diào)整數(shù)值。斜率：用于調(diào)整放大比例。左右箭頭直接調(diào)整數(shù)值。（2） 電流校準(zhǔn)采樣電流：顯示為目前實(shí)際的恒電位儀輸出電流。由于此時(shí)恒電位儀處于“停止”狀態(tài)，恒電位儀沒有輸出，所以，此時(shí)正確的顯示數(shù)值應(yīng)該為0A。偏移量：用于調(diào)整零點(diǎn)。上下箭頭直接調(diào)整數(shù)值。斜率：用于調(diào)整放大比例。左右箭頭直接調(diào)整數(shù)值。（3） 參1校準(zhǔn)采樣參比：顯示為目前實(shí)際的恒電位儀參比輸入端實(shí)際電位。如果恒電位儀此時(shí)已經(jīng)連接了零位和參比電極，則恒電位儀零位和參比之間電壓不為零，具體數(shù)值可用萬用表測(cè)量。偏移量：用于調(diào)整零點(diǎn)。上下箭頭直接調(diào)整數(shù)值。斜率：用于調(diào)整放大比例。

18、左右箭頭直接調(diào)整數(shù)值。（4） 參2校準(zhǔn)采樣參比：參2用于校準(zhǔn)參比電位采樣的0點(diǎn)。通過偏移量的調(diào)整，應(yīng)該顯示為0。偏移量：用于調(diào)整零點(diǎn)。上下箭頭直接調(diào)整數(shù)值。斜率：用于調(diào)整放大比例。左右箭頭直接調(diào)整數(shù)值。（5） 出廠設(shè)置將“電壓校準(zhǔn)”、“電流校準(zhǔn)”、“參1校準(zhǔn)”、“參2校準(zhǔn)”的偏移量設(shè)置為0，同時(shí)將斜率設(shè)置為1。以便于重新設(shè)置參數(shù)。（6） 自動(dòng)校準(zhǔn)按“確定”，直接更改自動(dòng)校準(zhǔn)設(shè)置。出現(xiàn)“”時(shí)，表明自動(dòng)校準(zhǔn)有效，無“”時(shí)，表明自動(dòng)設(shè)置無效。注意：恒電位儀在進(jìn)行出廠參數(shù)調(diào)整時(shí)，應(yīng)將自動(dòng)校準(zhǔn)設(shè)置為無效；所有恒電位儀在工作狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)校準(zhǔn)應(yīng)設(shè)置為有效。（7） 格式化盤用于將4M存儲(chǔ)器內(nèi)部的采樣數(shù)據(jù)清除。

19、2 恒電位儀反饋控制參數(shù)調(diào)整進(jìn)入恒電位儀“反饋控制”的操作步驟，與進(jìn)入“出廠參數(shù)”設(shè)置相同，操作步驟如下：按“停止”“菜單”選擇“反饋控制”按“確定” 依次按下、按“確定”，進(jìn)入反饋控制設(shè)置?！胺答伩刂啤眳?shù)調(diào)整主要用于在不同負(fù)載條件下，在一定范圍內(nèi)調(diào)整恒電位儀的反饋速度，以便獲得良好的控制精度和響應(yīng)速度。速度的計(jì)算公式為Y=AX2+BX+C。由公式所示，A一般取1的數(shù)值，以保證響應(yīng)的速度；B一般取1的數(shù)值，保證響應(yīng)的精度；C一般取0，防止小輸出時(shí)的波動(dòng)。具體數(shù)值的選擇，應(yīng)參考出廠時(shí)設(shè)定的參數(shù)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。對(duì)于“反饋間隔”及電壓、電流、電位反饋參數(shù)中的“采樣次數(shù)”和“平均次數(shù)

20、”一般不作調(diào)整。菜單內(nèi)容如下：1） 反饋間隔：2） 電流反饋3） 電壓反饋4） 電位反饋參數(shù)設(shè)置的方式為，按“確定”進(jìn)入相應(yīng)參數(shù)的設(shè)置，通過“、”調(diào)整數(shù)值，而后按“確定”，結(jié)束該參數(shù)的設(shè)置。3 恒電位儀通訊設(shè)置參數(shù)調(diào)整主要用于恒電位儀RS-485通訊地址及通訊校驗(yàn)方式的設(shè)置。1） 通訊地址2） 奇偶校驗(yàn)第七部分 恒電位儀常見故障與維修方法1 恒電位儀顯示與報(bào)警不正常1） 液晶屏（1） 現(xiàn)象：面板電源指示燈亮，液晶屏無顯示原因：液晶屏壞。處理：更換液晶屏。（2） 現(xiàn)象：液晶屏某些數(shù)據(jù)顯示不正常原因一：面板與CPU板之間的排線連接不良。處理：將排線重新插或者更換排線。原因二：液晶屏壞。處理：更換液晶屏。2） 蜂鳴器現(xiàn)象：報(bào)警時(shí)，蜂鳴器不響，報(bào)警設(shè)置為“開”，恒電位儀工作正常。原因：蜂鳴器處理：更換蜂鳴器。3） 指示燈現(xiàn)象一：應(yīng)該亮的指示燈不亮，液晶屏有顯示，恒電位儀工作正常。原因：指示燈故障。處理：更換相應(yīng)的指示燈。現(xiàn)象二：電源指示燈不亮，液晶屏也無任何顯示，恒電位儀不工作。原因：控制電路