管道陰極保護(hù)基本知識(shí)27680

1、管道陰極保護(hù)基本知識(shí)內(nèi)容提要： 陰極保護(hù)系統(tǒng)管理知識(shí) 陰極保護(hù)系統(tǒng)測(cè)試方法 恒電位儀的基本操作一、陰保護(hù)系統(tǒng)管理知識(shí)（一）陰極保護(hù)的原理自然界中，大多數(shù)金屬是以化合狀態(tài)存在的，通過(guò)煉制被賦予能量，才從離子狀態(tài)轉(zhuǎn)變成原子狀態(tài)，為此， 回歸自然狀態(tài)是金屬固有本性。我們把金屬與周圍的電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)、從原子變成離子的過(guò)程稱為腐蝕。每種金屬浸在一定的介質(zhì)中都有一定的電位, 稱之為該金屬的腐蝕電位（自然電位） ，腐蝕電位可表示金屬失去電子的相對(duì)難易。腐蝕電位愈負(fù)愈容易失去電子 , 我們稱失去電子的部位為陽(yáng)極區(qū)，得到電子的部位為陰極區(qū)。陽(yáng)極區(qū)由于失去電子 （如鐵原子失去電子而變成鐵離子溶入土壤）受到腐蝕，而

2、陰極區(qū)得到電子受到保護(hù)。陰極保護(hù)的原理是給金屬補(bǔ)充大量的電子，使被保護(hù)金屬整體處于電子過(guò)剩的狀態(tài)， 使金屬表面各點(diǎn)達(dá)到同一負(fù)電位，金屬原子不容易失去電子而變成離子溶入溶液。有兩種辦法可以實(shí)現(xiàn)這一目的，即犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)和外加電流陰極保護(hù)。1、犧牲陽(yáng)極法將被保護(hù)金屬和一種可以提供陰極保護(hù)電流的金屬或合金（即犧牲陽(yáng)極）相連，使被保護(hù)體極化以降低腐蝕速率的方法。在被保護(hù)金屬與犧牲陽(yáng)極所形成的大地電池中，被保護(hù)金屬體為陰極，犧牲陽(yáng)極的電位往往負(fù)于被保護(hù)金屬體的電位值，在保護(hù)電池中是陽(yáng)極，被腐蝕消耗，故此稱之為“犧牲”陽(yáng)極，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)陰極的被保護(hù)金屬體的防護(hù)，如圖 13。犧牲陽(yáng)極材料有高鈍鎂，其電位為

3、-1.75V;高鈍鋅，其電位為-1.1V;工業(yè) 純鋁，其電位為-0.8V （相對(duì)于飽和硫酸銅參比電極）。2、強(qiáng)制電流法（外加電流法）將被保護(hù)金屬與外加電源負(fù)極相連，由外部電源提供保護(hù)電流，以降低腐蝕 速率的方法。其方式有：恒電位、恒電流、恒電壓、整流器等。如圖 1-4示。圖1-4恒電位方式示意圖外部電源通過(guò)埋地的輔助陽(yáng)極將保護(hù)電流引入地下， 通過(guò)土壤提供給被保護(hù) 金屬，被保護(hù)金屬在大地中仍為陰極，具表面只發(fā)生還原反應(yīng)，不會(huì)再發(fā)生金屬 離子化的氧化反應(yīng)，使腐蝕受到抑制。而輔助陽(yáng)極表面則發(fā)生丟電子氧化反應(yīng)， 因此，輔助陽(yáng)極本身存在消耗。陰極保護(hù)的上述兩種方法，都是通過(guò)一個(gè)陰極保護(hù)電流源向受到腐蝕或

4、存在 腐蝕，需要保護(hù)的金屬體，提供足夠的與原腐蝕電流方向相反的保護(hù)電流， 使之 恰好抵消金屬內(nèi)原本存在的腐蝕電流。兩種方法的差別只在于產(chǎn)生保護(hù)電流的方 式和“源”不同。一種是利用電位更負(fù)的金屬或合金，另一種則利用直流電源。強(qiáng)制電流陰極保護(hù)驅(qū)動(dòng)電壓高，輸出電流大，有效保護(hù)范圍廣，適用于被保護(hù)面積大的長(zhǎng)距離、大口徑管道。犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)不需外部電源，維護(hù)管理經(jīng)濟(jì)，簡(jiǎn)單， 對(duì)鄰近地下金屬構(gòu)筑物干擾影響小，適用于短距離、小口徑、分散的管道。（二）外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)的組成1、恒電位儀：珠三角管道采用的是IHF 系列數(shù)控高頻開關(guān)恒電位儀，它的主要作用是向管道輸出保護(hù)電流。2、陽(yáng)極地床：由若干支輔助陽(yáng)極（

5、高硅鑄鐵）組成，通過(guò)輔助陽(yáng)極把保護(hù)電流送入土壤，經(jīng)土壤流入被保護(hù)的管道，使管道表面進(jìn)行陰極極化（ 防止電化學(xué)腐蝕） ，電流再由管道流入電源負(fù)極形成一個(gè)回路，這一回路形成了一個(gè)電解池， 管道在回路中為負(fù)極處于還原環(huán)境中，防止腐蝕，而輔助陽(yáng)極進(jìn)行氧化反應(yīng)遭受腐蝕，或是周圍電解質(zhì)被氧化。陰保站的電能60消耗在陽(yáng)極接地電阻上, 故陽(yáng)極材料的選擇和埋設(shè)方式、場(chǎng)所的選擇, 對(duì)減小電阻節(jié)約電能是至關(guān)重要的。珠三角管道的陽(yáng)極地床輔助陽(yáng)極一般為40支，陽(yáng)極地床的接地電阻小于 3Q （設(shè)計(jì)要求），陽(yáng)極地床與管道的垂直距離要大于50 米。3、參比電極：為了對(duì)各種金屬的電極電位進(jìn)行比較，必須有一個(gè)公共的參比電極， 其

6、電極電位具有良好的重復(fù)性和穩(wěn)定性，構(gòu)造簡(jiǎn)單，通常由飽和硫酸銅參比電極、鋅電極等。4、絕緣接頭：陰極保護(hù)系統(tǒng)保護(hù)的是輸油站外的長(zhǎng)輸管道，絕緣接頭的作用是將陰極保護(hù)電流限制在兩個(gè)陰極保護(hù)站之間的管道上。5、檢查片：由與管道同材質(zhì)的金屬制成 50X 100mm的掛片，檢查片有兩組，一組與輸油管道相連，處于陰極保護(hù)狀態(tài)，一組不與管道相連，處于自然腐蝕狀態(tài)。 經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后將兩組檢查片的失重量進(jìn)行比較，可分析管道的陰極保護(hù)效果。6、測(cè)試樁：為了檢測(cè)維護(hù)管道的陰極保護(hù)系統(tǒng)，在管道沿線設(shè)置電流及電位測(cè)試樁，電位測(cè)試樁每公里設(shè)置一個(gè)；電流測(cè)試樁每5 公里設(shè)一個(gè)；套管電位測(cè)試樁每個(gè)套管處設(shè)置一個(gè)；絕緣接頭電位測(cè)

7、試樁每一絕緣處設(shè)一個(gè)。（三）陰極保護(hù)的基本參數(shù)1）最小保護(hù)電流密度使腐蝕停止，或達(dá)到允許程度時(shí)所需的電流密度值稱為最小保護(hù)電流密度。最小保護(hù)電流密度的大小取決于被保護(hù)金屬的種類、表面狀況、腐蝕介質(zhì)的性質(zhì)、組成、濃度、溫度和金屬表面絕緣層質(zhì)量等。防腐絕緣層種類不同，所需要的保護(hù)電流密度也不同。防腐絕緣層的電阻值越高，所需的保護(hù)電流密度值越小。（ 2）最小保護(hù)電位為使腐蝕過(guò)程停止，金屬經(jīng)陰極極化后所必須達(dá)到的絕對(duì)值最小的負(fù)電位值，稱之為最小保護(hù)電位。最小保護(hù)電位也與金屬的種類、腐蝕介質(zhì)的組成、溫度、濃度等有關(guān)。最小保護(hù)電位值常常是用來(lái)判斷陰極保護(hù)是否充分的基準(zhǔn)。因此該電位值是監(jiān)控陰極保護(hù)的重要參數(shù)

8、。實(shí)驗(yàn)測(cè)定在土壤中的最小保護(hù)電位為一0.85V （相對(duì)飽和硫酸銅參比電極）。（ 3）最大保護(hù)電位在陰極保護(hù)中，所允許施加的陰極極化的絕對(duì)值最大的負(fù)電位值，在此電位下管道的防腐層不受到破壞。此電位值就是最大保護(hù)電位。最大保護(hù)電位值的大小通過(guò)試驗(yàn)確定。一般取1.5V（ CSE） 。陰極保護(hù)電位越大，防腐程度越高，單站保護(hù)距離也越長(zhǎng)，但是過(guò)大的電位將使被保護(hù)管道的防腐絕緣層與管道金屬表面的粘接力受到破壞，產(chǎn)生陰極剝離，嚴(yán)重時(shí)可以出現(xiàn)金屬“氫破裂”。同時(shí)太大的電位將消耗過(guò)多的保護(hù)電流，形成能量浪費(fèi)。（四）陰極保護(hù)投入前的準(zhǔn)備和驗(yàn)收1、陰極保護(hù)投入前對(duì)被保護(hù)管道的檢查管道對(duì)地絕緣的檢查：從陰極保護(hù)的原理

9、介紹, 已得知沒(méi)有絕緣就沒(méi)有保護(hù)。 為了確保陰極保護(hù)的正常運(yùn)行，在施加陰極保護(hù)電流前，必須確保管道的各項(xiàng)絕緣措施正確無(wú)誤。應(yīng)檢查管道的絕緣接頭的絕緣性能是否正常；管道沿線的閥門應(yīng)與土壤有良好的絕緣；管道與固定墩、跨越塔架、穿越套管處也應(yīng)有正確有效的絕緣處理措施，管道在地下不應(yīng)與其它金屬構(gòu)筑物有" 短接 " 等故障；管道表面防腐層應(yīng)無(wú)漏敷點(diǎn)，所有施工時(shí)期引起的缺陷與損傷均應(yīng)在施工驗(yàn)收時(shí)使用埋地檢漏儀檢測(cè)，修補(bǔ)后回填。2、對(duì)陰極保護(hù)施工質(zhì)量的驗(yàn)收（ 1）對(duì)陰極保護(hù)間內(nèi)所有電氣設(shè)備的安裝是否符合電氣設(shè)備安裝規(guī)程的要求，各種接地設(shè)施是否完成，并符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。（ 2）對(duì)陰極保護(hù)的

10、站外設(shè)施的選材、施工是否與設(shè)計(jì)一致。對(duì)通電點(diǎn)、測(cè)試樁、 陽(yáng)極地床、陽(yáng)極引線的施工與連接應(yīng)嚴(yán)格符合規(guī)范要求，尤其是陽(yáng)極引線接正極，管道匯流點(diǎn)接負(fù)極，嚴(yán)禁電極接反。（ 3）圖紙、設(shè)計(jì)資料齊全完備。（五）陰極保護(hù)投入運(yùn)行的調(diào)試1、組織人員測(cè)定全線管道自然電位、土壤電阻率、陽(yáng)極地床接地電阻，同時(shí)對(duì)管道環(huán)境有一個(gè)比較詳盡的了解，這些資料均需分別記錄整理，存檔備用。2、陰極保護(hù)站投入運(yùn)行按照恒電位儀的操作程序給管道送電，使電位保持在-1.20 伏左右，待管道陰極極化一段時(shí)間（四小時(shí)以上）開始測(cè)試直流電源輸出電流、電壓、 通電點(diǎn)電位、管道沿線保護(hù)電位、保護(hù)距離等。然后根據(jù)所測(cè)保護(hù)電位，調(diào)整通電點(diǎn)電位至規(guī)定值

11、，繼續(xù)給管道送電使其完全極化（通常在24小時(shí)以上）。再重復(fù)第一次測(cè)試工作， 并做好記錄。若個(gè)別管段保護(hù)電位過(guò)低，則需再適當(dāng)調(diào)節(jié)通電點(diǎn)電位至滿足全線陰極保護(hù)電位指標(biāo)為止。3、保護(hù)電位的控制各站通電點(diǎn)電位的控制數(shù)值, 應(yīng)能保證相鄰兩站間的管段保護(hù)電位達(dá)到-0.85 伏，同時(shí)各站通電點(diǎn)最負(fù)電位不允許超過(guò)規(guī)定數(shù)值。調(diào)節(jié)通電點(diǎn)電位時(shí)，管道上相鄰陰極保護(hù)站間加強(qiáng)聯(lián)系，保證各站通電點(diǎn)電位均衡。4、當(dāng)管道全線達(dá)到最小陰極保護(hù)電位指標(biāo)后，投運(yùn)操作完畢，各陰極保護(hù)站進(jìn)入正常連續(xù)工作階段。（六）陰極保護(hù)站的日常維護(hù)管理1、恒電位儀的巡檢和維護(hù)。1) 日常巡檢：每天9： 00和 21： 00 對(duì)恒電位儀巡檢一次，并記

12、錄輸出電壓、電流、保護(hù)電位數(shù)值, 與前次記錄(或值班記錄)對(duì)照是否有變化，若不相同應(yīng)查找原因，采取相應(yīng)措施使管道全線達(dá)到陰極保護(hù)。2)每月維護(hù)：每月1 日對(duì)恒電位儀進(jìn)行切換使用。改用備用的儀器時(shí)，應(yīng)即時(shí)進(jìn)行一次觀測(cè)和維修，發(fā)現(xiàn)儀器故障應(yīng)及時(shí)檢修，保證供電。維護(hù)內(nèi)容：觀察全部零件是否正常，元件有無(wú)腐蝕、脫焊、虛焊、損壞，各連接點(diǎn)是否可靠，電路有無(wú)故障，各緊固件是否松動(dòng)，熔斷器是否完好，如有熔斷，需查清原因再更換。檢查接接陰極保護(hù)站的電源導(dǎo)線，以及接至陽(yáng)極地床、通電點(diǎn)的導(dǎo)線是否完好，接頭是否牢固。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 歐姆，在雷雨季節(jié)要注意防雷。搞好站內(nèi)設(shè)備的清

13、潔衛(wèi)生，注意保持室內(nèi)干燥，通電良好，防止儀器過(guò)熱。2、參比電極的維護(hù)。作為恒定電位儀信號(hào)源的埋地參比電極，在使用過(guò)程中需注意觀察恒電位儀的輸出數(shù)值，發(fā)現(xiàn)異常可檢查參比電極井是否干涸，影響儀器正常工作。3、陽(yáng)極地床的維護(hù)。陽(yáng)極地床接地電阻每月測(cè)試一次，接地電阻增大至影響恒電位儀不能提供管道所需保護(hù)電流時(shí)，應(yīng)該更換陽(yáng)極地床或進(jìn)行維修，以減小接地電阻。4、測(cè)試樁的維護(hù)。1) 檢查接線柱與大地絕緣情況，電阻值應(yīng)大于100 千歐，用萬(wàn)用表測(cè)量，若小于此值應(yīng)檢查接線柱與外套鋼管有無(wú)接地，若有則需更換或維修。2) 測(cè)試樁應(yīng)每年定期刷漆和編號(hào)。3) 防止測(cè)試樁的破壞丟失，對(duì)沿線城鄉(xiāng)居民及兒童作好愛護(hù)國(guó)家財(cái)產(chǎn)的

14、宣傳教育工作。5、絕緣接頭的維護(hù)。每月檢測(cè)絕緣接頭兩側(cè)管地電位，若與原始記錄有差異時(shí)，應(yīng)對(duì)其性能好壞 作鑒別。如有漏電情況應(yīng)采取相應(yīng)措施。6、陰極保護(hù)系統(tǒng)的管理目標(biāo)（主要控制指標(biāo)）1）保護(hù)率等于100；管道總長(zhǎng)未達(dá)有效陰極保護(hù)管道長(zhǎng)保護(hù)率=x 100%管道總長(zhǎng)2）運(yùn)行率（開機(jī)率）大于98；全年小時(shí)數(shù)全年停機(jī)小時(shí)數(shù)開機(jī)率=X 100%全年小時(shí)數(shù)3）保護(hù)度大于85；G1 / S1 G2 / S2保護(hù)度=X100%G1 / S1式中：G1未施加陰極保護(hù)檢查片的失重量，g;S1未施加陰極保護(hù)檢查片的裸露面積，cm2;G2施加陰極保護(hù)檢查片的失重量，g;S2施加陰極保護(hù)檢查片的裸露面積,cm2;4）管道

15、保護(hù)電位：一般為0.85V1.5V,當(dāng)土壤或水中含有硫酸鹽還原菌且硫酸根含量大于0.5%時(shí)為0.95V或更負(fù)（應(yīng)考慮IR降的影響）。（七）陰極保護(hù)系統(tǒng)常見故障的分析1、保護(hù)管道絕緣不良，漏電故障的危害在陰極保護(hù)站投入運(yùn)行，或犧牲陽(yáng)極保護(hù)投產(chǎn)一段時(shí)間后，出現(xiàn)了在規(guī)定的通電點(diǎn)電位下, 輸出電流增大，管道保護(hù)距離卻縮短的現(xiàn)象，或者在犧牲陽(yáng)極系統(tǒng)中， 犧牲陽(yáng)極組的輸出電流量增大，其值已超過(guò)管道的保護(hù)電流需要，但保護(hù)電位仍達(dá)不到規(guī)定指標(biāo)的現(xiàn)象。發(fā)生上述情況的原因，主要是被保護(hù)金屬管道與未被保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)物“短路”，這種現(xiàn)象稱之為陰極保護(hù)管道漏電，或者叫做“接地故障”。接地故障使得被保護(hù)管道的陰極保護(hù)電流

16、流入非保護(hù)金屬體，在兩管道的“短接”處形成“漏電點(diǎn)”, 這就會(huì)造成陰極保護(hù)電流的增大，陰極保護(hù)電源的過(guò)負(fù)荷和陰極保護(hù)引起的干擾。另外陽(yáng)極地床斷路、陰極開路、零位接陰斷路都會(huì)導(dǎo)致陰極保護(hù)不能投保。判斷陽(yáng)極地床連接電纜斷路時(shí)可采用：(1)測(cè)輸出電流,將恒電位儀開啟，在恒電位儀陽(yáng)極輸出端串上一電流表，如果電流為零，則說(shuō)明有斷路現(xiàn)象。(2)將恒電位儀機(jī)后陽(yáng)極輸出線斷開，接入臨時(shí)地床或其它接地裝置，若有輸出電壓、電流， 則可斷定陽(yáng)極地床連接線斷路。在陽(yáng)極電纜與地床陽(yáng)極接線處應(yīng)設(shè)置接線用水泥井或標(biāo)志。2、造成管道漏電的原因(1)施工不當(dāng)，交叉管道間距不合規(guī)范，即當(dāng)兩條管道一條為陰極保護(hù)的管道，另一條為未保

17、護(hù)的管道交叉時(shí)，施工要求應(yīng)保持管道間的垂直凈距不小于0.3m， 并在交叉點(diǎn)前后一定長(zhǎng)度內(nèi)將管道作特別絕緣，如果施工時(shí)不嚴(yán)格按照上述規(guī)定去做，那么管道埋設(shè)一段時(shí)間后，在土壤應(yīng)力的作用下, 管道相互可能搭接在一起，會(huì)造成絕緣層破損，金屬與金屬的相連形成漏電點(diǎn)。(2)絕緣接頭失效或漏電，絕緣接頭質(zhì)量欠佳，在使用一段時(shí)間后絕緣零件受損或變質(zhì)，使法蘭不再絕緣，從而使得兩法蘭盤側(cè)不再具有絕緣性能，陰極保護(hù)電流也就不再有限制；或者是輸送介質(zhì)中有一些電解質(zhì)雜質(zhì)使絕緣接頭導(dǎo)通，不再具有絕緣性能。從上述原因看, 漏電點(diǎn)只可能發(fā)生在保護(hù)管道與非保護(hù)管道的交叉點(diǎn)，或保護(hù)管道的絕緣接頭處，因此查找漏電點(diǎn)就帶有上述局限性

18、。但如果地下管網(wǎng)復(fù)雜,被保護(hù)管道與多條和線有交叉穿越，則使得漏電點(diǎn)的查找出現(xiàn)復(fù)雜現(xiàn)象。常常要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，反復(fù)測(cè)量、多方位檢查并綜合判斷才能找到真正的漏電故障點(diǎn)。3、漏電點(diǎn)的查找(1)利用查找管道絕緣層破損點(diǎn)，從而確定管道的漏電點(diǎn)或短接點(diǎn)的方法。此方法首先將脈沖信號(hào)送到被測(cè)管道上, 如果管道防腐絕緣層良好,流入管道的電流很弱，儀表沒(méi)有顯示。如果管道防腐層有破損，電流將從土壤中通過(guò)破損處漏入管道，電流的流動(dòng)會(huì)在周圍土壤中將產(chǎn)生明顯的電位梯度。當(dāng)探測(cè)人員手持兩個(gè)參比電極在管道正上方探測(cè)行走時(shí), 伏特計(jì)將明顯的抖動(dòng)，當(dāng)伏特計(jì)指針停止抖動(dòng)時(shí)，兩個(gè)參比電極的中間既為防腐層漏點(diǎn)位置，該方法簡(jiǎn)便宜行，定

19、位準(zhǔn)確，是目前國(guó)際上公認(rèn)的檢漏方法(DCVG)。(2)可利用測(cè)定管內(nèi)電流大小的方法尋找漏電點(diǎn)。在無(wú)分支的陰極保護(hù)管道,管內(nèi)電流是從遠(yuǎn)端流向通電點(diǎn)。當(dāng)非保護(hù)管道接入后就會(huì)形成分支電路，使保護(hù)電流經(jīng)過(guò)漏電點(diǎn)會(huì)變小，因此可利此法來(lái)尋找漏電點(diǎn)的位置。利用此法測(cè)定時(shí),在有懷疑的管段上可依次選點(diǎn)，用IR 壓降法或者補(bǔ)償法(詳見有關(guān)說(shuō)明)測(cè)定管內(nèi)電流，再通過(guò)比較各點(diǎn)電流的大小來(lái)確定漏電點(diǎn)的電位。(3)絕緣接頭漏電的測(cè)定。當(dāng)絕緣接頭漏電而導(dǎo)致陰極保護(hù)系統(tǒng)故障時(shí), 則可通過(guò)在絕緣接頭兩側(cè)管段上,分別測(cè)量管地電位，若保護(hù)側(cè)為保護(hù)電位，非保護(hù)側(cè)為自然電位，則絕緣接頭正常。否則有問(wèn)題存在。也可在非保護(hù)側(cè)測(cè)法蘭端部的對(duì)

20、地電位, 如此電位比非保護(hù)管道或其它金屬構(gòu)筑物的電位要負(fù)，則此絕緣接頭漏電。測(cè)定流過(guò)絕緣接頭的電流, 也可用來(lái)判定絕緣接頭的性能。若絕緣接頭非保護(hù)端一側(cè)，能測(cè)出電流則法蘭漏電；若測(cè)不出電流絕緣接頭不漏電。(4)近間距電位測(cè)量法CIPS在測(cè)試樁上測(cè)量保護(hù)電位只能反映管道的整體保護(hù)水平，不能說(shuō)明管道各點(diǎn)都得到了保護(hù)。采用近間距測(cè)量方式，是沿管道每隔1 2 米測(cè)量一次管地電位,可以準(zhǔn)確的檢測(cè)出沒(méi)有得到保護(hù)的管段。4、陽(yáng)極接地故障陰極保護(hù)另一常見故障是由陽(yáng)極接地引起的。陽(yáng)極接地電阻與陽(yáng)極地床的設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量密切相關(guān)。" 凍土"會(huì)使陽(yáng)極地床電阻增加幾倍至十幾倍,"氣阻 &q

21、uot;也會(huì)使陽(yáng)極地床電阻增加。當(dāng)陽(yáng)極使用一段時(shí)間后,也會(huì)由于腐蝕嚴(yán)重,表面溶解不均勻造成電流障礙。因此在陰極保護(hù)的儀器上會(huì)出現(xiàn)電位升高, 而保護(hù)電流下降的現(xiàn)象。此時(shí)應(yīng)通過(guò)測(cè)量，更換或檢修陽(yáng)極地床來(lái)使陰極保護(hù)正常運(yùn)行。另一薄弱環(huán)節(jié)，是陽(yáng)極電纜線與陽(yáng)極接頭處的密封與絕緣，若施工不妥則會(huì)造成接頭處的腐蝕與斷路，使陰極保護(hù)電流斷路而無(wú)法輸入給管道。(八)陰極保護(hù)中的幾個(gè)屏蔽問(wèn)題當(dāng)管道周圍有絕緣層或金屬結(jié)構(gòu)存在時(shí), 會(huì)影響陰極保護(hù)電流的流動(dòng), 使管道得不到有效的陰極保護(hù)，即電流屏蔽。目前, 國(guó)內(nèi)采用“管中管”進(jìn)行防腐保溫的長(zhǎng)輸管道都不同程度的發(fā)生了腐蝕，某些套管內(nèi)的輸油管和固定墩內(nèi)的管道也存在較為嚴(yán)重

22、的腐蝕, 這種狀況除了與施工質(zhì)量控制不嚴(yán)有關(guān)外, 陰極保護(hù)電流的屏蔽也是一個(gè)重要原因。金屬結(jié)構(gòu)對(duì)管道的屏蔽1、管道穿越公路、鐵路以及河流時(shí)套管的屏蔽在管道穿越公路、鐵路以及河流時(shí), 經(jīng)常需要將輸油管放在金屬套管中，以對(duì)管道進(jìn)行附加保護(hù), 并認(rèn)為 ,套管與輸送管充分絕緣，但采用套管時(shí)將有以下情況發(fā)生：(1)輸送管與套管完全絕緣, 套管與輸送管的環(huán)型空間內(nèi)沒(méi)有電解液存在，在這種情況下陰極保護(hù)電流被完全屏蔽, 但輸送管僅受大氣腐蝕。(2)輸送管與套管之間沒(méi)有電氣連接, 但套管內(nèi)有電解液或泥土, 此時(shí)陰極保護(hù)電流從土壤中經(jīng)過(guò)套管到達(dá)輸送管, 在這種情況下輸送管以及套管的外壁會(huì)得到陰極保護(hù), 而套管的內(nèi)

23、壁因?yàn)榕欧烹娏鞫涌旄g。(3)套管與輸送管短路, 一旦套管與輸送管發(fā)生短路, 陰極保護(hù)電流沿套管通過(guò)接觸點(diǎn)返回到輸送管, 此時(shí) , 如果套管與輸送管之間有電解液, 輸送管將發(fā)生嚴(yán)重腐蝕, 即使沒(méi)有電解液, 如果套管防腐層較差, 也會(huì)泄漏大量電流, 使套管附近的一段管道得不到充分保護(hù)。因此 , 在設(shè)計(jì)中應(yīng)該盡量避免采用套管, 而靠提高輸送管的壁厚來(lái)提高強(qiáng)度在必須使用套管的情況下, 應(yīng)采取必要的密封措施, 防止電解液進(jìn)入, 并保證套管與輸送管的絕緣。2、固定墩鋼筋的屏蔽當(dāng)固定墩內(nèi)的鋼筋與輸送管發(fā)生意外接觸時(shí), 其影響相當(dāng)于一個(gè)短路的套管，陰極保護(hù)電流通過(guò)鋼筋并通過(guò)接觸點(diǎn)返回管道。盡管鋼筋之間存在

24、間隙, 但密布的鋼筋仍能阻斷大部分陰極保護(hù)電流, 使固定敦內(nèi)的管道得不到充分保護(hù).因此 , 在設(shè)計(jì)中應(yīng)減小鋼筋與套管短路的可能性，在施工中也要經(jīng)常檢測(cè)鋼筋與輸送管的電阻。絕緣體對(duì)管道的屏蔽“管中管”防腐保溫結(jié)構(gòu)的屏蔽問(wèn)題。當(dāng)管道周圍有絕緣體存在, 而且絕緣體與管道間有電解液存在時(shí)，由于陰極保護(hù)電流無(wú)法通過(guò)絕緣體到達(dá)管道表面,管道得不到陰極保護(hù)。有人認(rèn)為 , 陰極保護(hù)電流可以通過(guò)絕緣體與管道之間的空隙到達(dá)管道表面, 事實(shí)是如果該空隙之間充滿電解液, 電阻率很小, 這種看法是正確的。通過(guò)對(duì)“管中管”的腐蝕情況進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn) , 如果防水層破壞, 水分進(jìn)入保溫層, 如果水分充足, 管道會(huì)得到陰極保護(hù),

25、 一般不會(huì)發(fā)生腐蝕，如長(zhǎng)期處于水下的管道。如果僅有少量的水分進(jìn)入管道, 則在漏點(diǎn)兩側(cè)（2-3 倍間隙的距離以外）一般會(huì)發(fā)生較嚴(yán)重的腐蝕。另外 , 如果管道附近有其他絕緣體或巖石存在, 也會(huì)影響電流的流動(dòng), 對(duì)管道的保護(hù)電流起到屏蔽作用。因此, 當(dāng)管道通過(guò)巖石地帶時(shí), 應(yīng)采取措施, 如：采用柔性陽(yáng)極或帶狀陽(yáng)極, 保證陰極保護(hù)電流順利的到達(dá)管道表面。二、陰極保護(hù)系統(tǒng)測(cè)試方法1、恒電位儀設(shè)備運(yùn)行狀況測(cè)試測(cè)試內(nèi)容：輸出電壓、輸出電流、給定電位、長(zhǎng)效參比電極狀態(tài)。測(cè)試儀器：數(shù)字萬(wàn)用表（2塊）、標(biāo)準(zhǔn)Cu/CuSO電極（2支）、電工工具（1套）測(cè)試方法：（ 1）檢查陰極保護(hù)恒電位儀設(shè)備的型號(hào)、制造廠商、出廠

26、日期、規(guī)格等。（ 2）記錄恒電位儀電壓表和電流表的數(shù)值，計(jì)算出設(shè)備的輸出功率。（ 3）在參比電極和陰極匯流點(diǎn)引線間連接數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量管地電位（給定 電位）判斷長(zhǎng)效參比電極狀態(tài)。2、陰極保護(hù)站強(qiáng)制電流陰極保護(hù)輔助陽(yáng)極地床測(cè)試測(cè)試內(nèi)容：陽(yáng)極地床接地電阻測(cè)試儀器：ZC-8接地電阻儀（四端） 卷尺（50米）金屬電極（2支）銅 芯塑料軟線1 x 1.5mm測(cè)試方法：（ 1）測(cè)試接線示意圖見圖1。在土壤電阻率較均勻的地區(qū)，d2 取2L， d1取L;在土壤電阻率不均勻的地區(qū)，d2取3L, di取1.7 L。在測(cè)試過(guò)程中，電 位極沿輔助陽(yáng)極與電流極的連線移動(dòng)三次，每次移動(dòng)的距離為d2的5%£右，若三

27、次測(cè)試值接近。取其平均值作為輔助陽(yáng)極接地電阻值； 若測(cè)試值不接近，將電 位極往電流極方向移動(dòng)，直至測(cè)試值接近為止。（2）按圖1布好電極后，轉(zhuǎn)動(dòng)接地電阻測(cè)試儀的手柄，使手搖發(fā)電機(jī)達(dá)到 額定轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)平衡旋鈕，直至電表指針停在黑線上，此時(shí)黑線指示的度盤值乘 以倍率即為接地電阻值。3、絕緣接頭的絕緣性能測(cè)試測(cè)試內(nèi)容：絕緣接頭（接頭）絕緣性能測(cè)試儀器：電壓表（高阻抗）、標(biāo)準(zhǔn)Cu/CuSO電極（1支）、電工工具測(cè)試方法：已安裝到管道上的絕緣接頭（接頭），可用電位法判斷其絕緣性 能。如圖2所示，在被保護(hù)管道通電之前，用數(shù)字萬(wàn)用表V測(cè)試絕緣接頭（接頭） 非保護(hù)側(cè)a的管地電位Vai；調(diào)節(jié)陰極保護(hù)電源，使側(cè) b

28、點(diǎn)的管地電位Vb達(dá)到 -0.85-1.50之間，再測(cè)試a點(diǎn)的管地電位Va2。若Vai和Va2基本相等，則認(rèn) 為絕緣接頭（接頭）的絕緣性能良好；若I Va2| > | Va1 |且Va2接近Vb值，則 認(rèn)為絕緣接頭（接頭）的絕緣性能可疑。若輔助陽(yáng)極距絕緣接頭（接頭）足夠遠(yuǎn)， 且判明與非保護(hù)側(cè)相連接的管道沒(méi)同保護(hù)側(cè)的管線接近或交叉，則可判定為絕緣接頭（接頭）的絕緣性能很差（嚴(yán)重漏電或短路）。陽(yáng)極地床圖2電位法測(cè)試接線示意圖4、管地電位測(cè)試測(cè)試內(nèi)容：管道保護(hù)電位、自然電位測(cè)試儀器：數(shù)字萬(wàn)用表、標(biāo)準(zhǔn) Cu/CuSO電極（1支）、銅芯絕緣軟線（截面積 1.0mm）、電工工具（1套）、測(cè)量用鱷魚夾（2支）測(cè)試方法：地表參比法地表，按圖7進(jìn)行接線測(cè)試，將參比電極放在管道頂 部上方1m范圍的地表潮濕土壤上，應(yīng)保證參比電極與土壤電接觸良好。圖7地表參比法測(cè)試接線示意圖（1）自然電