管道陰極保護(hù)基本知識(shí)

10管道陰極保護(hù)根本學(xué)問內(nèi)容提要：陰極保護(hù)系統(tǒng)治理學(xué)問陰極保護(hù)系統(tǒng)測試方法恒電位儀的根本操作一、陰保護(hù)系統(tǒng)治理學(xué)問〔一〕陰極保護(hù)的原理的電解質(zhì)發(fā)生反響、從原子變成離子的過程稱為腐蝕。每種金屬浸在肯定的介質(zhì)中都有肯定的電位,〔自然電位，腐蝕電位可表示金屬失去電子的相對難易。腐蝕電位愈負(fù)愈簡潔失去電子,我們稱失去電子的部位為陽極區(qū)，得到電子的部位為陰極區(qū)。陽極區(qū)由于〔如鐵原子失去電子而變成鐵離子溶入土壤電子受到保護(hù)。保護(hù)。1、犧牲陽極法〔即犧牲陽極相連，使被保護(hù)體極化以降低腐蝕速率的方法。故此稱之為“犧牲”陽極，從而實(shí)現(xiàn)了對陰極的被保護(hù)金屬體的防護(hù)，如圖1—3。-1.75V；高鈍鋅，其電位為-1.1V；工業(yè)純鋁，其電位為-0.8V〔相對于飽和硫酸銅參比電極。2、強(qiáng)制電流法〔外加電流法〕1-4示。1-4恒電位方式示意圖因此，關(guān)心陽極本身存在消耗。面積大的長距離、大口徑管道。筑物干擾影響小，適用于短距離、小口徑、分散的管道?！捕惩饧与娏麝帢O保護(hù)系統(tǒng)的組成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、陽極地床：由假設(shè)干支關(guān)心陽極〔高硅鑄鐵〕組成，通過關(guān)心陽極把保護(hù)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)電解患病腐蝕，或是四周電解質(zhì)被氧化。陰保站的電能60式、場所的選擇,對減小電阻節(jié)約電能是至關(guān)重要的。珠三角管道的陽極地床關(guān)心3Ω〔設(shè)計(jì)要求〕，陽極地床與503、參比電極：為了對各種金屬的電極電位進(jìn)展比較，必需有一個(gè)公共的參參比電極、鋅電極等。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。550×100mm果。6、測試樁：為了檢測維護(hù)管道的陰極保護(hù)系統(tǒng)，在管道沿線設(shè)置電流及電5測試樁每個(gè)套管處設(shè)置一個(gè)；絕緣接頭電位測試樁每一絕緣處設(shè)一個(gè)?！踩酬帢O保護(hù)的根本參數(shù)最小保護(hù)電流密度電流密度。小。最小保護(hù)電位值，稱之為最小保護(hù)電位。保護(hù)的重要參數(shù)。試驗(yàn)測定在土壤中的最小保護(hù)電位為－0.85V〔相對飽和硫酸銅參比電極。最大保護(hù)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)電位值的大小通過試驗(yàn)確定。一般?。?.5〔CSE。將使被保護(hù)管道的防腐絕緣層與管道金屬外表的粘接力受到破壞，產(chǎn)生陰極剝形成能量鋪張?！菜摹酬帢O保護(hù)投入前的預(yù)備和驗(yàn)收1、陰極保護(hù)投入前對被保護(hù)管道的檢查管道對地絕緣的檢查：從陰極保護(hù)的原理介紹,已得知沒有絕緣就沒有保護(hù)項(xiàng)絕緣措施正確無誤。應(yīng)檢查管道的絕緣接頭的絕緣性能是否正常；管道沿線用埋地檢漏儀檢測，修補(bǔ)后回填。2、對陰極保護(hù)施工質(zhì)量的驗(yàn)收的要求，各種接地設(shè)施是否完成，并符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。對陰極保護(hù)的站外設(shè)施的選材、施工是否與設(shè)計(jì)全都。對通電點(diǎn)、測接正極，管道匯流點(diǎn)接負(fù)極，嚴(yán)禁電極接反。圖紙、設(shè)計(jì)資料齊全完備?！参濉酬帢O保護(hù)投入運(yùn)行的調(diào)試1、組織人員測定全線管道自然電位、土壤電阻率、陽極地床接地電阻，同2、陰極保護(hù)站投入運(yùn)行依據(jù)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)定值，連續(xù)給管道送電使其完全極化(24小時(shí)以上)。再重復(fù)第一次測試全線陰極保護(hù)電位指標(biāo)為止。3、保護(hù)電位的掌握各站通電點(diǎn)電位的掌握數(shù)值,應(yīng)能保證相鄰兩站間的管段保護(hù)電位到達(dá)-0.85伏，同時(shí)各站通電點(diǎn)最負(fù)電位不允許超過規(guī)定數(shù)值。調(diào)整通電點(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)管道全線到達(dá)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?！擦酬帢O保護(hù)站的日常維護(hù)治理1、恒電位儀的巡檢和維護(hù)。1)9：0021：00電流、保護(hù)電位數(shù)值,與前次記錄(或值班記錄)比照是否有變化，假設(shè)不一樣應(yīng)查找緣由，實(shí)行相應(yīng)措施使管道全線到達(dá)陰極保護(hù)。2〕1日對恒電位儀進(jìn)展切換使用。改用備用的儀器時(shí)，應(yīng)即時(shí)進(jìn)展一次觀測和修理，覺察儀器故障應(yīng)準(zhǔn)時(shí)檢修，保證供電。維護(hù)內(nèi)容：緣由再更換。好，接頭是否結(jié)實(shí)。10歐姆，在雷雨季節(jié)要留意防雷。搞好站內(nèi)設(shè)備的清潔衛(wèi)生，留意保持室內(nèi)枯燥，通電良好，防止儀器過熱。2、參比電極的維護(hù)。的輸出數(shù)值，覺察特別可檢查參比電極井是否枯槁，影響儀器正常工作。3、陽極地床的維護(hù)。道所需保護(hù)電流時(shí)，應(yīng)當(dāng)更換陽極地床或進(jìn)展修理，以減小接地電阻。4、測試樁的維護(hù)。100千歐，用萬用表測量，假設(shè)小于此值應(yīng)檢查接線柱與外套鋼管有無接地，假設(shè)有則需更換或修理。測試樁應(yīng)每年定期刷漆和編號。傳教育工作。5、絕緣接頭的維護(hù)。作鑒別。如有漏電狀況應(yīng)實(shí)行相應(yīng)措施。6、陰極保護(hù)系統(tǒng)的治理目標(biāo)〔主要掌握指標(biāo)〕100％；管道總長－未達(dá)有效陰極保護(hù)管道長保護(hù)率=─────────────────×100％管道總長運(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=──────────────×100％全年小時(shí)數(shù)85％；G1/S1－G2/S2保護(hù)度=─────────×100％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)檢查片的暴露面積，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)檢查片的暴露面積，cm2；0.5%時(shí)為－0.95V或更負(fù)〔IR降的影響?！财摺酬帢O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，或犧牲陽極保護(hù)投產(chǎn)一段時(shí)間后，消滅了在規(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，或者在犧牲陽極接地故障使得被保護(hù)管道的陰極保護(hù)電流流入非保護(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)電源的過負(fù)荷和陰極保護(hù)引起的干擾。推斷陽極地床連接電纜斷路時(shí)可承受：測輸出電流,將恒電位儀開啟，在恒電位儀陽極輸出端串上一電流表，假設(shè)電流為零，則說明有斷路現(xiàn)象。將恒電位儀機(jī)后陽極輸出線斷開，接入臨時(shí)地床或其它接地裝置，假設(shè)有應(yīng)設(shè)置接線用水泥井或標(biāo)志。2、造成管道漏電的緣由施工不當(dāng)，穿插管道間距不合標(biāo)準(zhǔn)，即當(dāng)兩條管道一條為陰極保護(hù)的管道，另一條為未保護(hù)的管道穿插時(shí)，施工要求應(yīng)保持管道間的垂直凈距不小于述規(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)。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)間后絕緣零件不再具有絕緣性能。從上述緣由看,漏電點(diǎn)只可能發(fā)生在保護(hù)管道與非保護(hù)管道的穿插點(diǎn)，或保護(hù),點(diǎn)。3、漏電點(diǎn)的查找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送到被測管道上,假設(shè)管道防腐絕緣層良好,流入管道的兩個(gè)參比電極在管道正上方探測行走時(shí),，是目前國際上公認(rèn)的檢漏方法(DCVG)?？衫脺y定管內(nèi)電流大小的方法查找漏電點(diǎn)。在無分支的陰極保護(hù)管道,,IR壓降法或者補(bǔ)償法(詳見有關(guān)說明)測定管內(nèi)電流，再通過比較各點(diǎn)電流的大小來確定漏電點(diǎn)的電位。,則可通過在絕緣接頭兩側(cè)管段上,分別測量管地電位，假設(shè)保護(hù)側(cè)為保護(hù)電位，非保護(hù)的對地電位,頭漏電。測定流過絕緣接頭的電流,端一側(cè)，能測出電流則法蘭漏電；假設(shè)測不出電流絕緣接頭不漏電。近間距電位測量法CIPS1—2米測量一次管地電位,可以準(zhǔn)確的檢測出沒有得到保護(hù)的管段。4、陽極接地故障陰極保護(hù)另一常見故障是由陽極接地引起的。陽極接地電阻與陽極地床的設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量親熱相關(guān)?！皟鐾痢皶?huì)使陽極地床電阻增加幾倍至十幾倍,“氣阻“也會(huì)使陽極地床電阻增加。當(dāng)陽極使用一段時(shí)間后,也會(huì)由于腐蝕嚴(yán)峻,外表溶解,而保護(hù)電流下處的腐蝕與斷路，使陰極保護(hù)電流斷路而無法輸入給管道?！舶恕酬帢O保護(hù)中的幾個(gè)屏蔽問題當(dāng)管道四周有絕緣層或金屬構(gòu)造存在時(shí),會(huì)影響陰極保護(hù)電流的流淌,使電流的屏蔽也是一個(gè)重要緣由。金屬構(gòu)造對管道的屏蔽1、管道穿越大路、鐵路以及河流時(shí)套管的屏蔽在管道穿越大路、鐵路以及河流時(shí),常常需要將輸油管放在金屬套管中，以對管道進(jìn)展附加保護(hù),并認(rèn)為,發(fā)生：輸送管與套管完全絕緣,套管與輸送管的環(huán)型空間內(nèi)沒有電解液存在，在這種狀況下陰極保護(hù)電流被完全屏蔽,但輸送管僅受大氣腐蝕。,,此時(shí)陰極,在這種狀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)壁由于排放電流而加快腐蝕。套管與輸送管短路,,陰極保護(hù)電流沿套管通過接觸點(diǎn)返回到輸送管,此時(shí),假設(shè)套管與輸送管之間有電解液,輸送管將發(fā)生嚴(yán)峻腐蝕,即使沒有電解液,假設(shè)套管防腐層較差,也會(huì)泄漏大量電流,使套管四周的一段管道得不到充分保護(hù)。因此,在設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)盡量避開承受套管,而靠提高輸送管的壁厚來提高強(qiáng)度.在必需使用套管的狀況下,應(yīng)實(shí)行必要的密封措施,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)電流通過鋼筋并通過接觸點(diǎn)返回管道。盡管鋼筋之間存在間隙,但,.因此,在設(shè)計(jì)中應(yīng)減小鋼筋與套管短路的可能性，在施工中也要常常檢測鋼筋與輸送管的電阻。絕緣體對管道的屏蔽,而且絕緣,,陰極保護(hù)電流可以通過絕緣體與管道之間的空隙到達(dá)管道外表,事實(shí)是假設(shè)該空隙之間布滿電解液,電阻率很小,這種看法是正確的。通過對“管中管”的腐蝕狀況進(jìn)展調(diào)查覺察,假設(shè)防水層破壞,水分進(jìn)入保溫層,假設(shè)水分充分,管道會(huì)得到陰極保護(hù),一般不會(huì)發(fā)生腐蝕，如長期處于水下的管道。假設(shè)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)峻的腐蝕。另外,假設(shè)管道四周有其他絕緣體或巖石存在,也會(huì)影響電流的流淌,對管道的保護(hù)電流起到屏蔽作用。因此,當(dāng)管道通過巖石地帶時(shí),應(yīng)實(shí)行措施,如：承受柔性陽極或帶狀陽極,保證陰極保護(hù)電流順當(dāng)?shù)牡竭_(dá)管道外表。二、陰極保護(hù)系統(tǒng)測試方法1、恒電位儀設(shè)備運(yùn)行狀況測試測試內(nèi)容：輸出電壓、輸出電流、給定電位、長效參比電極狀態(tài)。測試儀器：數(shù)字萬用表〔2Cu/CuSO〔2、電工工具〔14套〕測試方法：檢查陰極保護(hù)恒電位儀設(shè)備的型號、制造廠商、出廠日期、規(guī)格等。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。〔給定電位〕推斷長效參比電極狀態(tài)。2、陰極保護(hù)站強(qiáng)制電流陰極保護(hù)關(guān)心陽極地床測試測試內(nèi)容：陽極地床接地電阻1×1.5mm測試方法：測試接線示意圖見圖1。在土壤電阻率較均勻的地區(qū)，d2取2L，d1L；在土壤電阻率不均勻的地區(qū)，d23L，d11.7L。在測試過程中，電位極沿關(guān)心陽極與電流極的連線移動(dòng)三次，每次移動(dòng)的距離為d25%左右，假設(shè)位極往電流極方向移動(dòng)，直至測試值接近為止。LZC-8陽極地床電位極電流極d1d2LZC-8陽極地床電位極電流極d1d2圖1關(guān)心陽極接地電阻測試接線示意圖3、絕緣接頭的絕緣性能測試測試內(nèi)容：絕緣接頭〔接頭〕絕緣性能

電極〔1支、電工工具4測試方法：已安裝到管道上的絕緣接頭〔接頭，可用電位法推斷其絕緣性V〔接頭〕非保護(hù)側(cè)a的管地電位Va1；調(diào)整陰極保護(hù)電源，使側(cè)b點(diǎn)的管地電位Vb到達(dá)-0.85~-1.50aVa2Va1Va2〔接頭〔接頭足夠遠(yuǎn)，接頭〔接頭〕的絕緣性能很差〔嚴(yán)峻漏電或短路。陽極地床陽極地床E絕緣接頭管道abCSEV22電位法測試接線示意圖4、管地電位測試測試內(nèi)容：管道保護(hù)電位、自然電位測試儀器：數(shù)字萬用表、標(biāo)準(zhǔn)Cu/CuSO4

電極〔1支、銅芯絕緣軟線(截面積mm2)、電工工具〔1、測量用鍔魚夾〔2〕71mVVCSE管道圖圖7地表參比法測試接線示意圖測試樁電位的方法。其電位一般為-0.4V~-0.6V。試樁電位的方法。其電位應(yīng)在-0.85V~-1.5V。間歇供電管道電位測試：在陰極保護(hù)設(shè)備向管道供電12秒、停3秒的狀況下，在停3秒期間，用硫酸銅參比電極測沿線測試樁電位的方法。其斷點(diǎn)電位應(yīng)在-0.85V~-1.15V。5、管道沿線管內(nèi)電流測試測試內(nèi)容：管內(nèi)電流、測量用鍔魚夾〔2〕測試方法：a、bLab，1%3ab兩點(diǎn)間的電壓降。在干擾區(qū)內(nèi)測試宜承受數(shù)字萬用表。②abV.π〔D-δ〕δabI=ρLab式中I-ab〔A〕；V-ab〔V〕abD-管道外徑〔mm〕δ-管道壁厚〔mm〕ρ-管材電阻率〔Ω.mm2/m〕，0.166.L-ab〔m〕。ab測試樁+測試樁+-地面UJ-33aa管道bL3電壓降法測試接線示意圖6、雜散電流干擾測試溝通干擾測試內(nèi)容：管道溝通干擾電壓〔1〕銅芯1.0mm2)、電工工具〔1、測量用鍔魚夾〔2〕測試方法：按圖5進(jìn)展接線測試。電容V電容V測試樁金屬電極管道>10m5管道溝通干擾電壓測試接線示意圖直流干擾測試