陰極保護(hù)及雜散電流調(diào)研材料

陰極保護(hù)及雜散電流調(diào)研材料Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuseForpersonaluseonlyinstudyandresearch;not

forcommercialuse2014年5月8日目錄第一章陰極保護(hù)技術(shù)最新研究進(jìn)展 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽1、陰極保護(hù)數(shù)值模擬 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。1.1地下管線陰極保護(hù)系統(tǒng)數(shù)值模擬概況 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。1.2儲(chǔ)罐外底部陰極保護(hù)系統(tǒng)數(shù)值模擬概況 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3、新型陽(yáng)極 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.1新型犧牲陽(yáng)極 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.2輔助陽(yáng)極 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。參考文獻(xiàn) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。第二章雜散電流排流研究進(jìn)展 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽1、雜散電流研究背景 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2、雜散電流國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3、雜散電流的防護(hù) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4、雜散電流的排流防護(hù) 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4.1排流方法 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4.2排流器的選擇 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。參考文獻(xiàn)第一章陰極保護(hù)技術(shù)最新研究進(jìn)展對(duì)長(zhǎng)輸管道工藝站場(chǎng)的埋地管道和油庫(kù)地上大型儲(chǔ)罐罐底板實(shí)施區(qū)域性陰極保護(hù)是站場(chǎng)綜合保護(hù)的發(fā)展趨勢(shì)，目前采用外加電流陰極保護(hù)技術(shù)為主，可以采用多種輔助陽(yáng)極的埋設(shè)方式。長(zhǎng)距離油氣管道外壁防腐通常采用涂敷涂層配合陰極保護(hù)技術(shù)，目前應(yīng)用廣泛的陰極保護(hù)方法是采取外加電流與犧牲陽(yáng)極聯(lián)合保護(hù)的方法。目前，陰極保護(hù)的最新研究進(jìn)展和未來(lái)發(fā)展方向大致有以下幾個(gè)方面：（1）實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、建立保護(hù)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，優(yōu)化保護(hù)參數(shù)并對(duì)陰極保護(hù)的效果作出科學(xué)預(yù)測(cè)與評(píng)估；（2）建立陰極保護(hù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與控制；（3）開(kāi)發(fā)研制對(duì)環(huán)境污染小、穩(wěn)定性好、壽命長(zhǎng)、高性能輔助陽(yáng)極材料。1、陰極保護(hù)數(shù)值模擬在進(jìn)行埋地管線及地面儲(chǔ)罐復(fù)雜腐蝕控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用時(shí)，采用傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法難以獲得陰極保護(hù)系統(tǒng)的最佳方案，近年來(lái)通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬計(jì)算，可以提供例如電位、電流密度的分布規(guī)律和電能消耗等應(yīng)用中需要的設(shè)計(jì)參數(shù)，預(yù)測(cè)涂層性質(zhì)的變化和雜散電流的干擾作用等各種因素對(duì)陰極保護(hù)系統(tǒng)的影響，可以用來(lái)優(yōu)化陰極保護(hù)系統(tǒng)的電極位置，實(shí)現(xiàn)全壽命期內(nèi)可控制和有預(yù)見(jiàn)性的復(fù)合腐蝕防護(hù)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。可以說(shuō)陰極保護(hù)已經(jīng)進(jìn)入了數(shù)值仿真時(shí)代。1.1地下管線陰極保護(hù)系統(tǒng)數(shù)值模擬概況為了保護(hù)管線外部涂層不充分和涂層破損的部分，通常采用涂層與陰極保護(hù)系統(tǒng)聯(lián)合方式進(jìn)行地下管線外部的腐蝕防護(hù)。傳統(tǒng)的陽(yáng)極阻抗公式忽略了電位和電流在管線上的分布，不能夠充分模擬管線涂層出現(xiàn)缺陷時(shí)的狀況。國(guó)內(nèi)外在對(duì)陰極保護(hù)電位分布的數(shù)值模擬研究中，大多數(shù)采用拉普拉斯方程作為電位分布的描述方程。而對(duì)描述方程的求解方法主要為有限元法和邊界元法。國(guó)外通常將有限元法和邊界元法結(jié)合用于長(zhǎng)輸管道陰極保護(hù)系統(tǒng)模擬優(yōu)化。AlijaMuhdreovli使用有限元法和邊界元法聯(lián)用的方法，計(jì)算了在使用犧牲陽(yáng)極進(jìn)行陰極保護(hù)的管道表面的保護(hù)電位和陰極保護(hù)電流密度分布，探討了土壤電阻率和陽(yáng)極至管道距離等因素對(duì)保護(hù)電位的影響，結(jié)果表明該方法可以用于所有條件下陰極保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。LeslieBort[2等利用BEM技術(shù)分別對(duì)新建管道陰極保護(hù)系統(tǒng)前期設(shè)計(jì)以及在役管道陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化進(jìn)行了模擬計(jì)算。結(jié)果表明在設(shè)計(jì)案例中，由于數(shù)值仿真技術(shù)的應(yīng)用，該管道的陰極保護(hù)設(shè)計(jì)費(fèi)用節(jié)省了25萬(wàn)歐元。英國(guó)ComputationalMechanicsBEAS研發(fā)的BEASY腐蝕控制數(shù)值模擬軟件在船舶、近海平臺(tái)、油井方面已有廣泛的應(yīng)用，通過(guò)確定土壤環(huán)境下的涂層和管道等相關(guān)因素的邊界條件，能夠成功地將其應(yīng)用到長(zhǎng)輸管道陰極保護(hù)的數(shù)值模擬上。比利時(shí)Elsyca公司開(kāi)發(fā)了ElsycaCPMaste]等系列商業(yè)化軟件，可以高效分析優(yōu)化長(zhǎng)輸管線和區(qū)域站場(chǎng)內(nèi)強(qiáng)制電流和犧牲陽(yáng)極組合設(shè)計(jì)方案，在處理復(fù)雜管網(wǎng)區(qū)域陰極保護(hù)方面具有國(guó)際領(lǐng)先地位。國(guó)內(nèi)，李自力等[3建立了長(zhǎng)輸管線陰極保護(hù)電位分布的簡(jiǎn)單物理模型，并采用邊界元算法的管單元法推導(dǎo)出電位分布的簡(jiǎn)單數(shù)學(xué)模型，以實(shí)測(cè)陰極極化曲線作為邊界條件，采用Matlab工具編程，計(jì)算出長(zhǎng)輸管線陰極保護(hù)的電位分布，與試驗(yàn)設(shè)計(jì)測(cè)試的管線電位相比誤差較小。張豐等[4采用邊界元數(shù)值模擬軟件BEASYCP對(duì)管道干線的陰極保護(hù)進(jìn)行模擬計(jì)算，研究了均壓線跨接對(duì)并行管道陰極保護(hù)的影響。1.2儲(chǔ)罐外底部陰極保護(hù)系統(tǒng)數(shù)值模擬概況國(guó)外，AdeyRobert等⑸通過(guò)采用基于邊界元技術(shù)的數(shù)值模擬軟件（BEASY）開(kāi)展對(duì)大型地面相鄰原油儲(chǔ)罐罐底外表面陰極保護(hù)系統(tǒng)的研究，結(jié)果表明這種軟件可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化計(jì)算儲(chǔ)罐的陽(yáng)極位置，使得陰極保護(hù)效果達(dá)到最佳，保護(hù)對(duì)象表面電位分布均勻，并有效降低陽(yáng)極的輸出電流，可有效解決常規(guī)經(jīng)驗(yàn)陰極保護(hù)設(shè)計(jì)方法無(wú)法實(shí)現(xiàn)的最優(yōu)設(shè)計(jì)難題。國(guó)內(nèi)，杜艷霞等［6］基于活化極化和濃差極化混合控制建立了大型儲(chǔ)罐的陰極保護(hù)電位計(jì)算模型，推導(dǎo)了陰極邊界條件公式。利用FLUENT軟件較好的模擬了目前國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)罐陰極保護(hù)普遍采用的5種陽(yáng)極埋設(shè)方式下罐底的陰極保護(hù)電位分布和相關(guān)參數(shù)的影響。邊界元數(shù)值模擬軟件BEASYCP在研究陰極保護(hù)影響因素干擾趨勢(shì)和規(guī)律方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，張豐等［7］利用該軟件對(duì)站場(chǎng)儲(chǔ)罐區(qū)陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值模擬，所得結(jié)果具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。隨著計(jì)算機(jī)的普及和廣泛應(yīng)用，利用數(shù)值方法求解陰極保護(hù)體系的電位和電流分布問(wèn)題已成為最近十多年陰極保護(hù)領(lǐng)域中的熱門(mén)課題，并在地下長(zhǎng)輸管道、近海石油平臺(tái)等場(chǎng)合得到了較好的應(yīng)用，節(jié)省了大量的人力、物力，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化設(shè)計(jì)。2、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)管道陰極保護(hù)檢測(cè)是管道防腐工作的重要內(nèi)容，目前國(guó)內(nèi)多依靠萬(wàn)用表人工檢測(cè)。現(xiàn)行的人工檢測(cè)方法具有耗時(shí)長(zhǎng)、成本高、不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、危險(xiǎn)性高等缺點(diǎn)，難以滿足管道陰極保護(hù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的需要。目前，利用現(xiàn)代通信技術(shù)，國(guó)內(nèi)外正在開(kāi)展在線管道陰極保護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究。國(guó)外，美國(guó)天然氣研究所（GTI）正在研制的用于檢測(cè)天然氣管線保護(hù)狀態(tài)的系統(tǒng)-陰極保護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用無(wú)線方式測(cè)量管線的保護(hù)電位和陽(yáng)極輸入電流密度等保護(hù)參數(shù)，通過(guò)手持設(shè)備發(fā)出信號(hào)，埋在土壤中的應(yīng)答器接收信號(hào)后返回信號(hào)。這些信號(hào)包括陽(yáng)極位置信號(hào)和陰極保護(hù)參數(shù)（管道電位及陽(yáng)極輸出電流）。系統(tǒng)采用銅/硫酸銅參比電極（使用壽命30a）和鋰電池（使用壽命15a）。美國(guó)INCON公司的TS-CPM陰極保護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要針對(duì)外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，用于監(jiān)測(cè)陰極保護(hù)站內(nèi)恒電位儀的工作狀態(tài)。系統(tǒng)測(cè)量的參數(shù)包括恒電位的輸出電壓和電流，通過(guò)專(zhuān)用軟件遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)陰極保護(hù)站內(nèi)的設(shè)備運(yùn)行情況。國(guó)內(nèi)，川氣東送管道全線采用以強(qiáng)制電流保護(hù)為主、犧牲陽(yáng)極保護(hù)為輔的聯(lián)合保護(hù)方案。陰極保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)服務(wù)器端開(kāi)放數(shù)據(jù)庫(kù)接口實(shí)現(xiàn)與SCADA系統(tǒng)的對(duì)接，它以地理信息系統(tǒng)（GIS）為管理平臺(tái)，以SQL-SERVER數(shù)據(jù)庫(kù)作為系統(tǒng)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)后臺(tái)服務(wù)程序完成GIS空間數(shù)據(jù)與遙測(cè)遙控關(guān)系數(shù)據(jù)的整合，實(shí)現(xiàn)基于GIS/GPRS的陰極保護(hù)在線監(jiān)控［8］。宮文杰等［9］針對(duì)人工巡檢長(zhǎng)輸管道陰極保護(hù)的不足，設(shè)計(jì)了一種長(zhǎng)輸管道陰極保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)分為硬件部分和軟件部分。硬件部分基于DSP和GPRS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)管道陰極保護(hù)電位的在線測(cè)量和信息的傳輸。軟件部分基于VC++,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收、保存和計(jì)算機(jī)輔助分析?，F(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)表明：研制的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性好、可靠性高。西氣東輸二線管道使用了陰極保護(hù)在線檢測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，可以通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控方式隨時(shí)監(jiān)視并調(diào)整恒電位儀的工作狀態(tài)，3年多的運(yùn)行實(shí)踐表明，該系統(tǒng)有效地實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)輸管道陰極保護(hù)的統(tǒng)一集中管理，提高了陰極保護(hù)管理的科學(xué)性、準(zhǔn)確性和及時(shí)性［10］。川西埋地輸氣管道采用基于WebGIS的陰極保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)GPRS無(wú)線通訊方式將采集到的陰極保護(hù)電位定時(shí)傳送到監(jiān)測(cè)中心，既提高了測(cè)量精度又提高時(shí)效及資源共享程度，為管道維護(hù)提供了實(shí)時(shí)決策依據(jù)［11］。對(duì)于站場(chǎng)區(qū)域性陰極保護(hù)，勝利油田采用研華ADAM-4017陰極保護(hù)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集模塊，多個(gè)數(shù)據(jù)采集模塊連接在RS一485總線上，監(jiān)控主機(jī)采用輪詢的方式與數(shù)據(jù)總線上的模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，實(shí)現(xiàn)了區(qū)域陰極保護(hù)系統(tǒng)多個(gè)陰極保護(hù)電位的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)［12］。開(kāi)發(fā)于2004年的原油儲(chǔ)罐防腐蝕在線遙控遙測(cè)及壽命預(yù)測(cè)裝置［13］，其儲(chǔ)罐內(nèi)壁保護(hù)為防腐蝕涂層加高活化鋁犧牲陽(yáng)極保護(hù)，安裝在罐底內(nèi)壁鋁合金犧牲陽(yáng)極處，設(shè)有參比電極探頭。參比管絕緣管設(shè)有可伸縮測(cè)量電極，可彌補(bǔ)現(xiàn)有保護(hù)陽(yáng)極使用中的缺陷，可以實(shí)時(shí)在線遠(yuǎn)程測(cè)量?jī)?chǔ)罐主要部位的腐蝕防護(hù)電位及用陰極保護(hù)站設(shè)備進(jìn)行電氣參數(shù)測(cè)量，并能根據(jù)腐蝕防護(hù)數(shù)據(jù)處理結(jié)果，實(shí)行遠(yuǎn)程遙控調(diào)整設(shè)備運(yùn)行參數(shù)，也使陰極達(dá)到充分保護(hù)。3、新型陽(yáng)極3.1新型犧牲陽(yáng)極犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)方法，適用于土壤電阻率較低、直徑較小的儲(chǔ)罐以及個(gè)別較小的改造站場(chǎng)或者埋地管道較少的站場(chǎng)。犧牲陽(yáng)極由早期的純金屬發(fā)展到今天的合金陽(yáng)極，犧牲陽(yáng)極的電化學(xué)性能取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。未來(lái)的犧牲陽(yáng)極將進(jìn)一步向新型合金化發(fā)展，新型的廣譜的合金陽(yáng)極，既有高的電流效率，又能適用于普遍的環(huán)境，克服目前Mg合金陽(yáng)極的電流效率低，Zn合金陽(yáng)極只適用于低電阻的環(huán)境的缺點(diǎn)，以滿足市場(chǎng)的需要，進(jìn)一步的發(fā)展，犧牲陽(yáng)極實(shí)現(xiàn)智能轉(zhuǎn)化。智能化的陽(yáng)極可以根據(jù)被保護(hù)體對(duì)電流的需求的變化，實(shí)現(xiàn)自我調(diào)節(jié)，當(dāng)今出現(xiàn)的新型復(fù)合陽(yáng)極，已經(jīng)有了一定的自我調(diào)節(jié)性能，這種陽(yáng)極的出現(xiàn)，代表了未來(lái)犧牲陽(yáng)極發(fā)展的趨勢(shì)。3.2輔助陽(yáng)極外加電流陰極保護(hù)技術(shù)已廣泛應(yīng)用于地下儲(chǔ)罐、鋼筋混凝土、船舶、橋梁、化工設(shè)備等許多結(jié)構(gòu)的防腐。其中輔助陽(yáng)極是外加電流保護(hù)技術(shù)的核心部件，在我國(guó)目前應(yīng)用最廣泛的輔助陽(yáng)極材料主要是高硅鑄鐵，近年來(lái)開(kāi)始采用導(dǎo)電聚合物柔性陽(yáng)極，但混合金屬氧化物陽(yáng)極還很少應(yīng)用。由于聚合物柔性陽(yáng)極和混合金屬氧化物陽(yáng)極具有許多其它陽(yáng)極無(wú)可比擬的特性，因此它們將會(huì)成為外加電流陰極保護(hù)輔助陽(yáng)極的發(fā)展與應(yīng)用方向。（1）柔性陽(yáng)極柔性陽(yáng)極特別適于裸管或涂層嚴(yán)重破壞的管道、受屏蔽的復(fù)雜管網(wǎng)區(qū)的保護(hù)以及高電阻率的土壤中，是目前復(fù)雜站場(chǎng)區(qū)域陰極保護(hù)尤其原油儲(chǔ)備庫(kù)埋地管線的最可靠的保護(hù)方式。胡士信等[14]在國(guó)內(nèi)首次在舊管道上采用柔性陽(yáng)極，從陽(yáng)極接地電阻和保護(hù)參數(shù)看，柔性陽(yáng)極性能優(yōu)良可靠，是已建舊管道陰極保護(hù)的理想方案之一。長(zhǎng)慶油田在2010年首次采用柔性陽(yáng)極對(duì)寧夏石油商業(yè)儲(chǔ)備庫(kù)8臺(tái)10萬(wàn)m3儲(chǔ)罐進(jìn)行陰極保護(hù)。新型的柔性陽(yáng)極陰極保護(hù)以其不產(chǎn)生污染物不占用場(chǎng)地保護(hù)效果好、電效率高、能耗小、工作壽命較長(zhǎng)展示了優(yōu)勢(shì)[15]。武漢愛(ài)勞高科技有限責(zé)任公司于2011年研發(fā)了用于金屬防腐的柔性陽(yáng)極電纜，解決了制作長(zhǎng)線柔性陽(yáng)極的導(dǎo)電防腐材料所要求的低電阻、高強(qiáng)度、柔性好、耐化學(xué)腐蝕、耐酸堿鹽性能的問(wèn)題［16］。劉嚴(yán)強(qiáng)等［17］研發(fā)的實(shí)用新型柔性陽(yáng)極，其主要特點(diǎn)是在柔性導(dǎo)體外部設(shè)置有化纖材料包裹層，可生產(chǎn)出具有不同橫縱向電阻比的柔性陽(yáng)極，增加柔性陽(yáng)極電流衰減率的可調(diào)性，解決現(xiàn)有柔性陽(yáng)極產(chǎn)品在需要較大排流密度和較長(zhǎng)保護(hù)距離的情況下不能滿足要求的問(wèn)題，提高柔性陽(yáng)極產(chǎn)品在埋地管道和儲(chǔ)罐陰極保護(hù)項(xiàng)目中的應(yīng)用范圍。（2）網(wǎng)狀混合金屬氧化物陽(yáng)極（MMO陽(yáng)極）混合金屬氧化物陽(yáng)極是采用熱分解方法在金屬基體上涂覆一層具有電催化活性的氧化物涂層的一種陽(yáng)極?；旌涎趸锿繉佑蒚r、Ta、Ru等多種金屬氧化物組成。這種活性涂層是作為一種電活性的催化劑，不直接參與電極反應(yīng)，使得混合金屬氧化物陽(yáng)極電化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異，電催化活性高，工作電壓低，消耗率低，使用壽命長(zhǎng)，并且可以反復(fù)使用。目前國(guó)際上已研發(fā)了第二代MMO新型陽(yáng)極，是由MMO陽(yáng)極線、焦碳回填料、纖維織物包覆套（填料袋）和耐磨編織網(wǎng)組成［18］。由于混合金屬氧化物陽(yáng)極具有其它陽(yáng)極所不具備的優(yōu)點(diǎn)，它已成為目前最為理想和最有前途的輔助陽(yáng)極材料。許立坤等［19］發(fā)明的由主陽(yáng)極電纜、管狀陽(yáng)極體和碳質(zhì)填料包所構(gòu)成的分布式金屬氧化物柔性陽(yáng)極，具有較大的排流量和工作電流密度，良好的電化學(xué)性能和長(zhǎng)的使用壽命，易于安裝，并能長(zhǎng)期可靠地工作。徐笑紆等［20］發(fā)明的柔性陽(yáng)極節(jié)點(diǎn)密封結(jié)構(gòu)，包括有內(nèi)部電纜和MMO絲，內(nèi)部電纜和MMO絲做指節(jié)式聯(lián)接，在節(jié)點(diǎn)上整體包覆有具有密封及耐腐蝕性能的聚合物，在聚合物外表面設(shè)有多個(gè)溝槽。該發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中的不足而提供一種密封好、耐腐蝕、改善彎曲受力、使彎曲更容易的MMO型柔性陽(yáng)極節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)。王廷勇等［21］研制了一種以Tr為主要活性組員的鈦基混合金屬氧化物陽(yáng)極，研究表明該陽(yáng)極在海水中具有優(yōu)異的電化學(xué)活性和穩(wěn)定性，其消耗速率低，屬于不溶性的陽(yáng)極材料。適合做大排流量的陽(yáng)極材料，可應(yīng)用于大型艦船及海上鋼結(jié)構(gòu)物的外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)中。此外，現(xiàn)代輔助陽(yáng)極的結(jié)構(gòu)發(fā)生了質(zhì)的變化。傳統(tǒng)的輔助陽(yáng)極都為棒形結(jié)構(gòu)，對(duì)于鋼筋混凝土陰極保護(hù)用輔助陽(yáng)極，到目前為止已經(jīng)開(kāi)發(fā)研究成功了幾種：噴鋅層陽(yáng)極；導(dǎo)電涂層陽(yáng)極；導(dǎo)電塑料電線網(wǎng)陽(yáng)極；活化鈦板網(wǎng)陽(yáng)極等。帶狀輔助陽(yáng)極，網(wǎng)狀輔助陽(yáng)極是近年開(kāi)發(fā)出的一種新型陽(yáng)極，主要用于埋地管道、儲(chǔ)罐底部及鋼筋混凝土的保護(hù)，可以解決傳統(tǒng)陰極保護(hù)做不到的問(wèn)題，如干擾問(wèn)題、高電阻率問(wèn)題等。參考文獻(xiàn)[1]MuharemovicA，ZildzoH，BehlilovicN，etc.Numericalmodelforcalculationofparametersofcathodicprotectionsystemwithgalvanicanodes.inInformation,CommunicationandAutomationTechnologies,2009.ICAT2009.XXIIInternationalSymposiumon.2009:IEEE.[2]MariusPurcar,LeslieBortels.Designandoptimizationofpipelinecathodicprotectionsystem[J].FasciculadeEnergetic,2009,-1259:42.89李自力，崔淦，尚興彬，等.長(zhǎng)輸管線陰極保護(hù)電位分布的數(shù)值模擬J].腐蝕與防護(hù)，2013(06)：468-470+478.張豐，薛致遠(yuǎn)，王維斌，等.均壓線跨接對(duì)并行管道陰極保護(hù)影響的數(shù)值模擬研究[C]//第三屆世界石油天然氣工業(yè)安全會(huì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要采取有效的防雜散電流措施，使雜散電流量控制在允許的范圍內(nèi)?？刂飘a(chǎn)生雜散電流的干擾源，隔離所有可能的雜散電流的流經(jīng)途徑，減少雜散電流進(jìn)入交通系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)、設(shè)備以及沿線附近的埋地管道。具體實(shí)施時(shí)，由于涉及到的專(zhuān)業(yè)多，各專(zhuān)業(yè)、各工種必須緊密配合，尤其在施工設(shè)計(jì)階段更要考慮綜合防治措施，盡量減少直流系統(tǒng)與其他建筑物的電氣連接。防護(hù)手段有以下幾種：a、 控制雜散電流，主要依靠減小取流電流；合理設(shè)置變電所；回流走行軌降阻；給電軌安裝絕緣裝置。b、 雜散電流自動(dòng)補(bǔ)償?shù)窒?。c、 管道安裝絕緣法蘭。d、 電屏蔽法，即沿著受交流雜散電流干擾的管道段，以特定的間隔平行或環(huán)繞管道安裝一些屏蔽電極。一般采用外殼、網(wǎng)格或其他物體（通常為導(dǎo)電性物體）作為屏蔽電極。屏蔽電極安裝在被影響管道的一側(cè)，以充分地減弱管道背側(cè)的電氣裝置或電回路對(duì)管道的電場(chǎng)影響。這種方法用于保護(hù)管道不受臨近電力線路交流干擾的影響，減少在瞬間危險(xiǎn)干擾電壓下防腐層被擊穿的可能性。e、在地表或地表面下安裝一個(gè)裸導(dǎo)體系統(tǒng)。（2）以排為輔設(shè)置雜散電流的收集系統(tǒng)，通過(guò)雜散電流的收集和排流系統(tǒng)，將雜散電流導(dǎo)出埋地管道，以減輕雜散電流的腐蝕干擾。有關(guān)排流設(shè)施會(huì)在下文詳細(xì)介紹。4、雜散電流的排流防護(hù)4.1排流方法（1）直接排流法直接排流法是指將管道與鋼材等低阻地床材料用導(dǎo)線直接連接起來(lái)，并且要求地床接地電阻必須小于管道接地電阻的排流方法。這種方法排流效果好，簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，特別適用于無(wú)陰極保護(hù)的管道。缺點(diǎn)是容易造成陰極保護(hù)電流的漏失。采用這種排流法地床與管道間距以30m左右為宜，接地電阻不宜超過(guò)0.5Q如下圖所示：管道排流線地床圖1直接排流示意圖（2） 隔直流法隔直排流法是指在被干擾管道與地床之間接入阻隔直流元件，這種方法彌補(bǔ)了直接排流的不足，可應(yīng)用于有陰極保護(hù)的管道。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)較高。（3） 負(fù)電位排流法負(fù)電位排流法是指將被干擾管道與犧牲陽(yáng)極用導(dǎo)線直接相連。這種方法排流效果好，并向管道提供了陰極保護(hù)電流。缺點(diǎn)是造價(jià)較高，設(shè)計(jì)時(shí)需要注意犧牲陽(yáng)極的極性逆轉(zhuǎn)問(wèn)題。在實(shí)踐中，由于管道所處環(huán)境千差萬(wàn)別，交流干擾情況十分復(fù)雜，要想達(dá)到滿意的防護(hù)效果，通常需要選擇不同的排流方法，或者幾種方法共同使用。下表是三種排流方式的對(duì)比：表1三種雜散電流排流方式對(duì)比排流方式直接排流隔直排流負(fù)電位排流應(yīng)用條件被干擾管道與地床直接用導(dǎo)線連接起來(lái)；地床材料為鋼材等；接地電阻必須小于管道接地電阻被干擾管道與地床間接入排流節(jié)，可埋地或置于地面；接地電阻必須小于管道接地電阻被干擾管道與犧牲陽(yáng)用導(dǎo)線相連優(yōu)占八、、排流效果好；簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)可應(yīng)用于陰極保護(hù)管道；鉗位式排流用部分干擾電壓作陰極保護(hù)排流效果好；可以向管道提供陰保護(hù)電流缺占八、、陰極保護(hù)電流漏失結(jié)構(gòu)復(fù)雜價(jià)格較貴價(jià)格較咼需要注意犧牲陽(yáng)極極性逆轉(zhuǎn)4.2排流器的選擇目前，在役管道上應(yīng)用的排流設(shè)施主要有用于直流雜散電流干擾減緩的極性排流器，用于交流雜散電流干擾減緩的鉗位式排流與固態(tài)去耦合器排流方式［14］。（1）極性排流器極性排流器如圖3，其主要結(jié)構(gòu)為二極管和鎂陽(yáng)極接地裝置。通過(guò)極性排流裝置可將管道上的正電位通過(guò)二極管接進(jìn)大地，而保留陰極保護(hù)電位。由于管道受到電氣化鐵路交流干擾的影響，當(dāng)使用極性排流器時(shí)，在交流電壓的正半軸，電流通過(guò)二極管流入管道，而在負(fù)半軸，電壓施加在管道上，導(dǎo)致管道的電位負(fù)向偏移。將極性排流器斷開(kāi)，陰極保護(hù)恢復(fù)正常，輸出電流與管地電位波動(dòng)的問(wèn)題得到全面解決。極性排流器特點(diǎn)：極性排流器可在一定程度減緩直流干擾，但并不能解決直流電位過(guò)負(fù)的問(wèn)題；當(dāng)直流雜散電流干擾嚴(yán)重時(shí)，使用極性排流器并不能完全消除直流雜散電流；極性排流器不能應(yīng)用在交流干擾的場(chǎng)合，存在交流干擾時(shí)，當(dāng)使用直流排流設(shè)施時(shí)，交流電位變大時(shí)，直流電位亦負(fù)向偏移；極性排流器的接地材料一般選用鎂陽(yáng)極，而鎂陽(yáng)極的壽命較短。（2）鉗位式排流器鉗位式排流是針對(duì)二極管排流的一種改進(jìn)。它是由正臂、負(fù)臂組成。負(fù)臂串聯(lián)兩只二極管Z2、Z3,正臂串入一只二極管Z],負(fù)臂上反向安裝的兩支二極管。當(dāng)干擾電壓正半波時(shí)Z]導(dǎo)通，負(fù)半波時(shí)負(fù)臂Z2、Z3導(dǎo)通。它們的正向節(jié)壓降為0.7V,負(fù)臂節(jié)壓降為-1.4V，其值與陰極保護(hù)電位相同。所以不僅阻止了保護(hù)電流的泄漏,而且利用了干擾電壓的一部分供陰極保護(hù)使用。其工作示意圖如下：圖4鉗位式排流器示意圖鉗位式排流器具有以下特點(diǎn)：a、 鉗位式排流在一定程度上能較好地減緩交流干擾。b、 鉗位式排流對(duì)陰極保護(hù)產(chǎn)生一定的影響，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果表明，當(dāng)交流電壓變大時(shí)，直流電位亦有一定程度的負(fù)向偏移。c、 其經(jīng)過(guò)二極管后并不是標(biāo)準(zhǔn)的直流，其測(cè)量的直流電位并不是標(biāo)準(zhǔn)的方波。在正半個(gè)周期內(nèi)管道對(duì)地為正電位，負(fù)半軸內(nèi)管地電位為負(fù)，測(cè)得的電位值也只是一個(gè)有效值，其對(duì)管道腐蝕的影響未知。d、 接地材料要求嚴(yán)格。一般情況下，要求接地極與管道同材質(zhì)。這種情況在排流初步階段可能達(dá)到要求，隨著時(shí)間的推移，接地極必然發(fā)生腐蝕與消耗，其自腐蝕電位也必然發(fā)生變化，進(jìn)而影響管道的陰極保護(hù)電位。（3）固態(tài)去耦合器固態(tài)去耦合器是一種隔直通交的設(shè)施，去耦合器設(shè)置了一導(dǎo)通閾值，當(dāng)電壓超過(guò)該閾值時(shí)，直流阻擋打開(kāi)，該設(shè)施即自動(dòng)切換到短路模式，提供過(guò)壓保護(hù)。當(dāng)直流過(guò)壓保護(hù)完成后，自動(dòng)切換到阻直模式。當(dāng)電壓低于閾值電壓時(shí)，允許交流電流通過(guò)而不允許直流電流通過(guò)。去耦合器對(duì)管道的接地材料沒(méi)有要求。在一些管線中試運(yùn)行以后，工程上發(fā)現(xiàn)固態(tài)去耦合器排流具有如下優(yōu)點(diǎn)：去耦合器排流技術(shù)對(duì)管道的接地材料沒(méi)有要求，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)過(guò)程中，無(wú)論是選用鎂合金陽(yáng)極，還是鋼管接地，都能有效地排除交流干擾，而對(duì)管道的直流電位幾乎不產(chǎn)生影響；去耦合器能減緩任何大小的交流電位。但固態(tài)去耦合器排流方式也有如下缺點(diǎn)：接地極長(zhǎng)度較長(zhǎng)，相關(guān)費(fèi)用較高；接地方式需要進(jìn)一步改進(jìn)優(yōu)化，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，接地極距離管道太近，對(duì)管道的排流效果有一定影響；由于目前應(yīng)用的接地極為銅線，且與管道的距離較近，銅線一旦與管道直接連接，會(huì)發(fā)生電偶腐蝕。目前的排流方法的問(wèn)題主要體現(xiàn)：在直流方面雜散電流上排正不排負(fù)；交流雜散電流方面其排流點(diǎn)和排流量難以確定，其排流裝置安裝數(shù)量及地點(diǎn)需要研究。參考文獻(xiàn)P.Ferenc.Dowedeterminethecorrosionaggressivitycorrectly[J].KorozeaOchranamaterialu,1992,36:81.etal.Evaluationofstraycurrenteffectonthecathodicprotectionof不得用于商業(yè)用途undergroundpipeline[J].TheCorrosionScienceSocietyofKorea,1995,24:176.B.Bazzoni,lateralgradienttechniqueforpotentialmeasurementsinpresenceofstraycurrent[J].Corrosion,1996,53:202.,methodfordeterminingpipelinepolarizedpotentialsinstraycurrentareasusinglinearregressionanalysis[J].IndiaCorrosion,1985,3:10.K.Zakowski,W.Sokolski.24-hour