长输管道阴极保护监测与诊断系统
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是输送油气、水等液体或气体的重要通道，其保护是关系到国家能源安全和环境安全的关键问题。
阴极保护是一种有效的管道保护方法，主要是通过施加电场，使管道表面电位负化，从而减少管道金属的腐蚀速率，延长管道使用寿命。
本文将阐述长输管道的阴极保护原理、方法及故障分析。
一、阴极保护原理由于土壤中存在着各种离子，例如水、氯离子等，这些离子会形成电池，导致管道金属表面出现电位差，这种现象称为自然电位。
如果管道的自然电位低于一定的电位（通常为-0.85V），则管道处于负电位，就会发生金属的电化学腐蚀。
阴极保护的主要原理是通过施加外加电场，将管道表面电位负化，使得管道处于负电位，在靠近管道表面的电场区域内，电子从管道金属表面流向土壤中的正离子，使其发生还原反应，从而减少管道金属腐蚀速率。
1、电位调节法：通过在管道两端安装钛阳极和铁/铜阴极，以及控制钛阳极输出的电流来调节管道表面的电位，从而达到保护作用。
2、电流输出法：在管道保护系统的控制下，直接将电流输出到管道端部的阳极或在管道上部固定钛阳极来保护管道。
3、均匀分散法：通过在管道上均匀分布一定数量的阳极，使得管道表面的电位均匀调整到负电位，从而保护整个管道。
1、偏移现象：阴极保护系统在使用过程中，由于地下水流的影响，土壤的化学组成及导电性不均匀等因素，易出现管道阴极保护区域偏移的现象。
一般采用分析安装阳极的位置是否正确，调整阴阳极之间的距离和电位来解决偏移问题。
2、极化过度：在保护过程中，如果管道阴极保护电位过于负化，反而会引起金属氢化、内应力等问题，从而导致管道的损坏。
应当合理调整阴极保护的电位，避免出现极化过度的情况。
3、外来干扰：阴极保护系统如果受到外部电源干扰（例如电力系统、通信设备等），会导致保护系统失效，出现管道腐蚀。
一般应在设计阴极保护系统时，选取合适的接地点，采取防雷、防电磁干扰等措施来预防外来干扰。
综上所述，长输管道阴极保护技术是一项重要的保护措施，可有效减少管道的金属腐蚀速率，延长管道寿命。
长输埋地管道阴极保护故障诊断与排除
长输埋地管道阴极保护故障诊断与排除张永飞;赵书华;李平;王树立;李恩田;杨燕【摘要】Due to outside interference,coating damage and other factors,the cathodic protection potentials of pipelines are often less protected,over-protected and unusually fluctuate and so on.By using Fluke digital multi-meter potential measurement,DC voltage gradient measurement (DCVG)and pipeline current mapper (PCM)and other non-excavation of buried pipeline NDE techniques,a comprehensive on-site fault detection and diagnosis was done for the cathodic protection system for a long-distance buried oil pipeline.Besides,the located soil corrosion and the coating of the buried pipeline were tested and assessed.The results showed that the cathodic protection potentials measured from some potential test piles along the pipeline were beyond the cathodic protection potential criterion range (from-850 to -1 200 mV,CSE). Some cathodic protection potentials of the pipeline showed frequent abnormal fluctuations,multiple damage points of coating were detected,and some exhibited positive corrosion activity.The results showed that a section crossing under the concrete used the casing protection,high-speed rail and so on were built later and located nearby the pipeline,there was paralleling or crossing somewhere.The cathodic protection potential shielding,stray current interference and other issues were discussed,and reasonable drainage measures and sacrificial anode were proposed.%某长输埋地管道由于受外界干扰、防腐蚀层破损等原因，管道阴保电位出现欠保、过保及异常波动的现象。
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是输送石油、天然气等能源的重要设施，其安全运行需要关注防腐蚀和防止电化学腐蚀失效的问题。
阴极保护技术是一种保护长输管道金属的经济、有效的方法，本文将对长输管道阴极保护的原理、方法及故障的分析进行探讨。
一、阴极保护原理管道腐蚀的根本原因是电化学腐蚀，当管道作为阴极而周围环境当作阳极时，管道表面将出现金属的电子脱落，导致金属离子向外扩散，进而形成腐蚀。
阴极保护技术通过在管道表面制造负电位，使其成为静电阴极，从而减少或甚至消除电子脱落现象，从而防止或减缓管道腐蚀。
阴极保护主要包括直流阴极保护和交流阴极保护，其中直流阴极保护利用负电位防止管道腐蚀，交流阴极保护则通过改变管道表面的极性来防止腐蚀。
1. 阴极保护电流阴极保护电流是阴极保护的主要参数，它可以直接影响阴极保护的效果。
通常情况下，阴极保护电流的大小应该根据土壤电阻率和管道电流密度来确定，一般地说，管道的阴极保护电流应该保持在0.03~0.1A/m2之间。
阴极保护电源是阴极保护的核心，它通常包括直流阴极保护电源和交流阴极保护电源。
对于直流阴极保护电源，其一般需要提供相应的电流稳定性，可靠性以及有效的过流保护机制。
而对于交流阴极保护电源，其主要需要提供一定的非均匀电场分布能力，同时保证电源的电压和频率与管道周围环境相匹配。
3. 阴极保护绝缘节制阴极保护绝缘节制是一种保持管道电位稳定、减少腐蚀险情的技术。
阴极保护绝缘节制应能够有效地防止管道周围地下水的浸渍和电流干扰，同时保证管道电位的可靠性和稳定性。
一般地说，此类绝缘节制的材料应具备良好的腐蚀防护能力、良好的电绝缘性能以及耐高温、耐低温等特性。
阴极保护效果的检测是防止管道腐蚀以及其他电化学腐蚀失效的重要手段。
在阴极保护检测方面，根据管道的构造形式、使用环境以及技术特点等因素，在实际应用中常常采用电位测量、电阻率测量以及电流测量等多种检测手段。
这些检测手段在实际应用中的效果和精度均有相应的保障。
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是石油、天然气、化工产品等重要能源和物质运输的主要途径之一。
在使用过程中，长输管道的阴极保护是非常重要的。
本文将从长输管道阴极保护的原理、方法、故障类型及其分析等方面进行介绍。
一、阴极保护原理阴极保护是一种经济、有效的金属防腐措施，通过在金属表面施加一个负电位，将金属的电位调整到阴极区，在物质和能量的作用下，使金属表面处于保护状态，从而防止金属的电化学腐蚀。
在长输管道中，阴极保护的主要目的是保证管道金属表面的电位低于其溶解电位，使其处于被保护状态，从而防止腐蚀。
1. 熔融热浸镀法熔融热浸镀法是将金属作为阳极，通过在其表面浸涂含有阴离子的熔态物质，在高温下将该物质还原成金属的一种阴极保护方法。
该方法的优点是保护效果好，缺点是操作复杂，成本较高。
2. 电化学阴极保护法电化学阴极保护法是将外部电源与被保护金属合成电池，通过从外部输入一个反向电流，使金属的电位降低到保护电位以下，从而达到防腐的目的。
该方法的优点是施工简单，成本低，但需要对金属进行严格的电位控制。
渗入阻抗阴极保护法是一种新型的阴极保护方法，通过将阻抗控制器引入管道，将介质中的电导率、温度、湿度等参数作为参量，根据管道的工作状态和防腐要求计算出合适的电位值，并通过介质的渗入作用对管道进行阴极保护。
该方法的优点是操作简便，防腐效果好，但需要对阴极保护设备进行严格监护。
三、故障分析阴极保护设备在工作过程中也会出现一些故障，主要包括以下几点：1. 阳极失效阳极失效是指金属阳极在使用过程中出现脱落、损坏等情况，从而导致被保护金属表面的电位增加，无法达到保护状态，最终导致金属的腐蚀。
防止阳极失效的方法包括定期检查和更换。
2. 阴极材料污染长输管道中的介质可能会对阴极保护材料产生腐蚀或污染，从而导致阴极材料的损坏和阴极保护效果的降低。
预防阴极材料污染的方法包括管道清洗、选择防腐能力强的阴极材料等。
3. 阴极保护电流过小或过大阴极保护电流过小或过大都会导致保护效果下降。
基于Socket技术的长输管道阴保在线监测系统
腐 蚀 是 影 响 长 输 管 道 使 用 寿 命 的 主要 因 素 ，阴 极 保 护 和 防
腐 层 是 在 役 管道 防 腐 的 重 要 方 法 。 阴极 保 护 有 效 性 成 为 长 输 管 道 维 护 重 要 环 节 ，主 要 通 过 阴极 保 护 电位 参 数 判 断 阴 极 保 护
定 Ｉ Ｐ地 址 的 监 控 中心 服 务 器 ， 以便 监 控 客 户 端 实 时 监 控 阴 极 保 护 系 统 的 工 作 参 数 。 该 系统 的 总体 架 构 如 图 １ 所示 。 ２ 监 控 管 理 客户 端 的 功 能模 块 长 输 管 道 阴保 在 线 监 测 系 统 主 要 以 监 控 管 理 客 户 端 与 操 作 人 员 进 行 数 据 交 流 和分 析 。 它是 建 立 在 Ｂ ／ Ｓ开 发 模 式 上 ， 以 地
ｄ ｕ ｃ ｅ ｓ ｔ ｈ ｅ ｈ ｕ ｍａ ｎ ａ ｎ ｄ ｍａ ｔ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ． Ｉ ｎ ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ 。 ｕ ｓ ｉ ｎ ｇ ｎ ｅ ｗ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｓ ｏ ｃ ｋ ｅ ｔ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， ｔ ｈ ｅ ｌ ｏ ｎ ｇ－ ｄ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ
式， 以 ＧＰ Ｒ Ｓ 、 ３ Ｇ 网 络 等 公 共 无 线 通 信 方 式 和 光 纤 等 其 他 有 线 通 讯 方 式 相 结 合 为 数 据 传 输 手段 。 该 系 统 的 主 要 流 程 是 分 布 在 长 输 管 线 的 阴 极保 护参 数通 过 数 据 采 集 终 端 工 作 参 数 、管 道
效果 。 但 是 由于 长 输 管 道 线 路 长 、 监测点分散 、 交通不便 ， 仅 靠 人 工 现 场 巡 检 已经 不 能 满 足 管 道 维 护 的 要 求 。
埋地长输天然气管道阴极保护系统故障
埋地长输天然气管道阴极保护系统故障埋地长输天然气管道是一种重要的能源运输方式，由于地下环境的复杂性以及外界因素的干扰，难免会发生阴极保护系统故障。
阴极保护系统是一种常用的方法来保护管道免受腐蚀的影响，故障可能导致管道腐蚀加剧，甚至引发安全事故。
本文将从故障原因、检测方法和应急处理等方面进行介绍。
一、故障原因及类型1. 电源故障：阴极保护系统通常通过直流电源来提供电流，电源的故障可能包括电源设备故障、电源线路断电等。
当电源故障发生时，阴极保护系统无法正常工作，导致管道腐蚀加剧。
2. 地下环境变化：地下环境的变化也会导致阴极保护系统故障。
例如地下水位的变化、土壤含水量的改变等，都可能影响管道周围的电流分布情况，使阴极保护系统失效。
3. 管道维护不善：管道维护不善也是导致阴极保护系统故障的因素之一。
例如管道涂层破损、电缆接头松动等，都会影响阴极保护系统的正常运行。
二、检测方法为了及时发现阴极保护系统的故障，并及时采取措施修复，以下是常用的检测方法：1. 系统电流测量：通过对阴极保护系统的电流进行定期测量，可以判断系统是否正常工作。
如果电流明显降低或者突然变化，可能意味着阴极保护系统存在故障。
2. 电位测量：电位是指管道金属表面的电位与参比电极之间的电位差。
通过对管道各点电位的测量，可以判断阴极保护系统的工作状态。
当电位偏负时，可能存在阴极保护系统故障。
3. 符合性检查：通过对管道周围土壤的取样检测，可以确定土壤中是否存在阴极保护系统所需的物质。
阴极保护系统通常需要向土壤中注入一定量的阳极剂，如果土壤中的阳极剂浓度低于预期值，可能意味着阴极保护系统存在故障。
三、应急处理一旦发现阴极保护系统故障，应及时采取应急处理措施，以防止管道腐蚀加剧或引发安全事故。
以下是常见的应急处理措施：1. 定位故障点：首先要确定阴极保护系统的故障点，可以借助专用设备或者人工检测来实现。
2. 暂停电源供应：如果故障是由电源问题引起的，应立即暂停电源供应，防止进一步损坏。
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是输送天然气、石油等能源资源的重要设施，其安全运行对于国家经济发展具有至关重要的意义。
长输管道在运行过程中会受到各种外部环境和内部因素的影响，其中阴极保护系统的设计和故障分析是保障长输管道安全运行的关键问题之一。
本文将围绕长输管道的阴极保护及故障分析展开讨论，以期对长输管道的安全运行提供指导和保障。
一、长输管道阴极保护的作用长输管道在运行中常受到土壤电化学环境的影响，其中的电化学腐蚀是导致管道金属材料损坏的主要原因之一。
而阴极保护是一种有效的控制管道金属材料腐蚀的措施，其基本原理是通过外加电流使管道维持在一个负电位，从而抑制管道金属的腐蚀过程。
阴极保护系统主要由阳极、电源和控制系统三部分组成，其中阳极的材料一般选用锌、铝、镁等，电源一般选用直流电源，控制系统则根据管道的具体情况进行设计。
1.抑制金属腐蚀：阴极保护系统通过外加电流维持管道在负电位，使得管道金属处于稳定的电化学环境中，从而抑制了金属的腐蚀。
2.延长管道使用寿命：有效的阴极保护系统可以有效地延长长输管道的使用寿命，降低了管道的维护成本和更换频率。
3.提高管道安全性：良好的阴极保护系统可以有效地提高管道的安全性，减少因金属腐蚀引起的事故发生的概率，保障管道的安全运行。
二、阴极保护系统的故障分析尽管阴极保护系统可以有效地保护长输管道的金属材料不被腐蚀，但在实际运行中也会出现各种故障情况，这些故障如果得不到及时发现和处理，就会对长输管道的安全运行造成严重的影响。
下面我们将针对阴极保护系统的故障进行分析，并提出相应的处理措施。
1.阳极失效：阳极是阴极保护系统中最为关键的部件之一，一旦阳极失效，就会导致管道金属材料的腐蚀。
阳极失效的原因主要包括材料腐蚀、磨损、电流分布不均等，因此在实际运行中要定期对阳极进行检查，并根据检查结果进行维修或更换。
2.电源故障：阴极保护系统的电源是维持管道在负电位的关键组成部分，一旦电源出现故障就会导致管道金属处于阳极保护的状态，从而失去了有效的防腐功能。
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道的阴极保护技术是一种常用的管道防腐蚀措施，它通过在管道表面施加阴极电流来抑制金属的电化学腐蚀。
在长输管道的使用中，阴极保护系统有可能出现故障，导致管道的腐蚀防护效果下降甚至失效。
阴极保护系统的故障主要表现为以下几个方面：电流输出不稳定、电流密度异常、电流输出中断、电流阴极化效果不明显、电流与电位关系异常等。
造成阴极保护系统故障的原因很多，常见的有阴极保护装置失灵、电源欠压或过压、电缆接头松动或断裂、阳极材料耗尽、导电性能差的涂层等。
这些原因可能单独或同时发生，造成管道的阴极保护系统故障。
当发现长输管道阴极保护系统存在故障时，需要进行故障分析，并采取相应的措施进行修复。
应检查阴极保护装置是否正常工作，包括检查电源电压、电流输出稳定性等。
如果发现装置失灵，应及时修复或更换。
需要检查电缆连接是否正常。
阴极保护系统中的电缆连接非常重要，如果松动或断裂，会影响电流的输出。
应检查电缆连接是否紧固，舒展长度是否正常。
如发现有问题，应进行修复或更换。
还需要检查阳极材料的情况。
阳极材料是阴极保护系统中的关键部件，如果阳极材料耗尽，会导致阴极保护效果变差。
应定期检查阳极材料，如发现阳极材料耗尽，应及时进行更换。
还需要检查涂层的导电性能。
涂层的导电性能直接影响阴极保护系统的效果。
如果涂层导电性能差，会导致阴极保护系统无法正常工作。
应定期检查涂层的导电性能，如果发现问题，应进行修复。
通过以上的故障分析和修复措施，可以及时解决长输管道阴极保护系统的故障问题，确保管道的腐蚀防护效果。
也需要认识到，阴极保护系统的故障不仅会影响腐蚀防护效果，还可能引发其他安全隐患，因此维护阴极保护系统的正常运行十分重要。
油气长输管道的阴极保护测试
油气长输管道的阴极保护测试1 电位测试1.1 直接参比法用直接参比法进行管地电位测试时，只需在测试桩上用电压表正极接管道连接端，负极接参比电极连接端即可。
如站内没有测试桩也可在恒电位仪(整流器) 上找到对应的端子直接测量电位差。
这种测量方法简便有效，而且由于参比电极紧靠管道埋设 (一般间距200mm) 可在很大程度上减少土壤电阻产生的电压降干扰，提高管道保护电位测量的准确性和有效性。
对于采用外加电流阴极保护系统的，当测试中发现管道电位比最大阴极保护电位大很多时，要及时减小整流器输出电流，否则将发生析氢反应：H+ + e→ H (1)H + H →H2 (2)( 1)式产生的氢原子将导致氢脆破坏，这对于高强度钢和对氢脆或氢致应力腐蚀开裂敏感的其他金属将是危险的。
( 2)式产生的氢分子在涂覆层下聚集，可产生很高的氢气压，从而破坏涂覆层的黏结力，进而降低其与金属表面的附着强度，最终使涂覆层从金属管道表面剥离。
最大保护电位受管道涂覆层种类约，现在使用较多的三层PE虽然抗阴极剥离较强，但补口所使用的热缩套却较差，因而最大保护电位只要不超过-1.5V都认为是安全的。
测试管道保护电位应以极化稳定后的保护电压为准，其极化时间应不小于24h。
1.2 地表参比法主要用于测量管道自然电位和牺牲阳极的开路电位，也可用于测量管道保护电位和牺牲阳极的闭路电位。
测量时参比电极安放在管道顶端上方地表面处，一般离测试桩1m以内。
置于潮湿土壤地表处，如果土壤很干燥应挖至土壤潮湿后倒水再接参比电极，以减小参比电极与土壤的接触电阻，提高测量准确性。
该方法在实际测量中广泛使用，但由于存在土壤IR降，所测电位值有一定误差。
如果测试牺牲阳极保护电位达不到最低保护电位-0.85V，很可能是牺牲阳极填包料浸泡不充分，土壤电阻率高或者设计牺牲阳极数目不够等因素，需要进一步查找原因并采取相应措施处理。
1.3 近参比法为了更精确地测量管地电位，要求尽可能地降低土壤欧姆电压降的影响，为此将参比电极尽量靠近被测管道表面。
油气长输管道中阴极保护技术的应用分析
油气长输管道中阴极保护技术的应用分析摘要:随着经济的发展，人们生活水平越来越高，生产力为了适应社会也在不断提高，目前我国资源运输仍然存在着较多问题，油气大多运用长输管道，在油气输送中容易出现管道被腐蚀的情况，当然，最合适的防腐措施就是采取阴极保护，本文主要以长输管道容易被腐蚀这一现象为切入点，分析采取防腐措施的必要性，探讨阴极保护策略。
关键词:油气长输管道阴极保护技术引言:在铺设油气长输管道时十分困难，首先管道较长，其次管道内部环境较复杂，而且容易遭受多种物质的腐蚀，经长时间研究表明，阴极保护措施是油气长输管道中防腐的最佳策略。
一、油气长输管道防腐的必要性我国地大物博，资源较丰富，而资源分布也存在着地区差异，不同区域间调配资源，运输资源已经是国家常态，根据目前调查情况来看，油气在输送过程中需要经过多种复杂的外部环境，不单单是复杂的土壤成分会对管道造成侵蚀，遇到恶劣天气时天气会对管道造成外部侵蚀。
除此之外，某些传输管道输送物质也具有侵蚀性，会对管道内部造成极大破坏，在长期运输过程中，由于管道经常受到来自内部的腐蚀，这也会加重管道老化，造成资源浪费，如果管道发生破坏，管道内的物质泄露会造成环境污染，甚至会引起火灾等不必要的事故，影响企业经济损失，也会威胁人们生命财产安全，如果防腐措施不到位，在运输途中将会产生资源损耗，而且带来的经济损失也是无法估量的，影响企业经济效益，由此来看，油气长输管道防腐措施需要及早落实。
阴极保护作为防腐措施中的一种，在国内外已有多年发展，这也使得阴极防护技术已趋向成熟。
阴极保护法又具体分为三部分，第一部分是外加电流阴极保护，是指电流的负极与被保护的金属设备相连接，依靠外来的阴极电流进行金属保护，第二个是外加电流阴极保护系统的组成，外加电流阴极保护系统，包括辅助阳极，阳极，平参比电极和直流电源四个部分；第三个是牺牲阳极保护，是指在被保护金属设备上连接一个电位更富的强阳极，从而使阴极极化。
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道的阴极保护及故障分析是管道工程领域中极为重要的一个研究方向。
长输管道主要用于输送石油、天然气等工业用途的流体介质，在具有复杂环境和操作条件的同时，也面临着阴极腐蚀等方面的安全隐患。
为保障长输管道的安全运行，防范腐蚀事故的发生，管道阴极保护及故障分析日益成为一个值得研究和应用的方向。
阴极保护一般是通过将管道与在其周围大范围内的负极电源相连接，使得管道表面形成一个低位电位，并且通过保护电流的作用使得管道表面腐蚀的可能性降至最小。
阴极保护应用广泛，其主要原理是依靠电极反应使金属在环境中保持最低电位，从而降低其电化学反应的速率，达到防腐蚀的目的。
阴极保护技术包括直流阴极保护（DCCP）和交流阴极保护（ACCP）两种技术。
长输管道的阴极保护系统可能会遇到故障，这些故障可能会对管道的安全性和稳定性产生严重影响。
常见的阴极保护故障包括：1. 阴极材料脱落故障：若管道上的阴极材料因自然损坏导致掉落，会造成管道表面无法获得准确保护的情况。
2. 电流密度不均匀故障：由于长输管道在不同的地理位置和环境条件下都存在一定的电阻率差异，而且在管道周围的环境中也存在一定的电阻率差异，在整个管道上保持电流密度的均匀性是非常困难的。
3. 阴极保护电源故障：如果阴极保护电源出现故障，阴极保护系统将失去有效的保护，特别是在暴雨等恶劣天气下，会加速管道的腐蚀速度。
长输管道的阴极保护及故障分析研究的重要性主要体现在以下几个方面：1. 保障长输管道的安全稳定运行，防范腐蚀事故的发生。
2. 对于长输管道阴极保护现状的了解，可以为下一步管道维修及更新计划提供科学的参考。
3. 研究长输管道阴极保护技术及其故障分析，可以为防范管道腐蚀提供更为科学、可靠的技术手段和理论依据。
总之，长输管道的阴极保护及故障分析是协助长输管道工程师和技术人员实现管道安全、高效运行的重要技术手段。
只有对该技术的深入研究和应用，才能更好地保障长输管道的安全稳定运行，更为科学、可靠地抵制腐蚀事故的发生，促进行业工业发展。
长输管道强制电流阴极保护技术与故障处理
长输管道强制电流阴极保护技术与故障处理作者：王保安来源：《中国科技博览》2017年第06期[摘要]为了有效控制油气长输管道的腐蚀，本文论述了油气长输管道阴极保护方法，并详细分析了阴极保护中容易出现的故障，对故障产生的原因及如何查找故障位置进行分析，希望能为从事管道阴极保护工作提供一定的指导。
[关键词]油气长输管道阴极保护管道腐蚀中图分类号：TU996 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）06-0355-01在外加电流阴极保护的技术中，可以使用外加直流电进行辅助阳极保护的效果，从而有效的迫使电流从土壤中形成金属保护的效果，将保护金属的结构电位从而负于周边环境电位，这种外加电流阴极保护的方式主要是用于保护大型或者土壤电阻率相对较高的金属结构，这样能具有更大的功能与效果。
1 阴极保护的简介和原理1.1 阴极保护的简介在长输管道阴极保护中，以外加电流阴极保护为主，特殊地段采用牺牲阳极辅助保护，两种保护主要区别一个是电解池反应，需要外加电源。
一个是原电池反应，不需要外加电源，自己主动产生电流，在油气长输管道上，这两种保护需要经常配合使用，在管道建设时期，土壤电阻率小于20欧姆，半年内强制电流保护不能投用，可采用锌带阳极进行保护。
1.2 强制电流阴极保护的原理向被保护的长输管道通入一定量的直流电，把被保护的金属管道相对于阳极装置变成一个大阴极，消除金属管道中的电位差，腐蚀电流降为零，使被保护的金属管道减缓或降低腐蚀，它是油气长输管道最常用的阴极保护方法。
如图一，也就是说市电通过恒电位仪变为直流电，流向辅助阳极，在从辅助阳极转入土壤中，而电流在土壤中流动，经过防腐层损坏的地方，流入被保护的金属管道中，就有外加电子流入管道金属表面，当外加电子与电解质溶液中的一些物质起作用受阻时，就会在金属表面聚集起来，导致阴极电位向负方向移动，产生阴极极化，这时，微阳极区释放电子的能力就会受阻，施加电流越大，管道金属表面聚集的电子越多，金属表面的电极电位就会越负，微阳极区释放电子的能力就会越来越弱，换句话说，就是腐蚀电池阳极和阳极电位差变小，微阳极电流越来越小，当管道金属表面阴极极化到一定值时，微阳极、微阴极等电位，腐蚀被迫停止，电流沿管道金属流向汇流点，经汇流点沿导线流向恒电位仪阴极，这样被保护的金属管道成为阴极，长输管道被保护，辅助阳极却遭受强烈腐蚀破坏。
长输管道站场区域阴极保护
• 多年来站场内部埋地管网的腐蚀破坏事故 不断的发生，如忠—武输气管线站场在扩建开 挖时发现，站内管线防腐层脱落严重，又没有 阴极保护措施，造成了较为严重的腐蚀；07年 初在西气东输轮南首站以及陕京输气管道站内 开挖过程中，也同样发现防腐层破损严重，使 管道遭受了腐蚀；另外，早些年在阿—赛线、 濮--临复线
• CPE西南分公司也在永唐秦输气管道站场中实施 了深井阳极地床区域阴极保。 在国内工程不断进行区 域阴保实验的同时，管道局也先后在科威特、俄罗斯 西伯利亚—太平洋等管道工程中实施区域阴保，同时 我们也在不断与我们的国际合作伙伴如美国克罗尼尔 、MACTOR、英国CP、德国SSS等专业公司广泛合作，对 国外的区域阴保也有比较多的了解和掌握。
•三、 区域性阴极保护技术特点
• 多年来，长输管道工程设计中，区域阴极保
护设计和实施之所以没有很好地全面开展，与其保护 对象的多样性、影响因素的多重性以及现场条件制约 的多方性有很大关系。通常来说，区域阴保具有如下 技术特点。
• --保护对象复杂性，站内区域性阴极保护是复杂 的系统，通常包括站内埋地工艺管网、站内消防管线 、排污管线、放空管线、热力管网等，这与站外单一 干线管道的保护完全不同，相互制约和影响因很多， 需要系统地统筹考虑。
• 这些因素都是区域阴保难以成功实施原因。
•边水平浅埋阳极组方式，这两个站的设计和实施由泵 站管理单位完成，由于输油泵站区域较大，地下管网 较多，管道电绝缘几乎没有实施，因此，这两个站的 区域阴保除靠近阳极地床的区域配管外，相当一部分 由于地下管道的相互电屏蔽而没有达到保护电位，普 遍在-0.75-0.8V C.S.E。
• 进入新世纪初，区域阴极保护进入全面尝试应用 阶段。2001年11月，管道公司在所属的鄯乌线对沿线 所有工艺站场实施区域阴极保护，这次阴极保护的实 施，充
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是输送液体或气体的重要设施，其安全运行和保护至关重要。
在长期运行中，长输管道会遭受来自地下水、土壤和大气环境等因素的腐蚀，因此需要采取阴极保护技术来延长管道的使用寿命。
本文将介绍长输管道的阴极保护原理和常见的故障分析。
一、阴极保护原理阴极保护是一种通过外加电流来保护金属表面免受腐蚀的技术。
其基本原理是通过在金属表面施加一个负电位，使金属成为阴极，从而减缓甚至停止金属的腐蚀。
对于长输管道来说，通常采用的阴极保护方法包括半保护和全保护两种。
半保护是指在管道的局部区域施加外加电流，通常适用于管道局部腐蚀严重的情况。
而全保护则是在整个管道表面均匀施加外加电流，适用于整个管道都需要保护的情况。
阴极保护系统通常由阳极、电源以及控制系统组成。
阳极通常采用铝、镁或锌等阳极材料，阳极和管道通过导线连接到电源上。
电源可以是直流电源或者是取自交流电源的整流装置，用来产生外加电流。
而控制系统则用来监测管道的电位和电流，保证管道的阴极保护效果。
二、阴极保护故障分析尽管阴极保护可以有效地延长长输管道的使用寿命，但是在实际运行中还是会出现一些故障，主要包括阳极失效、外加电流失效和控制系统失效等。
1. 阳极失效阳极失效是阴极保护系统的常见故障之一。
阳极失效可能是由于阳极材料本身腐蚀或者损坏导致的。
在这种情况下，阳极需要及时更换，以保证阴极保护系统的正常运行。
阳极的布置位置也需要考虑，不同位置的阳极需要采取不同的保护措施，比如对于埋地管道需要采用深埋和广埋的方式来安装阳极。
2. 外加电流失效外加电流失效是指外加电流未能在管道表面均匀分布或者未能达到设计要求。
这可能是由于电源故障或者导线连接不良导致的。
对于这种情况，需要及时对电源和导线进行检修和更换，以保证管道的阴极保护效果。
3. 控制系统失效控制系统失效是指用来监测管道电位和电流的设备出现故障。
控制系统失效可能是由于传感器损坏、连接线路故障或者控制器故障等原因导致的。
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是输送液体或气体的重要设施，其安全稳定运行对于保障能源供应和社会发展具有重要意义。
长输管道在运行过程中面临着一系列的问题和挑战，其中包括阴极保护和故障分析。
阴极保护技术是长输管道保护的一种重要手段，而对于管道阴极保护系统的故障分析则是确保管道安全运行的关键关注点。
一、长输管道的阴极保护阴极保护技术是一种通过在金属结构表面施加一定电流密度，使其表面保持在阳极极化区以防止腐蚀的技术。
在长输管道运行过程中，经常遇到的问题是管道金属材料的腐蚀，特别是在土壤、水下等介质中，腐蚀速度更为迅速。
阴极保护技术便是通过施加外电源，在管道金属结构表面形成一层保护膜，降低金属的腐蚀速率，延长管道的使用寿命。
阴极保护技术的原理可以用简单的电化学理论来解释。
当金属处于阳极极化区时，金属表面会生成一层保护膜，从而减少金属的氧化和腐蚀速度。
通过在金属结构外部施加一定电流密度，使金属表面保持在阳极极化区，从而达到防止腐蚀的目的。
在长输管道的阴极保护系统中，通常采用的是外加电流的方式来实现。
通过在管道周围埋设一定数量和间距的阳极，利用外部设备施加一定电流，使管道保持在阳极极化区，从而达到防腐的效果。
除了外加电流的方式，还可以采用别的方式，比如对管道进行镀锌处理，利用阴极保护的效果来延长管道的使用寿命。
在长输管道的阴极保护系统中，经常会出现一些故障问题，这些问题可能来自于系统设计不当、设备老化、操作不当等多方面的原因。
故障的发生对于管道的安全运行构成了严重的威胁，因此对于阴极保护系统的故障分析显得尤为重要。
1. 设备老化长输管道的阴极保护系统通常需要配备一些外部设备，比如电源设备、阳极等，这些设备的老化是导致阴极保护系统故障的重要原因之一。
设备老化可能导致设备性能下降，甚至完全失效，从而使得阴极保护系统无法正常工作，加速了管道的腐蚀速度。
为了避免设备老化导致的故障，需要对阴极保护系统的设备定期进行检查和维护，并及时更换老化设备，以保证阴极保护系统的正常运行。
浅谈长输管道的阴极保护及故障分析
件， 就可以做 成一个被动 式热释 电红外开 关， 这 种开关不仅开启 的速 度 快， 而且可移植性很高， 可以搭配 在各种各 类的电子产品上一起 使用 。 特 别适 合用在各种 各样 公共场 合 的敏感 区域 。 利用这个 开关 比较 常见 的系统有 照明系统和 防盗报警 系统。 它 的内部是 由运 算放大 器、 与门电 路、 定时 控制器、 锁定时 间控制 器和 禁止电路等组 成。 ２ ． ２ 造 成管道漏 电的原因
工
术
浅谈长输管道的阴极保护及故障分析
薛富强 谢荣勃 陕西省天然气股份有限公司 陕西西安 ７ １ ０ ０ １ ６
【 摘要 】为了 有效控 制长输 管道 的腐蚀 ， 本文论述 了 长输 管道阴极保 管道在漏 电以 及短路等方面的情况 ， 尤 其是在 脉冲信号传送的测 点上， 护方法， 并详细分析 了 阴极保护中容易出 现 的故障， 对故障产生的原因及如 如果 对于 防腐 层绝缘 层有 良好 的保护 ， 就会慈 宁宫成电流 相对 较弱的 何 查找 故障位 置进行分析， 希 望能为从事管道 阴极保护工作提供一 定的指 现象 ， 在 仪表没有显 示 的情况下， 如果 管道 防腐层有一定 的破 损 ， 电流 导。 就 会从土壤 中通 过破 损等漏入管道 ， 形成周 围电流 的渗透性 ， 也会在周 【 关键词】 长输管道； 阴极保护； 管道； 腐蚀 围土壤产生相对 明显的电位梯度 ， 在探测人 员双手 参比电极的情况下， 伏特计 会产生一定的抖 动 ， 在这样 的情况下， 就 会产生中间防腐 层的漏 钢 质燃 气管 道 因发生 电化 学腐蚀 往往 对社 会造 成严 重危害 ， 实践 电信箱 ， 因此， 采用这 样的方法 ， 能 收到理想的控制效 果 。
用。
绍 了这两 种方 法的 优缺 点 ， 并 对阴极保 护法 容易出现 的故 障进行 的分
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析【摘要】长输管道是重要的能源运输设施，对其进行有效的阴极保护是确保管道安全运行的关键措施。
本文从阴极保护原理与方法、在长输管道中的应用等方面进行探讨，并分析了阴极保护故障的常见方法和处理措施。
通过对长输管道阴极保护故障案例的深入分析，强调了故障分析对管道安全的重要性。
结合实际案例，提出了未来长输管道阴极保护故障分析的发展方向，以期为管道运营和维护提供更为科学的参考。
阐明了阴极保护在长输管道中的重要性，为管道安全运行提供了有效保障，同时也指出了故障分析在管道安全中的关键作用。
通过本文的研究，可以进一步完善长输管道阴极保护及故障分析的相关技术和应用，推动长输管道行业的发展。
【关键词】长输管道、阴极保护、故障分析、原理、方法、应用、案例分析、故障处理、预防措施、安全、发展方向。
1. 引言1.1 长输管道的重要性长输管道作为输送能源和化工产品的重要设施，在现代工业中扮演着不可或缺的角色。
长输管道的建设和运行不仅关系到国民经济发展，也直接关系到人民生活和国家安全。
长输管道能够将原油、天然气、煤炭等能源资源快速、高效地输送到各地，满足各行各业的能源需求，促进经济发展。
长输管道也承担着环境保护的责任，通过输送管道将能源产品输送至目的地，减少了运输过程中的尾气排放和能源浪费，有利于环境保护和可持续发展。
1.2 阴极保护的定义阴极保护是一种利用电化学原理保护金属结构免受腐蚀的技术。
该技术通过在金属表面施加一个外加电流，使金属表面形成一个保护性的电化学反应层，从而延缓或阻止金属结构的腐蚀。
阴极保护主要分为被动阴极保护和主动阴极保护两种类型。
被动阴极保护是通过让金属结构成为阴极，从而使金属结构保持在不发生腐蚀的状态。
而主动阴极保护则是通过在金属结构周围引入外部电流，使金属结构成为阴极，从而形成保护性的电化学反应层。
阴极保护技术被广泛应用于长输管道等金属结构的腐蚀防护中，可以有效延长金属结构的使用寿命，提高设施的可靠性和安全性。
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是输送天然气、石油等能源的重要设施，其安全运行关乎整个能源系统的稳定和安全。
而长输管道在运行过程中，由于环境、介质和其它外部因素的影响，会造成管道金属材料的腐蚀，进而引发管道的阴极保护故障。
本文将对长输管道的阴极保护原理及故障分析进行深入探讨。
一、长输管道的阴极保护原理长输管道在运行过程中，常常受到外部环境因素的影响，比如土壤中的化学物质、水分等，这些因素可能会导致管道金属材料发生腐蚀，进而产生安全隐患。
为了保障长输管道的安全运行，阴极保护技术被应用到了管道的防腐蚀措施中。
阴极保护是利用外部电源或阳极材料，通过在金属表面形成一定电位的保护电位，使金属处于保护状态，从而防止腐蚀的一种技术手段。
在长输管道中，通常采用对管道金属材料进行控制极化的方式，产生一定的负电位，从而将金属表面转变为保护状态，避免腐蚀的发生。
具体而言，长输管道的阴极保护原理可以归纳为以下几点：1. 构建阴极保护系统在长输管道周围埋设一定数量和一定深度的阳极材料，通过这些阳极材料释放的电流，来建立管道金属材料的阴极保护状态。
2. 控制管道金属材料的电位通过外部电源或者阳极材料，控制管道金属的电位，使其保持在一定的负电位范围内，这样可以有效地避免金属处于腐蚀的状态。
3. 监测阴极保护效果定期对长输管道的阴极保护系统进行监测，检测管道金属材料的电位和腐蚀情况，及时发现问题并进行调整和修复。
通过以上措施，长输管道可以有效地实现阴极保护，从而保障管道金属材料的安全和防腐蚀。
阴极保护系统也存在一定的故障和问题，下面将对长输管道阴极保护的故障进行分析。
阴极保护系统的电流不足，会导致管道金属材料无法形成良好的阴极保护状态，从而出现腐蚀问题。
造成电流不足的原因可能是阳极材料的损坏、电源设备的故障或者管道系统的电阻增加等。
解决方法：及时对阴极保护系统进行检测和维护，修复阳极材料或者更换电源设备，降低管道系统的电阻等。
长输管道阴极保护
1 强制电流阴极保护
利用外部直流电源，取得阴极极化电流，以防止金属遭受[wiki]腐蚀[/wiki]的方法称强制电流阴极保护，或外加电流阴极保护。
此时被保护的金属接在直流电源的负极上，而电流的正极则接辅助阳极。
强制电位阴极保护为目前油气管道阴极保护的主要形式。
该保护系统主要包括供电电源，辅助阳极（阳极地床），参比电极，电绝缘装置，检测系统等。
2 牺牲阳极保护
在离子导电的介质中，与被保护体相连并可以提供阴极保护电流的金属或合金称牺牲阳极。
牺牲阳极保护实质上是应用了不同金属间电极电位差的电化学原理来实现阴极保护。
当钢铁管道与电位更负的金属电气连接，并且两者处于同一电解质溶液中（如土壤、海水）则电位更负的金属作为阳极在腐蚀过程中向管道提供阴极保护电流，实现管道的阴极保护。
常用的牺牲阳极有镁和镁合金、锌及锌合金以及铝合金三大类
3 阴极保护准则
（a）埋地钢质管道阴极保护应符合下列准则之一：
•在施加阴极保护电流的情况下，测得管/地电位为-850mV（相对饱和[wiki]硫酸[/wiki]铜参比电极下同）或更负。
•相对饱和硫酸铜参比电极的管/地极化电位为-850mV或更负。
•管道表面与同土壤接触的稳定参比电极之间阴极极化值最小为100mV。
这一准则可以用于极化的建立过程或衰减过程中。
（b）其它要求
•对于裸钢表面或涂敷不良的管道，在预先确定的电流排放点（阳极区）确定净电流应从电解质流向管道表面。
•当土壤或水中含有硫酸盐还原菌，且硫酸根含量大于0.5%时，通电保护电位应达到-950mV 或更负。
埋地长输天然气管道阴极保护系统故障
埋地长输天然气管道阴极保护系统故障
埋地长输天然气管道的阴极保护系统是保护管道免受腐蚀的重要工具。
它通过在管道表面施加一个负电压，使其成为一个阴极，从而防止管道的金属表面发生氧化反应，并减缓或阻止管道的腐蚀。
阴极保护系统也可能出现故障，导致管道的腐蚀程度加剧。
以下是一些可能导致阴极保护系统故障的原因：
1. 钝化物质的枯竭：阴极保护系统通常使用钝化物质（如锌或铝）来产生负电压。
这些钝化物质会随着时间的推移消耗殆尽。
当钝化物质枯竭时，阴极保护系统将无法提供足够的电流，从而导致管道的腐蚀加剧。
2. 电缆断裂：阴极保护系统通常通过电缆与管道连接。
如果电缆断裂或受损，阴极保护系统将无法正常工作，从而导致管道腐蚀。
3. 地下工程施工损坏：在进行地下工程施工时，可能会误操作并损坏阴极保护系统中的电缆或钝化物质。
这样一来，阴极保护系统将无法正常工作，导致管道的腐蚀发生。
阴极保护系统故障可能造成严重的后果，因此当发现故障时，应立即修复。
修复方法包括更换枯竭的钝化物质、修复或更换断裂的电缆以及清理积水。
修复完成后，还应进行系统测试，确保阴极保护系统可以正常工作。
在预防故障方面，可以采取一些措施来确保阴极保护系统的正常运行。
定期检查和更换枯竭的钝化物质，定期检查电缆的完整性，并避免在管道周围积水。
埋地长输天然气管道的阴极保护系统故障可能导致管道的腐蚀加剧，因此必须及时发现和修复故障。
采取预防措施可以帮助确保阴极保护系统的正常运行。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
长输管道阴极保护监测与诊断系统引言长输管道阴极保护是管道日常管理的重要工作内容，主要包括两个方面的工作，既阴极保护运行数据的采集和阴极保护运行数据的分析。
长期以来，由于线路长、监测点分散、交通不便，监测工作实施与管理难度高，工作量大，为此，国外在上世纪70～80年代首先开始进行远程监测方面的研究，主要采用的技术方案是飞机遥测和卫星通讯遥测，这些技术的运用，在一定程度上，达到了提高监测效率，降低劳动强度的目标，但高昂的数据采集成本限制了此类技术的应用。
在数据分析方面，美国环境总署曾经组织了有关的专家，建立一套阴极保护系统的运行维护软件，该软件包括：腐蚀防护的教育和智能性专家诊断系统，可实现数据记录、智能性专家诊断、设备查询、日常管理确定敏感地区的管道位置，以便发生故障时，及时提供相关的详细资料。
同时也可提供管道事故的预警信息。
便于管理部门及时准确的了解有关的阴极保护信息，也便于具体执行人员的自检和系统阴极保护的信息积累。
阴极保护技术具有较强的专业性，当前国内管道管理部门的阴极保护专业工程技术人员不足，而需要管理的管道却在不断增加，因此，通过采用新技术手段，提高阴极保护管理的水平成为发展的必然。
1 长输管道阴极保护监测与诊断系统架构阴极保护在线监控专家系统是一套面向阴极保护领域的无线远程智能在线监控和专家决策支持系统。
该系统以地理信息系统（GIS）为管理平台，以SQLSERVER数据库作为系统统一的数据库，以公共无线数据通讯方式（GPRS/GSM）和其他有线通讯方式相结合的方式为数据传输手段，以低成本的方式实现遥测和遥控；该系统实现了对管道等被保护体保护状况的在线检测，同时可以通过远程监控方式随时监视并调整恒电位仪的工作状态，配合阴极保护在线监控专家系统进行辅助分析，可以使得整个阴极保护系统处于最佳的工作状态，最大限度的起到保护的作用。
1）系统工作流程●用户通过GIS应用程序提供的电子地图、图表和报表，可以直观的观察到管道沿线保护情况，同时可以通过专家系统进行辅助决策，帮助用户分析阴极保护系统中相关部分故障的原因和应对措施。
●恒电位仪数据通过有线通讯方式，利用用户原有通讯网络传送到异地的中心机房服务器，最后通过服务器中对应的后台服务程序完成数据处理。
对于没有有线通讯条件的恒电位仪，其数据通过GPRS无线通讯方式进行传输。
●智能电位采集终端将采集的电位数据通过GPRS无线通讯方式传送到INTERNET网上，通讯协议采用TCP/IP，数据通过INTERNET网传送到服务器中，最后通过服务器中对应的后台服务程序完成数据处理。
●后台服务程序在数据处理时，同时完成数据的存储、通讯和与GIS系统的信息交换工作。
在GIS系统不工作时，可以实现自动的数据接受和信息下发功能。
满足数据采集无人的要求。
图1 系统软件架构示意图图2 系统拓扑结构示意图2）系统构成(1)管理中心服务器系统软件：阴极保护远程监控专家系统软件 1套Windows Sever 2003 1套SQLSever2008 1套硬件：服务器1台1个Internet静态IP地址的宽带接入1条（GPRS通讯）短信接收模块及短信中心手机卡1套（GSM通讯）(2)阴保站恒电位仪系统每个阴极保护站需要配备一套阴极保护电源系统，每套阴极保护电源系统由如下设备构成：IHF数控高频开关恒电位仪2台YHS-1控制柜1台恒电位仪通讯转换器视现场情况确定。
(3)智能电位采集系统每个电位采集点需要配备一套智能电位采集系统，每套智能电位采集系统由以下设备构成：智能电位采集仪1台长效参比电极1只水泥桩或钢桩1个2 长输管道阴极保护监测与诊断系统主要功能阴极保护在线监控专家系统结合地理信息系统（GIS）技术、专家系统（Prolog）技术、无线通讯（GPRS/GSM）技术和数据库技术，实现了被保护体及其附属设施的维护、终端设备的远程监控和遥控、图形化的管理、数据的查询与分析以及对出现的故障进行诊断等功能。
在线监控专家系统的主界面如下图，从界面中可以直观的查看管道的走向、设备的位置以及异常检测点的特殊显示，从而有利于及时掌握阴极保护的运行情况。
图4 阴极保护在线监控专家系统主界面其主要功能包括：(1)专家诊断系统系统内部集成的阴极保护专家系统，能够在充分利用监控数据的基础上，有效地对阴极保护运行过程中出现的问题进行诊断，并给出故障发生的原因和相应的处理意见，从而给故障排查和维修提供了依据，提高了科学性和准确性。
图4 在GIS界面直接调用专家诊断功能图5 统计查询界面中关联诊断功能图6 图形对比诊断界面图7 故障诊断界面图8 故障诊断报告(2)报警功能及动态响应设备自动上传的数据，管理软件自动检测报警状态，当超出限定值时，标记该记录为报警记录，同时在电子地图中相应的设备图标标记为红色，以警示管理者对该监测点附近管道的运行情况进行排查。
(3)数据汇总统计系统提供了对历史数据的报表统计和图表统计的功能，图表分为时间图表和里程图表。
时间图表反应某检测点电位的历史变化情况，里程图表通过管道沿线各监测点的数据能够反映整条管道保护效果的变化趋势。
图9 智能电位采集仪保护电位-时间图表图10 智能电位采集仪交流干扰电压-时间图表图11 恒电位仪输出电压、电流、保护电位综合图表图12 管道沿线保护电位-里程图表图13 管道沿线恒电位仪输出电压-里程图表(4)设备监控管理以管道、管段的分类方式对设备进行分组管理，实现设备信息的维护，设备包括智能采集仪、恒电位仪、牺牲阳极、普通电流桩、普通电位桩等，其中能对智能电位采集仪和恒电位仪进行远程遥控，远程控制命令包括设备对时、参数设置、即时采样、采样时间设置等。
(5)地理信息系统平台地理信息包括地图的基本操作（地图缩放、移动、面积和距离测量、图元设备的选择和移动等），管道的绘制、监测设备的选择及注释信息的维护等功能；属性信息包含操作员管理、权限管理、基础数据管理等功能。
(6)阴极保护日常记录维护系统中提供了常数管线日常维护记录的录入和保存功能，如管道防腐层绝缘电阻检测记录、管道防腐层大修记录、土壤理化性分析记录等，通过查询、分析日常记录能进一步掌握管道的运行情况。
(7)系统操作日志维护提供了操作员的操作日志和设备的通讯情况日志，便于系统的维护和对操作员的监督。
(8)管道保护电位监测——智能电位采集仪智能电位采集仪应用了无线通讯技术、低功耗技术，实现了管道保护电位的自动检测、数据采集与传输。
●支持GPRS、GSM无线数据通讯方式。
●每天定时自动采集和上传数据，支持数据存储。
●支持连续检测，采样频率达到1条/秒，能够有效检测杂散电流干扰。
●支持断电测试检测，采样频率达到30条/秒。
●低功耗设计，设计指标10年内无需更换电池。
●稳定可靠，主机允许埋地或在水下使用。
●现场安装形式多样，满足防盗需要，测试桩形式有水泥测试桩和钢管测试桩。
●安装方便，免维护。
图14 智能电位采集仪及其在西二线和川气东送现场安装图(9)恒电位仪远程监控——IHF数控高频开关恒电位仪IHF数控高频开关恒电位仪的主要功能特点如下：●采用全数字控制高频开关电源技术。
●数字通讯接口，易于联网和远程监控。
●中文液晶显示，操作简便。
●工作参数自保持，可实现无人值守。
●控制精度高，工作范围宽。
●流经参比电极电流小，参比电极抗干扰能力强。
●体积小、重量轻，约为相控电源的1/5 。
●整机效率较高，效率较可控硅提高20％以上。
●电网适应能力强，环境适应性较好。
●使用维护方便。
3 阴极保护监控与诊断系统关键设计1）系统总体设计系统总体架构采用B/S架构，数据库采用SQLSERVER，地理信息系统采用ARCGIS，专家系统采用PROLOG，开发工具采用。
总体设计的关键要点如下：●将在线监控系统的数据（恒电位仪、智能电位采集仪等）随时体现在用户使用操作的GIS平台上，将静态的GIS系统，提升为动态系统，满足使用与管理的需要。
实现这一目标，是通过设计专用的后台服务程序，在完成数据通讯的同时，动态刷新GIS信息，将在线监控数据及时呈现给用户。
●专家系统与在线监控系统的整合，是系统总体架构设计的另一个关键。
专家系统诊断功能是否方便，直接关系到系统的易用性。
在系统设计时，提供多个专家系统的诊断入口，一是从用户使用的GIS平台上提供诊断入口，二是从系统的统计图表及报表上提供入口。
这两种入口，均可以将管道现有相关信息直接带入专家诊断过程中，诊断效率高，操作简便。
三是相对独立的诊断入口，诊断所需信息全部需要手工输入，该方式十分灵活，不仅可以诊断本管道的问题，也可以分析诊断其他管道的信息。
2）专家诊断系统设计本项目专家系统采用PROLOG开发平台，总体架构采用经典的专家系统架构，如下图所示：图15 专家系统结构示意图考虑到PROLOG语言的特点，结合本系统的要求，系统呈现在用户面前的内容主要包括：知识维护、故障诊断、故障统计三个主要部分，其余的推理机、解释器、知识获取过程等，均在软件内实现。
本系统通过知识维护模块来获取知识，通过对现象、故障、条件的维护来丰富知识库并设定知识库中的规则；现象由故障组成，故障由条件来判断其是否发生。
故障诊断模块是对故障进行诊断，通过专家系统的提问以及用户的回答，来匹配知识库中的规则，从而确定故障是否发生。
诊断时，根据现场的实际情况，先选中一条知识库中已经维护好的现象，然后增加一条诊断记录。
诊断记录增加后可以进行诊断，根据系统的提问用户进行回答，最后得到可能发生的故障。
故障统计模块中通过对已经诊断的故障进行确认，来统计故障发生的概率。
确认方式是当现象被诊断后会得到可能发生的故障，用户在现场实际排查故障时，如果通过专家系统诊断确认的故障发生了，那么用户需要在专家系统里面对故障进行确认，从而专家系统可以积累诊断经验。
图16 专家系统界面架构示意图3）专家系统知识库设计知识库(Knowledge Base)是知识工程中结构化，易操作，易利用，全面有组织的知识集群，是针对某一(或某些)领域问题求解的需要，采用某种(或若干)知识表示方式在计算机存储器中存储、组织、管理和使用的互相联系的知识片集合。
这些知识片包括与领域相关的理论知识、事实数据，由专家经验得到的启发式知识，以及常识性知识等。
考虑到阴极保护知识的特点，如何获取更多的现场经验和典型案例，是摆在项目开发组面前的关键问题。
为了保证系统开发的顺利进行，由中石化管道储运分公司科技处牵头，邀请了中石化、中石油、解放军等十多个单位的二十多名专家组成专家顾问团，通过会议、函审、查阅科技文献等方式，进行知识的收集整理，确保了知识整理的质量和覆盖面，这一措施，为阴极保护在线监控专家系统的研制成功，提供了有力的保证。
根据阴极保护系统的特点，专家最终确定了阴极保护知识库的知识构成，共有六大类，33小类，75个故障根源，14种典型故障曲线。