阴极保护装置

阴极保护的主要装置
阴极保护的主要装置有：绝缘法兰、测试桩、检查片。

阴极保护还需要电源设备，协助
阳极，或取代直流电源的牺牲阳极等。

一、绝缘法兰
绝缘法兰是在管道上安装的拥有电绝缘性能的法兰接头。

它包含一对钢质金属法兰和法
兰间的绝缘密封部件，法兰紧固件，以及紧固件与法兰间的电绝缘件，和与法兰相焊的一对
钢质短管。

（一）绝缘法兰的作用与安装
安装绝缘法兰的目的，是将被保护管道和不该受保护的金属体从导电性上分开。

它是在
施加阴极保护的管段上设置的，以切断管道的电连续性为目的，拥有电绝缘性的法兰接头。

假如没有此装置，保护电流将会沿着金属导体流到不该受保护的管道、金属体或大地进而增
大电源功率的输出，缩短保护长度。

在杂散电流扰乱区，绝缘法兰还可用来切割扰乱区和非
扰乱区，减少杂散电流的扰乱地区。

绝缘法兰一般安装在以下各处。

1管.道与站、库的连结处。

2.支管与干管的连结处。

3.有防腐层管段与裸管道的连结处。

4.管道大型穿、超越的两头。

5.新、旧管道，不一样材质管道的连结处。

6.杂散电流扰乱区。

（二）绝缘法兰的结构与安装
绝缘法兰分为比压密封型（简称 I 型）和自密切封型（简称Ⅱ型）绝缘法兰。

I 型绝缘法兰只应用于公称压力 PN≤的场合。

I 型和Ⅱ型绝缘法兰的结构分别见图1和图 2。

绝缘密封垫片和紧固件绝缘部件在绝缘工作表面间的电阻值均应不小于 500MΩ。

相关绝缘法兰的技术标准可拜见 SYJ 16—84《绝缘法兰设计技术规定》。

制作 I 型绝缘法兰的绝缘垫片资料，能够采纳橡胶石棉板、耐油橡胶石棉板、氯丁橡胶板、织物基氯丁橡胶板等。

制作Ⅱ型绝缘法兰的绝缘垫片资料，能够采纳酚醛层压布板、环氧酚醛层压玻璃布板等。

绝缘螺栓衬套和螺栓垫圈的资料，介绍采纳高强度的酚醛层压布板（棒）。

相关绝缘法兰的安装有以下规定：
1绝.缘法兰的选择应依据使用的温度、压力及绝缘性能进行选择，应防止安装在有可燃
性气体的关闭场所。

应预组装、查验合格后，才可整体焊接在装设处。

2.绝缘法兰敷布防腐涂层
绝缘法兰禁止安装在转弯处，安装后的绝缘法兰外面应敷设优秀的防腐涂层。

绝缘法兰
禁止埋地和浸泡在水中，法兰双侧各 10m内的管道，应做特增强防腐，防备短路。

3.内壁防腐涂层
输水管道绝缘法兰内壁应涂必定长度的内防腐涂层，以防内部导通，丧失电绝缘性。

4.防电保护设备
绝缘法兰双侧应设有预防雷击和过电流的保护设备。

（三）整体埋地型绝缘接头
绝缘法兰是阴极保护的重要构件之一。

其绝缘性能的好坏常常影响和决定工程的整体保
护成效。

绝缘法兰绝缘不良，可致使阴极保护的失败和大批保护电流的消散。

但上述绝缘法
兰自己存在着好多隐患与缺点。

1密.封性能差
绝缘法兰密封性能不够理理想。

2.装置弊端
现场装置很难知足干净、干燥的条件。

3.吸水性弊端
绝缘资料吸水后易老化。

4.接头处易短路
接头处极易造成短路，大多数是因为外面异物掉入法兰沟槽惹起。

5.耐压弱
耐击穿电压能力衰。

6.不可以直埋
一定设置检修井或架空，维修花费高。

所以，绝缘法兰是比管道更易泄露的连结处和单薄环节。

近 30 年来跟着阴极保护技术的发展，电绝缘连结的方法也在不断的改良和发展。

已发展了拥有电隔绝功能稳固的固定可拆
卸的管道连结器。

特别是整体型绝缘接头，其刚性设计使它拥有优秀的抗弯能力，可安全搬运。

其均匀绝缘强度在 15,000V和 20,000V之间。

机械性能与电性能均是高指标，见图 3。

如下图，整体型绝缘接头因为内置两道密封连结作用，而供给了防备较高内压下可能产
生的漏泄。

它可与管道同时敷设在地下而不用建测试井或闸井，进而方便了施工。

外国发达
国家如美国和西德己用整体埋地型绝缘接头取代了绝缘法兰。

我国石油天然气总企业也研制
了近似绝缘接头，并开始在工程上使用。

这关于阴极保护技术的推行、特别是在城市管网中
阴极保护的普及，更加方便和经济，并节俭了绝缘法兰井的占地。

（四）绝缘法兰的防备
在有高压强电线路的地域敷设管道，并安装有绝缘法兰时，为防备沟通扰乱或高压故障
对绝缘法兰的破坏，常常安装接地电池来保护绝缘法兰见图4。

当绝缘法兰装在有防爆要求
的地方时，应用玻璃布包缠并涂装，以防备发生火花。

或许直接安装带有防爆火花空隙的绝
缘法兰见图 5。

二、阴极保护测试桩
测试桩是从埋地管道上引出的，用于丈量管道阴极保护参数的永远测试装置。

测试桩也
叫检查头，它沿管道安装，每隔必定距离焊接一组测试导线，引到测试装置上。

测试导线可
固定在水泥测试桩上，或置于保护钢管内。

所以有水泥桩和钢管桩之分，测试桩有设置在地
上的，有设置在地下的，长输管线一般设置在地上，城市管线因占地的限制有些设在地表下，
结构都同样。

测试桩的典型结构及导线连结见图6。

钢制地上测试桩，是由钢制成的或是合成资料型的，其上端呈扁平状，由带有编号盘的硬
聚氯乙烯管，及一带锁的盖板和后边装有接线端子的绝缘板构成。

混凝土桩的上部也设有
测试盒，锻造的盒子内装有塑料板和必需数目的接线端子，经过带有穿进口的 2"钢管穿入电缆。

设于地表下的测试桩常常因地下湿气和凝水的浸蚀遇到破坏。

为此，将测试头密封在一
个关闭的塑料盒内，且按线端一律采纳钢制品。

不然会造成测试偏差。

测试桩一般应建立在 (关于长输管线 )：
1被.保护管道每隔 l～ 2 公里设一电位测试桩；
2.被保护管道每隔5～8 公里设一电流测试桩；
3.管道穿、超超出铁路、公路、河流处；
4.绝缘法兰双侧；
5.杂散电流扰乱区；
6.与其余管道、电缆交错处。

城市管线则应依据地形和地理地点和管线散布的实质状况设置必需的测试桩。

比如：高、
中压线，中、低压线的交接处；骨干线与支线的订交处等。

上述第3、4、5、6 条也合用于城市管线。

三、检查片
为了定量丈量阴极保护成效，而在管道沿线典型地段埋设的与被保护管道同样材质的钢
质试片。

检查片一般成对埋设，一片与管道相连（施加电保护），另一片不相连。

经一准时间后
开挖、称重、计算保护度。

式中G1无-电保护检查片的失重，g；
S1无-电保护护检查片的面积，cm2；
G2-有电保护检查片的失重，g；
S2-有电保护检查片的面积，cm2。

钢试片的大小为：100mm×50mm×5mm。

称重精度为。

试片要经有机溶剂脱脂，酸洗除锈和去除轧制氧化皮。

吹干干燥24 小时后才能精准称重。

并用沥青或白腊将检查片上编号和准测试都位涂敷覆盖，严格计算裸露面积。

检查片惯例测试周期不得小于一年。

介绍为1、 2、 5、 10、20 年。

检查片埋设拜见图
7。

检查片之间相距 300mm。

在杂散电流扰乱区，应把检查片埋在直流杂散电流从管道流出
的地址。

检查片单位时间单位面积的失重按下式计算：
式中V-检查片均匀腐化速率， mg/（ cm2·d）；
W-检查片失重， g；
A-检查片裸露面积， cm2；
t-检查片埋设时间， d。

检查片单位时间的均匀厚度损失为：
式中VL-检查片均匀腐化速度， mm/a；
Ρ - 检查片密度， g/cm3。

四、均压线
为防止扰乱腐化，用电缆将同沟敷设、近距离平行或交错的管道连结起来，以除去管道之间的电位差，比电缆称之为均压线。

地压线安装后，两管道间的电位差不超出50mV。

均压线的施工多在己运转中的管道长进行，为保证不断输的带压施工条件，要求施工一定快速、安全。

为防止动火，我国四川气田建设中采纳了导电胶粘接技术。

并经实践证了然用导电胶粘接均压线完整切合使用要求。

导电胶不只要有必定的粘接强度，并且还要拥有优秀的导电性，并能在短时间内快速固化，达到优秀的粘接和导电。

导电胶成份有市售导电胶和自制导电胶两种配方。

（一）市售导电胶配方有DAD-l和 DAD-2两种
导电胶的组分：
303改性酮苯二酚甲醛1份三聚甲醛份银粉份氢氧化钠份
导电胶的组分：
聚酯树脂1份改性的异氰酸酯 4 份
银粉10份
（二）自制的导电胶配方的组分
618环氧树脂7g
聚硫橡胶
银粉50g
上述资料搅拌均匀，加入固化剂
苯二甲胺
N-苯基 -R·N-甲基胺1滴（约）
按此配方配好混淆搅拌均匀后，二小时胶凝，四小时硬化，用上述重量比可粘一处接头。

导电胶应在15℃以上环境施工，且应做好粘接前的表面办理。

粘接后要等硬化后检查导电优秀才能作防腐办理。