埋地管道阴极保护电位IR降评估方法的研究
埋地钢质管道阴极保护系统检测
埋地钢质管道阴极保护系统检测点击:22 发布时间:2007-1-18 15:31:20 概要埋地钢质管道阴极保护主要分为二类:强制电流阴极保护、牺牲阳极阴极保护,个别管道采用强制电流和牺牲阳极交替保护。
当阴极保护系统不能给管道提供足够的阴极保护电位时,管道外防腐层缺陷处会发生腐蚀;当阴极保护系统给管道提供的阴极保护电位过负时,管道外防腐层会发生析氢剥离。
本文就埋地钢质管道阴极保护系统的检测方法进行初步的探讨。
关键词阴极保护参数管地电位保护电位防腐层绝缘电阻率引言埋地钢质管道的阴极保护是保障管道使用寿命的关键,当管道由于敷设施工、人为破坏、长期运行时,管道防腐层会发生局部破损和缺陷,当阴极保护系统不能正常工作或达不到要求时,管道就会发生腐蚀。
发生腐蚀的管段一般属于局部腐蚀,形成点蚀、坑蚀、小孔腐蚀,向深度发展,管体很快就会泄漏,造成的损失难以估量。
特别是输送易燃、易爆、有毒、高温、高压、高粘度的介质的管道,泄漏的危害将会更大。
定期对阴极保护系统进行检测、对系统进行整改是防范这类事故的简洁高效的方法。
1.阴极保护系统的构成1.1强制电流阴极保护系统的构成管道外防腐层、测试桩、恒电位仪二台(一台工作一台备用)、阳极地床(辅助阳极)、长效参比电极、绝缘法兰(接头)等。
2.1牺牲阳极阴极保护系统的构成管道外防腐层、测试桩、牺牲阳极、绝缘法兰(接头)等。
2.阴极保护系统构成要素技术指标2.1管道外防腐层新敷设的管道绝缘电阻率大于10000欧姆·M2,旧管道绝缘电阻率大于5000欧姆·M22.2测试桩平均每公里不少于一个2.3恒电位仪根据设计功率满足要求,均完好2.4阳极地床接地电阻、输出电流附合设计要求2.5长效参比电极误差±10mv2.6绝缘法兰(接头) 电位法、漏电百分率满足标准要求2.7牺牲阳极开路电位、闭路电流应满足设计要求对特殊管道以上要素技术指标参数有所不同,如旧管道的阴极保护系统。
埋地钢质管道阴极保护测量技术
埋地钢质管道阴极保护测量技术沈阳龙昌管道检测中心马负1 前言埋地钢质管道阴极保护系统一旦投用,就要定期对该系统的性能进行评价,确认阴极保护系统的效果,以判断其是否能够充分控制腐蚀。
但是,在实际工作中直接确定管道是否处于腐蚀状态是十分困难和复杂的。
且有些技术在工业化的现场条件下是无法实现的,因此必须依赖一些间接的、技术上可行的方法来评估阴极保护系统的有效性。
目前我们采用的主要方法是通过测量管道的电位、电流、电阻等相关参数,与选定的判据进行比较以达到评价阴极保护系统有效性的目的。
阴极保护测量技术内涵十分丰富。
因为腐蚀是电化学过程,所以是电化学和电学测量技术的结合。
为达到测量的规范和统一,最大限度的减少测量误差,国家制定了相关标准。
即GB/T 21246—2007 《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》、GB/T 21447—2008《钢质管道外腐蚀控制规范》、GB/T 21448—2008《埋地钢质管道阴极保护技术规范》。
这里我们主要结合国家标准对阴极保护测量技术进行讨论。
2 判据阴极保护理论研究表明,被保护体达到完全阴极保护的真正判据是被保护体上的各阴极均被极化到被保护体上最活性阳极的开路电位。
在这一电位点处腐蚀电流已经停止了,再施加更多的保护电流是不必要的,也是不经济的。
在这一点上对真正判据的理解是很容易的,但是应用这个判据去解决实际腐蚀问题却是不可能的,因为被保护体上最活性阳极的开路电位是不可能准确计算的也不可能在现场测量获得。
因此,必须有替代的判据。
一个替代的阴极保护判据,其目的是提供一个基准点,对某个指定物体施加阴极保护的水平可相对于此基准进行比较。
一个好的判据有某些期望特征,包括较广泛的结构体适用性、环境的实用性、便于应用、可靠的科学基础、将腐蚀减轻到可接受水平的极大可能性以及过度保护带来的危害性。
目前我们采用的判据为国家标准GB/T 21448—2008《埋地钢质管道阴极保护技术规范》中的4.3 阴极保护准则。
关于埋地钢质燃气管道阴极保护电位检测对策
关于埋地钢质燃气管道阴极保护电位检测对策摘要:本文立足于我国燃气管道网络建设实际情况,根据国家现行的钢质埋地燃气管道电位检测技术规范标准,首先阐述了钢质埋地燃气管道保护电位基本准则,然后根据某管线实际情况,对钢质埋地燃气管道阴极保护电位检测对策进行了粗略论述,以期为广大从业者提供有价值的参考借鉴。
关键词:电位检测、阴极保护、CIPS、通电电位、断电电位、试片法钢质埋地燃气管道通常采用阴极保护以及防腐涂层的方式来保证管道的长久使用,钢质埋地燃气管道在搬运、施工、使用过程中,预先涂刷的防腐蚀涂层有可能会被破坏,长期使用可能老化从而失去效用,不能起到保护管道的作用。
阴极保护是钢质埋地燃气管道的二次保护屏障,具有延长钢质埋地燃气管道使用寿命的作用,若是钢质埋地燃气管道服役期间,阴极保护不能达到相应的保护效果,管道防腐层破损处就会形成电化学腐蚀问题,从而引发穿孔泄露等现象,对钢质埋地燃气管道周边环境构成威胁,有严重安全隐患。
因此,需对钢质埋地燃气管道定期进行电位检测,以检测结果为基础提出相应的保护措施、调控措施,以确保埋地燃气管道的稳定运行。
一、钢质埋地燃气管道保护电位基本准则根据我国现行的钢质埋地燃气管道电位检测技术规范,针对钢质埋地燃气管道电位检测的技术准则大致可分为管地电位-850mV(不含IR降)、极化电位大于100mV两个类型。
一是钢质埋地燃气管道在施加阴极保护后,被保护钢质埋地燃气管道的电位相对铜饱和硫酸铜参比电极至少应为-850mV,钢质埋地燃气管道电位检测过程中必须要考虑到IR降所导致的误差值;二是被保护钢质埋地燃气管道表面和接触电解质稳定的参比电极之间的阴极极化值应该在100mV及以上,该原则不仅仅适用于钢质埋地燃气管道极化建立过程,同样也适用于钢质埋地燃气管道极化衰减过程[1-2]。
近年来,随着全国输气主干管网建设的提速,我国城市燃气管道长度不断增加,管道运输的瓶颈因素正逐步弱化。
数据显示,2018年我国城市燃气管道长度达716008公里,同比增长11.67%。
地下管道阴极保护效果判断方法的改进
( 5m 与这一偏差的代数和作为判断管段阴极保护状态的地面测取读数判据 , 一8 O V) 判断管道 的阴 极 保 护效 果 , 满 足生 产管 理和 工程 验 收的简 便 可行 的方法 。 是
关键 词 :R降 I 管 地 电位 测试 地下 管道 牺 牲 阳极
生。
地下 钢 管 阴极 保 护 工程 中 , 地 电位 是 最 重 要 管
3 0
右。
四川化 工
第 1卷 l
20 0 8年 第 1期
是 固定 的 , 如其 与 管道 材质 存 在差 异 , 会 引人 一定 就 的误差 。另外 , 片 断 电 法 需 注 意使 辅 助 试 片得 到 试
经验 公式 中各 参数 对偏 差 的影 响大 多呈 对数 或
指数 函数 关 系 , 算 比较 复杂 , 函数关 系绘 制成 曲 计 将 线或 图表 , 利于 现 场 查 对 , 精 度 有 限 , 有 但 限制 了经 验公 式法 的应 用 。通 过 大量 工 作 , 们 归 纳 出一 些 人
摘 要
.
消除管地电位测量时 I R降的干扰 , 正其 引起 的偏差是正确评价地下 管道阴 极保护效果 的 修
前 提 。选择 有代 表性 的典 型管段 和 土壤环 境条 件 , 试 片断 电法 测取 在最 大 保 护 电位 下 的实 际 I 用 R 降 , 合理 增加 一 定 的余 量 后 , 为所 有 地面测 取读 数所 含 的偏 差 。 以行 标 规定 的管 地 电位 边 界值 并 作
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图1 I R降引入偏 差示意图
究其原因, 是因为管道埋设于地下 , 测试通常是
埋地管道阴极保护效果监测技术分析
埋地管道阴极保护效果监测技术分析3张其敏 陈宁(重庆科技学院)摘要:阴极保护作为一项有效的防腐措施已经广泛应用于长输管道。
为了确保管道的长期安全运行,需了解管道的各个部位是否达到了保护状态,确定危险性比较高的管段,从而为管道运行管理提供可靠的决策依据,需要对阴极保护效果进行监测。
针对埋地管道阴极保护效果的监测,着重分析了管/地电位标准,管/地电位、C I PS 和测试探针等监测技术的原理及应用。
关键词:埋地管道;阴极保护;C I PS;测试探针基金论文:重庆市自然科学基金资助项目(CSTC -2007bb6214)1 引言由于长输管道均采用埋地方式敷设,穿越地段地形复杂,土壤性质各异,对管道有着不同程度的腐蚀。
为了防止土壤介质条件下的管道遭受腐蚀,管外表面均采用涂覆防腐层的方法进行防腐,同时为防止防腐层局部缺陷造成的管道局部腐蚀,大都采取了外加电流强制阴极保护,形成了双层保护体系,以最大程度地降低腐蚀发生的可能性。
为了确保管道的长期安全运行,需了解管道的各个部位是否达到了保护状态,确定危险性比较高的管段,从而为管道运行管理提供可靠的决策依据,需要对阴极保护效果进行监测。
根据阴极保护基本原理,判断阴极保护系统的欠保护、保护和过保护之间并没有一个明确的标准界限。
极化太弱,达不到预期的防腐效果;但是过度极化也是有害的,会引起“过保护”[1]。
因此需要寻找一个最优的阴极极化范围,既能将腐蚀速度降低到一个可接受的水平,又没有副作用。
2 管/地电位标准管/地电位标准是评价阴极保护效果的最常用的标准。
通入外加极化电流后,埋地钢质管道的电位向负方向移动(阴极极化),至少达到-850mV 才能实现对管道的保护。
自1928年美国柯恩提出这一准则之后,经过腐蚀研究工作者的大量理论分析和实地调查,已得到广泛认可,并由美国腐蚀工程师协会制定为标准NACE RP0169。
现场实践表明,当施加阴极保护的钢质管道的管/地电位达到-850mV,其腐蚀速度降至很小,保护度达到90%以上。
埋地管线阴极保护电位IR降测量技术研究
an r t o pl esip t t li Xi i g i e yuigfu e o sE eta ya et e b omi f i i — l o ni sn n a l l b s r t d . vnul , sr l y p en o e a j n o f d i n o m h l b e
(. 1 克拉 玛依致 信有限责任 公 司,新 疆 克拉玛依 84 0 ; 3 0 2
2 新 疆 油 田勘 探 开 发研 究院 ,新 疆 克拉 玛依 8 4 0 ; . 3 0 0
3 新 疆 油 田油 气储运 分 公 司 ,新 疆 克拉 玛依 84 0 ; . 3 0 2
4 中国科 学院金 属研 究所金 属腐蚀 与防护 国 家重点实验 室,辽 宁 沈 阳 10 1 ) . 10 6 摘 要 :本 文针对 新 疆 油 田输 油 管道 阴极保 护 电位 测试 值不 正 常的 问题 ,应 用 四种 测{
2 Isi t f x lrt nadd vlp n f nin i e , lmai 30 0 C ia .ntueo poai n eeo met j gs l l Kaa y 4 0 , hn ; t e o o Xi a o f d i 8
3 O l a Soae n r so a o o ay f i i g i e , a m y 84 0 , hn ; .i —G s t g d a p r t nC mpn  ̄ a l l K l a i 3 0 2 C ia r a T n ti oX nOf d i a
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防 腐涂 层及 阴极 保 护联 合 保护 的 实保 护 电位
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埋地管道阴极保护监测系统的研究及应用
中图分 类 号 : T P 2 7 4
文 献标 识码 : A
文 章编 号 : 1 0 0 0ห้องสมุดไป่ตู้ 8 8 2 9 ( 2 0 1 5 ) l 1 — 0 0 3 3— 0 4
Re s e a r c h a n d App l i c a t i o n o f Ca t ho d i c Pr o t e c t i o n Mo n i t o r i ng S y s t e m Of Bur i e d Pi p e l i n e C H E N G Ha i - j u n , R E N G u o — c h e n , S U N L i — y i n g
c o mmu n i c a t i o n n e t wo r k a n d mo n i t o in r g c e n t e r . Da t a a c q u i s i t i o n t e r mi na l b a s e d o n S TC1 2C5 6 0 8AD S CM a nd GP RS i s d e s i g n e d t o d e t e c t t h e d a t a a n d t r a n s mi t t h e i n f o r ma t i o n. Th e s o f t wa r e o f mo n i t o ing r c e n t e r wh i c h i s ou f n de d o n c o n f i g u r a t i o n s o f t wa r e Fo r c e Co n t r o l i s s u p po s e d t o r e c e i v e , s a v e ,ma na g e a n d a n a l y z e t h e d a t a . Th e s y s t e m ha s be e n s uc c e s s f u l l y a p p l i e d t o p e t r o c h e mi c a l e n t e r p r i s e a n d o p e r a t i o n r e s u l t s s h o w t h a t t h e mo n i t o in r g s y s t e m i s r e a l — t i me a n d r e l i a bl e , wh i c h p r o v i d e s t h e o r e t i c a l r e f e r e n c e a n d p r a c t i c a l e x p e r i e n c e f o r c a t h o d i c p r o —
埋地管道阴极保护电位测量方法研究进展
表 1 常 规 阴 极 保 护 电 位 测 量 方 法 的 对 比
· 55 ·
李 自 力 等 :埋 地 管 道 阴 极 保 护 电 位 测 量 方 法 研 究 进 展
于强制电 流 阴 极 保 护 受 辅 助 阳 极 地 电 场 影 响 的 管 段 ,测 量 管 道 对 远 方 大 地 的 电 位 ,用 以 计 算 该 点 的 负 偏移电位值 。 [3]
间接测量 法 从 消 除 IR 降 入 手,得 到 较 为 准 确 的阴极保护电位。土壤电压梯度技术是通过认为地 表面放置的两支参比电极横向之间的电压梯度正比 于流入或 流 出 管 道 的 电 流 大 小 来 消 除 IR 降 的 。 [4] 辅助电极 法 消 除IR 降 是 从 减 小 电 阻 方 面 考 虑 的, 认为测量 点 与 参 比 电 极 之 间 的 距 离 愈 小,IR 降 愈 小。瞬间断 电 法 消 除 IR 降 是 从 电 流 方 面 考 虑 的, 认为断开与管道相连的所有电源后测量得到的管地 电位即为管道的阴极保护电位。试片断电法实际上 是把辅助电极法和 瞬 间 断 电 法 结 合 起 来,即 用 瞬 间 断 电 法 测 量 辅 助 电 极 (即 试 片 )与 参 比 电 极 之 间 的 电 位差,认为试片 的 断 电 电 位 即 [5] 为 管 道 测 量 点 的 阴 极保护电位。
极化探头法是在解决试片断电法缺点的基础上 发展来的,测量时用 绝 缘 材 料 把 测 量 设 备 和 土 壤 环 境隔绝开来,屏蔽掉 测 量 设 备 周 围 的 杂 散 电 流 和 二 次电流,从 而 使 测 量 中 的 IR 降 得 到 最 大 限 度 的 消 除,得到最为准确 的 阴 极 保 护 电 位。 典 型 的 极 化 探 头由在测试位置处代表管道的金属试片和长效硫酸 铜电极构成。试片应与管道具有相同的材质及适当
埋地天然气管道阴极保护技术相关研究内容建议
埋地天然气管道阴极保护技术相关研究内容建议1.杂散电流干扰因素检测及防范措施研究对于埋地天然气钢质管道的安全运行而言,腐蚀是一大隐患。
而杂散电流干扰腐蚀是所有腐蚀类型中最严重的一种腐蚀。
因此,当发现埋地管道存在杂散电流的干扰影响就必须对其进行排查,并确定其干扰程度,研究其防范措施。
本项目通过对各种杂散电流干扰源(如地铁、轻轨、电气化铁路、高压电网、磁悬浮、地铁盾构等)对天然气管道干扰的研究,确定各种杂散电流干扰源对埋地天然气管道的干扰水平,在理论研究和现场测试的基础上评价限流、排流措施的效果,以提高天然气管道的安全运行和管理水平。
主要研究内容有:1)调查管道铺设范围内各种杂散电流干扰源,摸清各种干扰源的种类和分布情况,以及与管道的位置分布情况2)研究地铁、轻轨直流杂散电流干扰的特点和程度根据干扰源的分布情况,选取测试点进行现场测试,并进行电位数据的采集和分析,研究出其干扰的特点和程度。
3)研究电气化铁路直流电流干扰的特点和程度根据干扰源的分布情况,选取测试点进行现场测试,并进行电位数据的采集和分析,研究出其干扰的特点和程度。
4)研究高压输电线路交流干扰的程度和特点根据干扰源的分布情况,选取测试点进行现场测试,并进行电位数据的采集和分析,研究出其干扰的特点和程度。
5)研究磁悬浮电磁干扰的程度和特点根据干扰源的分布情况,选取测试点进行现场测试,并进行电位数据的采集和分析,研究出其干扰的特点和程度。
6)杂散电流防护措施以及防护效果的评定根据前面的研究结果,提出有针对性的防护措施,并通过现场测试评定其防护效果。
2.阴极保护系统参数调整技术研究目前的管道大都采用外防腐层与阴极保护系统相结合的防腐措施。
管道的外防腐层在施工以及在管道运行过程中不可避免地会发生一些破损,故需采用阴极保护对管道提供保护。
目前,常规的阴极保护在设计时所采用的一些参数通常都只有一组或一次测定,如土壤电阻率、防腐层电阻率、辅助阳极接地电阻等参数,而管道实际运行一段时间后,这些参数将会发生变化,如土壤环境参数在一年四季中可能都各不相同、涂层质量可能随着时间的推移而出现老化和破损等现象而其电阻率发生变化、土壤环境参数变化导致辅助阳极的接地电阻发生变化等等。
埋地钢质管道阴极保护方式及其维护
吹雪车对跑道、联络道、滑行道实施热吹作业,一旦摩擦系数达不到标准,关闭机场;机场关闭期间,除冰车按时进行喷洒除冰液、融雪剂作业,用吹雪车实施吹雪作业,并按照机场规定的时间完成。
2.3合理培育除冰雪保障人员,提高服务质量冬季机场道面除冰雪工作,建立由专业化人员组成的专业化队伍,组织固定,人员基本固定,有利于保证服务质量和服务水平的提高。
这就需要在冬季服务开始之前对除冰雪专业人员进行技术培训,使其身体状况、心理素质、团队精神和敬业精神都调节到较高的水准。
①车辆设备使用操作的培训。
操作人员按照所有可能使用的设备的操作规程、操作要领进行训练,达到熟练准确操作;掌握除冰雪作业时制剂的用量,行驶速度,作业宽度等相关参数。
②除冰雪预案的培训。
熟悉除冰、除雪的方法,熟悉飞行区除冰雪预案;了解编队作业时各车辆的位置、功能、责任,出现纰漏时如何补救,知道自己岗位上级部门的联系方式。
③机场情况的培训。
熟悉飞行区的跑道、滑行道、联络道的位置,熟悉车辆集结地点和除冰雪作业时机场的功能区、作业区划分情况;练习飞行区平面图的识图,必要时到现场确认飞行区道路交通管理规定。
④除冰雪演练培训。
演练时一切按照实际除冰雪工作要求操作进行,包括所需的人员、设备以及如何编队、如何分组作业都必须符合《飞行区场道除冰雪预案》中的详细规定,最大限度地模拟实际除雪作业,在演练中除冰雪指挥人员要对演练进行全程的监控,对出现和发现的问题进行总结和制定整改措施,有必要的话可以在现场进行纠正,组织对出现问题的环节进行重新演练,以使工作人员能够及时纠正作业错误,避免在实际除冰雪工作中出现类似的问题。
3结束语除冰雪工作在很多机场都有系统的、成熟的作业方式,但是随着机场运行规模的增加,工作方式和设备配备情况都在发生逐步的变化,其变化趋势主要表现在以下三个方面。
①除冰雪设备类型方面在飞行区除冰雪设备类型方面,体现出了以下几个方面。
高科技含量的设备,运行更安全,更可靠,更高效;功能集成化设备,同一台设备可以同时或分时完成多种工作,不需要回去改装或更换,对于现场的不同作业对象和条件随时可以转换作业方式,缩短了整体的作业周期;专业化设备,既有大型的也有小型的,在不同的作业环境下应用不同规格和型号的设备,不同的气象环境下用不同功能的专用设备,作业效果更好;新型专用设备,为了飞行区的某一需求而设计的设备,功能专一,性能特殊,如结冰预警系统,可以实现不同介质(不同酸碱度和盐浓度下的雪水)实际冰点的测试和预报,既可以减少化学制剂的使用量节约成本,又不会贻误最好的作业时机。
埋地管道阴极保护方法探讨
埋地管道阴极保护方法探讨对天然气的测量是为了得到准确的气体流量,为生产优化,贸易结算,输运等提供计量依据。
标签:标签:牺牲阳极法;强制电流法;电化学保护人类在和腐蚀作斗争过程中,发展了腐蚀科学,电化学保护技术的发展是与腐蚀科学的进步分不开的。
1 阴极保护简史早在1823年,英国学者汉·戴维先生接受英国海军部对木制舰船的铜护套的腐蚀的研究,试图用锡、铁和锌对铜进行保护,并将铁和锌对铜的保护列在1824年发表的报告中,这就是现代腐蚀科学中阴极保护的起点。
戴维的学生米·法拉第于1834年发现了腐蚀电流和腐蚀量的关系。
他的这一发现奠定了電化学的理论基础。
1902年K.柯恩使用外加电流成功地实现了实际的阴极保护。
1906年卡尔鲁赫公务工程经理赫伯特·盖波特建起了第一座阴极保护站,用一台容量为10V/12A 的直流发电机保护电车轨道电场内300m的煤气和供水管道,并于1908年获得德国专利。
1913年秋,在日内瓦召开的金属学会大会上命名这一方法为“电化学保护”。
R.J.柯恩,于1928年在新奥尔良州一条长距离输气管道上安装了第一台阴极保护整流器。
他通过试验发现,-0.85V(相对饱和铜/硫酸铜电极)的电位足以防止各种形式的腐蚀。
1928年柯恩在国家标准局华盛顿防腐大会上报告了他的实验的重要价值,为阴极保护进入现代技术奠定了基础。
1936年美国成立了中部大陆阴极保护协会。
这个协会成为后来的国家腐蚀工程师协会(NACE)的基础。
阴极保护技术在我国石油管道上的应用研究始于1958年。
到了20世纪60年代初期,在新疆、大庆、四川等油气管道上陆续推广了阴极保护技术。
20世纪70年代,我国的长输管道已广泛采用了阴极保护。
目前,国外阴极保护技术已做到了法律化、标准化,比较重要的有《美国气体管道联邦最低安全标准》、德国的《长输管道运输危险液体的规定》、NACE的《埋地及水下金属管道外腐蚀控制推荐作法》等。
埋地管道阴极保护方法探讨
埋地管道阴极保护方法探讨作者:王丽丽孙建来源:《现代商贸工业》2010年第03期摘要:对天然气的测量是为了得到准确的气体流量,为生产优化,贸易结算,输运等提供计量依据。
关键词:关键词:牺牲阳极法;强制电流法;电化学保护中图分类号文献标识码文章编号:1672-3198(2010)03-0313-人类在和腐蚀作斗争过程中,发展了腐蚀科学,电化学保护技术的发展是与腐蚀科学的进步分不开的。
1 阴极保护简史早在1823年,英国学者汉·戴维先生接受英国海军部对木制舰船的铜护套的腐蚀的研究,试图用锡、铁和锌对铜进行保护,并将铁和锌对铜的保护列在1824年发表的报告中,这就是现代腐蚀科学中阴极保护的起点。
戴维的学生米·法拉第于1834年发现了腐蚀电流和腐蚀量的关系。
他的这一发现奠定了电化学的理论基础。
1902年K.柯恩使用外加电流成功地实现了实际的阴极保护。
1906年卡尔鲁赫公务工程经理赫伯特·盖波特建起了第一座阴极保护站,用一台容量为10V/12A的直流发电机保护电车轨道电场内300m的煤气和供水管道,并于1908年获得德国专利。
1913年秋,在日内瓦召开的金属学会大会上命名这一方法为“电化学保护”。
R.J.柯恩,于1928年在新奥尔良州一条长距离输气管道上安装了第一台阴极保护整流器。
他通过试验发现,-0.85V(相对饱和铜/硫酸铜电极)的电位足以防止各种形式的腐蚀。
1928年柯恩在国家标准局华盛顿防腐大会上报告了他的实验的重要价值,为阴极保护进入现代技术奠定了基础。
1936年美国成立了中部大陆阴极保护协会。
这个协会成为后来的国家腐蚀工程师协会(NACE)的基础。
阴极保护技术在我国石油管道上的应用研究始于1958年。
到了20世纪60年代初期,在新疆、大庆、四川等油气管道上陆续推广了阴极保护技术。
20世纪70年代,我国的长输管道已广泛采用了阴极保护。
目前,国外阴极保护技术已做到了法律化、标准化,比较重要的有《美国气体管道联邦最低安全标准》、德国的《长输管道运输危险液体的规定》、NACE的《埋地及水下金属管道外腐蚀控制推荐作法》等。
关于阴极保护中IR降的真实含义
关于阴极保护中IR降的真实含义阴极保护中,初级选⼿向⾼级选⼿进发的过程中,遇到的⼀个拦路虎就是IR降。
IR降是什么意思呢?我以前曾经写过⼀篇⽂章,题⽬是《⼤型储罐底板外侧外加电流阴极保护系统参数的测量与系统调试》,发表在《腐蚀与防护》杂志上,⾥⾯最重要的⼀部分是对IR降的探讨,摘录如下:3.2 IR降的真实含义关于测量电位的真实含义,在NACE标准TM0497-97《埋地或浸泡⾦属管道系统的阴极保护准则相关的测量技术》的第5.8节中认为有以下部分引起的电势差:a)、电压表b)、测试导线c)、参⽐电极d)、电解质e)、涂层f)、管道g)、管道⾦属/电解质界⾯其中,前6项就是我们标准中所规定的IR降,即“除了由⾦属/电解质界⾯引起的其它的电势差”,第7项就是我们所说的真正的极化电位。
3.3 IR降和真实极化电位的测量⽅法由于前6项是⼀个电阻性质的参数,所以,当电流等于零时,IR等于零。
也就是说,当通电时,这部分的电势差是I*R,⽽当瞬间断电时,可以认为电流等于零,此是由于这部分电阻引起的电势差也减少为零。
⽽保护⾦属表⾯真正的极化部分由于是⼀个电容性质的参数,不会⽴即为零。
所以可以采⽤瞬间断电的⽅法,来测量IR降的⼤⼩。
NACE标准TM0497-97《埋地或浸泡⾦属管道系统的阴极保护准则相关的测量技术》中是这样描述的:“存在于管道-电解质电位测试过程中的电压降(IR降)的影响可以通过中断所有明显的电源得到并进⾏检测。
这个测量结果被指为“瞬间断电”电位(instnag-off)电位。
⽽在通电电位和瞬间断电电位之间的差值就是系统的IR降。
这种测量必须在电流中断后⽴即进⾏,不能有任何可观察到的延迟现象以避免去极化过程未能记录。
测得的电位被作为测量点的极化电位。
因为中断电流可能造成⼀个电位脉冲,应避免将电脉冲的电位记录为极化电位”。
关于断电电位的正确测量和判断,应使⽤可以在很短取样间隔的电位记录仪进⾏测量,也有⽤⽰波器进⾏测量的先例。
站场埋地管阴极保护电位测量与评估的影响因素
0 引言
各类电厂及油汽储运站场地下一般都布置了复 阴保系统参数进行调节,是保障钢制埋地管道安全 杂的钢制工艺管道,通常通过阴极保护和防腐层相 可靠运行的重要实践活动,国际相关标准实践[1-3] 结合的方法控制管道的腐蚀降质,测量并评估阴极 对此作出了明确规定。CP电位测量方法的相关研 保护电位(下称CP电位)的有效性并以此为输入对 究[4-10]、IR降对CP电位测量的相关研究[11-17]、埋地管
位法测量时参比电极位于管道上方地表,极化探头 测量时采用内置参比,测量位置位于管道上方0.5m 埋深处,标准管地电位法测量时采用长效硫酸铜参 比,参比电极位于管道上方0.5m埋深处。为便于表 述,本文采用简单的符号表示三种方法测试的相关 数据,说明如表1所示。
全面腐蚀Байду номын сангаас制 第35卷第06期 2021年06月
2.2 金属干扰物对CP电位测量结果的影响
无论采用哪种方法测量,其CP电位值相比干扰接入
在站场环境中,由于建设期施工等原因导致土 前均有一定程度地升高,说明铜绞线干扰的接入导
壤中残存了少量金属材料,其与埋地管搭接构成了 致了CP电流的损失,降低了阴极保护效果。由表3可
埋地管阴极保护的干扰物,对CP电位测量结果形 知,干扰接入后,CIPS\P/S\PP三种方法的测量结果
技
GONG Nu, GAO Lu-yang, ZHAO Bo-kang
术
(China Nuclear Power Operation Technology Co., Ltd. Wuhan 430223, China)
Abstract: Station buried piping experimental field was built for this study. Under series simulation
IR降消除方法—试片断电法适用性分析
- 97 -第2期IR降消除方法—试片断电法适用性分析李东昕,张磊,刘馨烨(中国石油管道公司沈阳检测技术分公司, 辽宁 沈阳 110168)[摘 要] 本文针对影响埋地管道真实阴保电位测试结果的IR降,分别从测量电流、参比电极位置和涂层缺陷三个方面进行了分析,并探讨了试片断电法对于消除IR降的适用性。
[关键词] 真实阴保电位;IR降;试片断电法作者简介:李东昕(1988—),男,辽宁铁岭人,硕士研究生,工程师。
从事长输管道外检测、管道腐蚀防护、管道阴极保护评价、穿河管道检测与评价工作。
埋地钢质管道运输油气是当前国内油气行业运输产品的主要方式。
由于钢质管道埋设于土壤中,受到土壤介质等外界因素的影响而产生腐蚀,丧失保护和输送介质的功能。
为了避免埋地钢质管道发生腐蚀,通常采用的防护措施为涂敷防腐涂层及施加阴极保护[1,2]。
在对埋地管道通过阴极保护的措施进行防腐方面,需要判断埋地管道是否达到了完全保护:测得的管地电位低于-850mV (相对Cu/CuSO 4电极)[3]。
但事实上,目前常用的地表法—参比电极(现场一般采用饱和硫酸铜参比电极,CSE )垂直放置于埋地管道的正上方—所测得的管道电位与真实的阴保电位存在一定的差距,这个差距主要为测试过程由于阴保电流、土壤等因素产生的IR 降,该差距可达几十到几千毫伏不等[4]。
在现场测试的电位中存在IR 降的主要原因是由于忽视了现场管道与参比之间的土壤电阻的影响,在阴保电流的作用下,这一部分电压降形成了测试结果中IR 降的主要组成部分;严格讲,事实上IR 降还包含测试用电压表本身产生的电压降,当然这一部分电压降远小于由于土壤电阻产生的电压降[5]。
因此从理论上讲,防腐层越完整,绝缘电阻越大,在测试点处流入管道的阴保电流也就越小,此时由于土壤部分产生的电压降也就越小;但同时也可以看出,土壤电阻是影响大部分电压降的主要原因。
因此,本文以真实阴保电位测试过程中的IR 为研究对象开展分析,对保障埋地管道阴保系统评价与维护、保障管道安全运行,减缓腐蚀影响是非常迫切且有意义的。
管道阴极保护电位测试方法的研究与实践
管道阴极保护电位测试方法的研究与实践摘要:正确测量埋地钢质管道的阴极保护电位,是判断管道保护是否充分的关键,对保证管道的安全运行至关重要;本文提出了采用试片近参比法测量管道通电电位的方法和基于本测量方法的管道保护效果判定准则。
关键词:管道;通电电位;测试;方法在埋地钢质管道的腐蚀控制中,对管道采取阴极保护措施是保证管道不受腐蚀的有效方法,按照腐蚀控制的理论和规范,在钢质埋地管道相对于土壤的电位(采用铜/饱和硫酸铜参比电极)负于-0.85V这一条件下,管道的保护是充分的,其腐蚀速度在可以接受范围内。
但这一电位值指的是管道对地的“真实电位”,在实际的生产管理过程中,由于测量方法的问题,所测得的“表观电位”与真实电位是有差距的,如果不加以区别,直接使用表观电位值来进行判定,那么在管道的腐蚀控制过程中将造成对管道保护效果的误判,对管道造成不可挽回的损失。
一、15分钟电位平均值的有效性分析理论上,管道的管地电位是管道与土壤氧化还原反应程度的表象,在稳定极化的状态下,它是一个相对固定的值。
但在实际的管道电位检测工作中,由于干扰电流的存在,进行管地电位测量时,电压表的读数始终都是处于波动状态的,这种波动频率通常小于1秒/次,波动的幅度有时会较大,这给管道电位的测量带来很大的困挠。
干扰状态下管道电位的记录数据如下:近参比法的原理是,对于有防腐层的管道,只有直接测量防腐层漏点表面的电位,才是管道腐蚀电位的真实反应,但管道的防腐层缺陷通常是不可知的,因此实际测试时的从缺陷点到测量点的IR值也是不可知的。
为了达到测量目的,在实际的测量中,采用一个试片与管道连接,然后将参比电极靠近试片进行测量,此时试片模拟了一个管道的防腐层泄漏点,其状况与管道的状况是一致的,同时由于参比电极与试片的距离可以是固定的,试片面积也是已知的,则其IR降是可以预知的,因此可以通过数据处理来消除IR降的影响。
相比其他各类方法,试片近参比法应用简单,测得的数据可重复性较好。
埋地管道阴极保护的检测对策探讨
埋地管道阴极保护的检测对策探讨摘要:随着生活质量的提高,人们对生活质量的要求越来越高,这样大部分的管道被埋在地下,这就需要对埋地管道进行一定的保护,一方面延长管道的使用寿命,另一方面减少故障的出现,保证管道真正的发挥应有的作用。
为了延长管道的使用寿命,降低故障的发生几率,必须对管道进行有效的防腐层和阴极保护措施。
基于此,本文主要对阴极保护埋地天然气管道的检测对策进行分析探讨。
关键词:阴极保护埋地;天然气管道;检测对策1、前言随着管道工程建设的发展,埋地管道对工程质量提出了更高的要求。
埋地管道属于重要的民生工程,在城市建设规划中发挥着重要的作用。
针对埋地燃气管道建设而言,除了在施工过程中重视安装质量外,还必须进一步完善防腐策略,选用可靠的阴极保护提高使用效益,延长管道的使用寿命,降低故障发生几率,降低维护和修理的工作度2、阴极保护埋地天然气管道的检测对策埋地管道失效的模式不外乎腐蚀、应力集中,以及腐蚀和应力集中共同作用。
但造成这三者的因素往往是复杂的。
我们选择“3PE”防腐层外加电流阴极保护的埋地天然气管道作为检测对象,针对造成损坏的因素制定此类管道检测的项目和程序如下:2.1管道定位(1)利用定位仪和探管仪查明管道的经纬度坐标信息和埋深;(2)检测点数不少于探管仪衰减电流检测点个数,当管道弯曲时,应适当增加检测点,保证其弯曲特征;(3)记录每个检测点特征信息:管道规格、起点、终点、直管段、拐点(弯头)、三通、泄漏点、防腐层破损点及dB值、预定的开挖点、穿(跨)越道路、穿(跨)越河流或河沟、起拱点、入地点、井场、农田、荒地、鱼塘、高压线、占压、地理位置以及测试人员认为需要记录的其它信息;(4)以下部位,必须记录其经纬度坐标:①管道的特征点,主要包括:起点、终点、拐点、三通、变径、阀座等部位;②特殊环境管段,如穿跨越、起拱、占压、鱼塘、高压线下等管段;③发现问题的部位,如防腐层破损点、穿孔泄漏点等部位;④预定的开挖点部位;⑤存在安全隐患的部位;⑥检测人员现场认为有必要记录的部位。
埋地钢质管道阴极保护电位测试方法探讨
埋地钢质管道阴极保护电位测试方法探讨徐若语;刘士超;朱浩;应未;张菲;石萌;马伟平【摘要】阴极保护是保障油气管道安全运行的可靠技术,国际上普遍应用断电电位评价管道阴极保护状态.介绍了国内管道断电电位测量技术现状,针对断电电位测量延迟时间存在差异,不能获得准确的管-地极化电位等问题,以新发布的美国腐蚀工程师协会标准NACE TM 0497-2012为例,阐述了国际上普遍公认的阴极保护电位标准测试方法,包括测试断电电位的断电时间、电压冲击峰持续时间、参比电极精度和参比电极放置方法等.最后,提出了借鉴NACE TM 0497-2012修订GB/T21246-2007的建议.【期刊名称】《石油化工自动化》【年(卷),期】2016(052)003【总页数】4页(P18-20,31)【关键词】阴极保护;通电电位;断电电位;测试方法;电压冲击峰【作者】徐若语;刘士超;朱浩;应未;张菲;石萌;马伟平【作者单位】中国石油集团东南亚管道有限公司,北京100028;中交煤气热力研究设计院有限公司,沈阳110026;北京中航油工程建设有限公司,北京100621;中国石油集团东南亚管道有限公司,北京100028;中国石油天然气股份有限公司管道工程第一项目经理部,河北廊坊065000;中国石油天然气股份有限公司管道工程第一项目经理部,河北廊坊065000;中国石油管道科技研究中心,河北廊坊065000【正文语种】中文【中图分类】TM207阴极保护是防止埋地钢质管道腐蚀最可靠安全的技术。
阴极保护电位是一项重要参数,断电电位反映了管道是否受到充分的阴极保护,通电电位的分布反映了管道阴极保护状态和管道防腐层的劣化程度。
生产实践证明:管道阴极保护电位达到-850mV要求,管道仍会发生腐蚀[1]。
目前国际上普遍采用阴极保护有效性技术进行管道腐蚀防护,文中阐述了国内外标准关于阴极保护电位的准则,介绍了国内阴极保护断电电位测量技术现状,存在的问题是断电电位测试方法不统一,例如断电电位测量延迟时间存在差异,不能获得准确的管-地极化电位。
埋地管道阴极保护判断准则
埋地管道阴极保护判断准则开挖验证法:现场开挖,直接观察管道实际的腐蚀情况是判断阴极保护是否充分最可靠的措施。
为了方便阴极保护工程施工时候的实际应用,通过总结多年的实践和研究,得出了以下几点判断准则来评判金属结构是不是得到了充分的阴极保护。
挖开土壤后直接观察管道的涂层漏点处的变化,根据管道表面涂层的不同情况进行判断。
如果图层漏点处的金属表面出现黑色物质,则腐蚀产物为Fe3O4;如果管道的金属表面光亮那么就说明管道的阴极保护做的非常充分。
如果管道涂层的漏点处呈现的是红褐色,说明该管道的阴极保护措施做的不充分,该处红褐色的腐蚀产物是三氧化二铁。
如果涂层漏点处出现白色的沉积物则说明管道过保护,这时候的腐蚀产物是Ca(OH)2或Mg(OH)2;如果涂层的漏点处发生点蚀或者出现大面积腐蚀现象则说明该管道没有做阴极保护措施或者阴极保护系统出现问题没有发挥效力。
在一般情况下埋在地下的金属结构物质的阴极保护电位是-0.85V CSE或者更负,如果金属物质所处的土壤环境中含有硫酸盐还原菌,这种情况中的金属结构物的阴极保护电位为-0.95V CSE或者更负,上面所讲的两种情况中的保护电位不包含土壤中的电压降就是IR降。
在给管道进行阴极保护施工的时候,实际测量的电位值应该根据瞬间断电的电位近视判断。
就目前的阴极保护施工方式来看,采用流行的通电电位测量方法非常简单而且比较容易操作。
但是这种通电测量的方法并没有将IR降电位看的非常重要,这种测量的结果会造成很多大家都认为阴极保护保护措施做的非常好的管道或者其他金属结构物发生严重的腐蚀穿孔,后果非常严重,造成的损失也非常巨大。
因为这种原因而使整个阴极保护系统失败的例子非常多,其中就有著名的四川气田南干线,开始施工的时候大家都认为这次的阴极保护系统做的很好,可是实际检查才知道,管道的腐蚀程度已经非常严重,弥补这种问题最有效的办法就是实际测量几个点的IR降,通电电位的值按照保护电位加上IR降来确定。