第三章埋地管道的阴极保护
第3章_管道阴极保护知识_第3节 阴极保护参数
对于无防腐层的裸钢管道，最小保护电
流密度可用下列经验公式表达：
i×p=50
式中 i——最小保护
不同表面状况的钢管的最小保护电流密
度参见表1—3—3。
表1—3—3不同表面状况的钢管的最小保护
电流密度
从表1—3—3中可以看出：裸管比有防腐层
的管道需要的保护电流密度大得多；土壤电阻
杂散电流环境下，对裸露或防腐层质量低劣的
管道则是切实可行的手段：
(2)在具有良好防腐绝缘层的管道或受到杂散 电流干扰的管道上，使用本指标是浪费的或错误 的； (3)本指标能有效地停止大部分金属管道的宏 观腐蚀，但是对停止金属管道表面上的微观腐蚀 将是有限度的。
在应用上述判定指标时，应注意测量误差， 因为地下管道阴极保护电位不是在金属和土壤介 质接触界面上的某一点进行测定，而是将参比电 极放在位于管道上方或在地面的遥远点上进行测
管道通人阴极电流后，管道电位变负，当 其负电位提高到一定程度时，H+在阴极表面还 原，使得管道表面会析出氢气，减弱甚至破坏
防腐层的粘结力。所以必须将通电点电位控制
在比析氢电位稍正一些的位置。这个电位称为 最大保护电位。最大保护电位应经过试验，考 虑防腐层的种类及环境来确定，以不损坏防腐 层的粘结力为准。
当此值超过100mV时，可以认为管道受到了良
好的阴极保护。 本指标用于管道表面是均匀极化而又没有 杂散电流干扰的情况下，判定阴极保护效果是 相当准确的。在具有中断电流测量手段时，推 荐采用这个指标。
(二)特殊条件的考虑
(1)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
是
四、保护电流密度
保护电流密度是指被保护金属上单位面积
埋地管道的阴极保护(外加电流法)
•
放映结束 感谢各位的批评指导！
谢 谢！
让我们共同进步
埋地管道的阴极保护
主讲：外加电流法
阴极保护的原理
• 金属—电解质溶解腐蚀体系受到阴极极化时,电 位负移,金属阳极氧化反应过电位ηa 减小,反应 速度减小,因而金属腐蚀速度减小,称为阴极保 护效应.
• 实质：由外电路向金属通入电子,以供去极化剂 还原反应所需,从而使金属氧化反应〔失电子反 应受到抑制.
施工中注意的问题：
保护材料及设备,这些是阴极保护成功的前提,但最终的 实现则通过施工来完成.外加电流阴极保护施工应注意以 下问题： 1施工前对所有电极进行检查,主要是外观检查,表面不得沾有 油污等其它杂物,电极体表面是否破损等；另外对连接及 绝缘电阻进行检查,以保证连接或绝缘良好.
2施工时严格按照设计图进行施工,辅助阳极及参比电极均要 求连接良好,且对相应的电缆均要做好标记,以备将来检修 使用.
• 如果是复杂的管路系统中,外加电流阴极保护建议 采用恒电流控制.
2.辅ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ阳极地床
• 辅助阳极地床分为深井阳极地床和浅埋阳极地床； • 深层土壤电阻率比地表低； • 基本要求： • 1、 导电性好； • 2、 排流量大； • 3、 耐腐蚀,消耗量小,寿命长； • 4、 具有一定的机械强度、耐磨、耐冲击震动； • 5、 容易加工、便于安装； • 6、 材料易得、价格便宜.
护 • ④: 每个辅助阳极床的保护范围大,当管道防腐层质量良好
时, 一个阴极保护站的保护范围可达数十公里 • ⑤: 对裸露或防腐层质量较差的管道也能达到完全的阴极
保护
缺点
阴极保护在埋地管道中的应用
阴极保护在埋地管道中的应用本文主要探讨了阴极保护在埋地管道中的具体的应用，分析了埋地管道工程建设中如何更好的设置阴极保护系统，以确保埋地管道使用过程中的效果，以期能够为同行提供参考。
标签：阴极保护；埋地管道；应用一、前言埋地管道使用的过程中，还存在很多的问题，阴极保护问题就尝尝被施工人员所忽略，阴极保护效果不佳，就容易导致埋地管道使用过程中出现问题，所以，一定要重视埋地管道阴极保护问题。
二、阴极保护技术的原理及方法1、阴极保护基本原理阴极保护技术是利用电化学的腐蚀原电池原理，将被保护的金属结构作为阴极，向其通以足够的直流电流，使金属表面产生阴极极化，最终减小或消除金属材料整体上各种局部阴极和局部阳极之间的电位差，使腐蚀电流趋于零，从而控制金属的腐蚀。
2、阴极保护方法在绝大多数情况下，可以通过三种方法实现阴极保护过程。
2.1、牺牲阳极法是将电位更负的金属与被保护金属连接，并处于同一电解质中，被保护金属作为阴极，让电位低的金属向阴极材料不间断地提供电子。
牺牲阳极因较活泼而优先溶解遭到强烈腐蚀，此时阴极材料首先极化，在其表面富集电子，不再产生离子，进而减缓并停止结构腐蚀进程，达到保护阴极材料的目的。
2.2、强制（外加）电流法是通过外加直流电源以及辅助阳极，直接向被保护的金属结构施加阴极电流或给辅助阳极施加阳极电流，使被保护金属发生阴极极化，同样达到保护阴极金属结构的目的。
2.3、排流保护法是以排除杂散电流为目的的阴极保护方法。
该方法分为三种，其中直接排流和极性排流分别用于杂散电流干扰电位极性稳定不变和正负交变的情况。
还有一种是强制排流，它通过整流器进行排流。
当有杂散电流存在时，利用排流进行保护；当无杂散电流时，就用整流器供给保护电流，使保护体处于阴极保护状态。
三、阴极保护技术在埋地管道中的应用1、阴极保护技术原理所谓的阴极保护，是金属的阴极被阴极电流极化产生的。
一般都以外加电流或阳极牺牲为主要形式。
管道阴极保护的检测方法通常都是以每隔一定的距离测算的阴极保护数据判断的。
埋地管道电化学阴极保护
切； 同时受 离 心力 作 用 ， 粒 冲 击 内壁 受 到撞 击 、 颗 摩 擦 、 切 ， 反 复地粉 碎成细粉 ， 样 ， 剪 被 这 粗颗粒 在前 段 随 加人 的新物 料连续被 粉碎 ， 粉趋 于气流 中心 ， 细 由 风机吸走 ， 经布 袋 收集 器 收集 。粉 碎 产 品 的粒 度 可 以通过 调节粉 碎机风 量 （ 由粉碎 机后端 的 风门控制 ）
Ｆｅ— Ｆｅ ＋２ ｅ
当介质 中含有溶懈氧时 ， 其阴极为氧离 子化反应
１
金属 由于外部介 质 的电化 学作用而 引起 的破坏 称 为 电化 学腐 蚀 。该 过 程 是个 自发 过程 ， 法杜 绝 无 也难 以防止 。若采 取 行 之有 效 的保 护 措 施 ， 以喊 可 缓 腐蚀 速度 ， 减轻 腐蚀损 失 。 埋 地 管道 的腐蚀 均 以电化学 腐 蚀 形式 出现 ， 其 原 固是钢质 管道 本 身 的组 织 、 分 、 成 应力 、 面不 均 表
中图分 类号 ： Ｑ ５ １ ９ Ｔ ０５８０ ６ 文 章 编 号 ：０９ １０ ｛０２０ — ０１ Ｏ １０ ～ ９４２０ ｝３ ０４ 一 ４
文献 标识 码 ： Ｂ
１ 电 化 学 腐 蚀 及 防 护机 理
１ １ 电 化 学 腐 蚀 机 理
去 电 子 而 变 成 二 价 铁 离 子 ， 生 阳极 反 应 ： 产
３０８ ） ０ ２ ０
摘 要 ：埋地 钢质 管道 电化学 Ｅ 睬护是一项 成熟技 术 ， 在硫酸工 业 中应 用尚不 多。夼 绍荫 月 枉 但
技 术 中强 州 电 流法 阴极 保 护 和 牺 牲 阳极 法 阴极 保 护 的机 理 ， 对 阴极 保 护 竹 计算 进 行 阐述 。 井
关 键 词 ： 管道 腐蚀 ； 枫保护 啊
城市埋地煤气管道的阴极保护方法
城市埋地煤气管道的阴极保护方法埋在土壤中的金属管道由于各种原因管道表面将出现阳极区和阴极区，并在阳极区发生局部腐蚀。
阴极保护就是利用外加手段迫使电解质中被保护金属表面都成为阴极，以达到抑制腐蚀的目的。
使用阴极保护时，被保护的金属管道应有良好的防腐绝缘层，以降低阴极保护的费用。
阴极保护技术根据保护电流的供给方式，可分为牺牲阳极法和强制电流法两种保护方法。
采用牺牲阳极法的主要优点有：无需外部电源、对外界干扰少、安装维护费用低、无需征地或占用其他建构筑物、保护电流利用率高等，因此特别适合于城市范围内的埋地钢管腐蚀。
而我公司输配管网绝大部分均埋设在市区范围，因此我公司予以推荐。
另方面，强制电流法则有：保护范围大、适合范围广、激励电势及输出电流高、综合费用低等优点，故适合用于长输管线或市郊管线的防腐。
如应用于市区范围内时，则由于其会产生干扰电流而影响其他管线及建筑物，且还需要征地或占用建筑物，因此在实施时会带来较大的困难。
因此，城市埋地煤气管道防腐的阴极保护宜用牺牲阳极法。
当条件许可时，也可采用强制流保护法。
目前，在我公司城市燃气输配管网中，已全面采用牺牲阳极法来进行管道防腐。
广州埋地燃气管道阴极保护的设计与施工3.1 牺牲阳极选用及布点的技术要求（1）电防护法在选用时应符合以下要求a）锌阳极不得使用在土壤电阻率＞20O•m的场合；b）镁阳极不宜使用在土壤电阻车＞100Ω•m的场合；c）外加电流阴极保护法在选用时不受土壤电阻率的限制。
（2）采用牺牲阳极法时，选用阳极的保护效果应符合以下要求：a）对地电位应达到-0.85V或更负；b）通电时，阴极电位较自然电位向负方向变化值应大于300mV；c）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，通电后，对地电位应达到-0.95V或更负。
（3）在牺牲阳极法中的镁阳极选用时，必需按照表1来进行选取。
（4）牺牲阳极在埋设时，与保护的燃气管道的距离不宜小于0.3m，也不宜大于7m，埋设深度不宜小于1m，且直埋设在潮湿的土壤中。
第三章埋地管道的阴极保护
（6）经济性。 表3-1是阴极保护与排流保护的比较。 三、阴极保护参数 在图3-1中，可以看到与阴极保护相关的几 个参数：自然腐蚀电位、保护电位、保护电 流（可以换算成电流密度）。正确选择和控 制这些参数是决定保护效果的关键。为了直 观。定量地比较阴极保护的效果，有时还要 引用阴极保护保护度参数。而在实际保护中 入们仅把保护电位作为控制参数，因为它受 自然腐蚀电位和保护电流所控制，而且在实 践中容易操作。
EFe / Fe2
K H2O 1.0081014。
RT 0.44V , 2.303 0.0296, LFe(OH )2 1.65 1015 , 2F
2018/8/7
西南石油学院储运研究所
23
按 EFe / Fe (0.05 0.0592pH ) ，在 pH 值 为 5.5 ～ 10 的电解液中，计算出保护电 位在 -0.38 ～ -0.64V(SHE) 之间变化。换 算成相对饱和 Cu/CuSO4 电解的电位为 0.7 ～ -0.96V 。 钢 在 土 壤 中 (pH=8.3 ～ 9.6) 的 保 护 电 位 为 -0.541 ～ 0.618V(SHE) ，平均为 -0.58V(SHE) ，相 对饱和Cu/CuSO4电极的电位为-0.90V。
2018/8/7
西南石油学院储运研究所
8
作为牺牲阳极材料，必须具有下列条件： (1)要有足够的负电位，且很稳定； (2)工作中阳极极化要小，溶解均匀，产物易脱 落； (3)阳极必须有高的电流效率，即实际电容量和 理论电容量之比的百分数要大； (4)电化当量高，即单位重量的电容量要大； (5)腐蚀产物无毒，不污染环境； (6)材料来源广，加攻容易，价格便宜。
埋地输油管道的阴极保护措施探析
埋地输油管道的阴极保护措施探析随着全球石油需求持续增长，输油管道作为石油运输的重要手段，发挥着举足轻重的作用。
埋地输油管道长期处于潮湿的环境中，容易受到腐蚀的侵害，从而造成管道的损坏和泄漏，给环境和人类造成巨大的危害。
为了保障输油管道的安全运行，阴极保护技术成为了不可或缺的重要手段之一。
阴极保护是一种通过在金属结构表面施加一定电流以抑制其电化学腐蚀的方法。
对于埋地输油管道来说，阴极保护可以有效地减缓或阻止管道的腐蚀，延长其使用寿命，保障输油的安全。
在本文中，将对埋地输油管道的阴极保护措施进行探析，包括阴极保护原理、常见的阴极保护方法和其应用效果以及存在的问题和发展趋势。
一、阴极保护原理阴极保护主要包括两种方法，即外加电流法和阳极保护法。
外加电流法是通过外部的电源将电流输入到金属结构中，使其处于阴极极化状态，从而达到保护金属的目的；而阳极保护法则是在金属结构周围埋设阳极，通过阳极的影响使金属结构处于阴极极化状态。
二、常见的阴极保护方法和应用效果在实际应用中，阴极保护技术已经成为了保护埋地输油管道的主要手段之一。
通过采用阴极保护技术，可以有效地减缓管道表面的腐蚀速度，延长其使用寿命，保障输油的安全。
阴极保护技术还可以减少管道的维护成本，提高管道的运行效率，为输油行业的发展做出了重要的贡献。
三、存在的问题和发展趋势尽管阴极保护技术在保护埋地输油管道方面发挥了重要作用，但在实际应用中仍然存在一些问题。
阴极保护系统的设计和施工需要具备一定的专业知识和技能，而一些施工单位在工程实施中缺乏相关经验和技术，导致阴极保护系统存在设计不合理、施工质量低劣等问题。
由于阴极保护系统需要长期稳定地工作，对设备和设施的要求较高，而一些地区的环境条件较为复杂，设备的维护和运行存在难度。
现有的阴极保护技术也存在一定的局限性，需要不断进行技术创新和改进。
未来，随着输油行业的发展和技术的进步，阴极保护技术将继续得到广泛应用，并不断进行技术改进和创新。
埋地管道的阴极保护(外加电流法)
• 3）在通电前,应先检查电源的正负输出端,确保其没有短路 现象。随后将输出电压调至最低一档,接通电源,这时通过 电压表测量,确保各阳极接在电源正极上,被保护的金属结 构物接在电源负极上。否则,不但起不到保护作用,反而加 剧金属的腐蚀,这一点千万不可马虎。 • 4）阴极保护系统运行后，辅助阳极有10～20天的极化时 间，极化时间过后电位测试的数据就比较稳定。 • 5）阴极保护系统运行后，应根据各参比电极的反馈数值， 对系统进行调整，以使整个系统达到最佳保护状态。
缺点
• ①: 一次性投资费用偏高，而且运行过程中需要支 付电费 • ②: 阴极保护系统运行过程中，需要严格的专业维 护管理 • ③: 离不开外部电源，需常年外供电 • ④对邻近的及设备，这些是阴极保护成功的前提，但最 终的实现则通过施工来完成。外加电流阴极保护施工应注 意以下问题： • 1）施工前对所有电极进行检查，主要是外观检查，表面 不得沾有油污等其它杂物，电极体表面是否破损等；另外 对连接及绝缘电阻进行检查，以保证连接或绝缘良好。 • 2）施工时严格按照设计图进行施工，辅助阳极及参比电 极均要求连接良好，且对相应的电缆均要做好标记，以备 将来检修使用。
埋地管道的阴极保护
主讲：外加电流法
阴极保护的原理
• 金属—电解质溶解腐蚀体系受到阴极极化时， 电位负移，金属阳极氧化反应过电位ηa 减小， 反应速度减小，因而金属腐蚀速度减小，称为 阴极保护效应。
• 实质：由外电路向金属通入电子，以供去极化剂还原 反应所需，从而使金属氧化反应（失电子反应）受到 抑制。
Evans极化图
常见防腐蚀方法：
电化学保护
阴极保护
阳极保护
牺牲阳极保护法
外加电流阴极保护法
外加电流保护法：
管道输送系统的阴极保护运行管理规定
管道输送系统的阴极保护运行管理规范第一章 主要术语和定义一、阳极回填料电阻率很低的材料，可以保持湿度，紧贴在埋地阳极的四周，用于减小阳极与电解质之间的有效电阻，并防止阳极极化。
二、 跨接金属导体，通常是铜，连接同一构筑物或不同构筑物上的两点，通常用于保证两点之间的电连续性。
三、 阴极保护系统由直流电源和阳极构成的系统，用于为金属构筑物提供保护电流。
四、 直流去耦装置一种保护装置，当超过预先设定的阈值电压时，它就导通电流。
例如：极化电池、火花隙、二极管总成。
五、排流点与受保护构筑物连接的负电缆连接位置，通过此排流点，保护电流可以流回其电源。
六、牺牲阳极靠原电池作用为阴极保护提供电流的电极。
七、地床埋地的或浸没在水里的牺牲阳极或强制电流辅助阳极系统。
八、 强制电流辅助阳极靠强制电流方法为阴极保护提供电流的电极。
九、强制电流保护系统靠强制电流方法提供阴极保护的系统。
十、瞬时通电电位在开启施加阴极保护的所有电源后立刻测量出的构筑物对电解质电位。
十一、密集测量技术同时测量管地电位与相关的垂直方向的电位梯度的技术。
注：用密集测量技术可以辨别防腐覆盖层缺陷并能够计算出缺陷处的无IR降电位。
十二、IR降按照欧姆定律在参比电极与金属管之间实际测出的在金属通道的两点之间或在土壤这样的电解质里横向梯度中由于任何电流形成的电压。
十三、极化电位没有因为保护电流或任何其他电流而发生由IR降引起的电压误差的情况下实际测出的构筑物对电解质电位。
十四、绝缘接头插在两段管道之间防止它们之间有电连续性的电绝缘部件。
例如：整体绝缘接头、绝缘法兰、绝缘联管节。
十五、通电电位阴极保护系统正在持续运行时测量的构筑物对地电位。
十六、断电电位在断开施加阴极保护电流的所有电源后立刻测量出的构筑物对电解质电位 。
注：通常在阴极保护系统关断后立刻测量此电位，此时施加的电流停止流向裸钢构筑物，但在极化作用减小之前。
十七、保护电位金属腐蚀速率小得无关紧要时构筑物对电解质电位。
第三章-阴极保护的准则
1. 第一准则— -850 mV (CSE) 准则 (3)
3、对管道和涂层的物理和电气特性； 以及周围土壤环境进行评价； 4、确定是否存在着管道腐蚀的证据 （如内部的智能清管结果；或内、 外腐蚀试片的测试结果等）。
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1. 第一准则— -850 mV (CSE) 准则 (4)
在阴极保护中所使用的上述三个准 则中，第一个准则可能是用来确定 埋地、水下钢（或铸铁）管道（或 钢结构）是否一直都维持在一个可 以接受的保护水平上最广泛使用的 准则。
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1. 第一准则— -850 mV (CSE) 准则 (5)
对钢管道（或钢结构），如果测量 钢管道与一个尽可能靠近结构的参考 电极（CSE）之间的电势差等于；或 更负于-850mV(绝对值更大)时,我们 可以认为该管道的已经达到了可接受 的保护水平。
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1. 第一准则— -850 mV (CSE) 准则(6) 为了对测得的这一电势作出合理的 解释，除了穿越管道涂层到电解液(土 壤)边界处的电压降之外；对引起电压 降的其它因素也必须作出合理的解释。 这些电压降都是保护电流在通过土壤流 到阳极时引起的。
5
用于钢铁和铸铁配管时 阴极保护的一般准则 （1）
用于评价埋地或水下钢铁和铸铁配管的 阴极保护效果的三个主要准则是： 1. 应用于CP的 -850 mV (CSE) 准则 2. -850 mV (CSE)的极化电势准则 3. 100 mV极化电势准则 有关上述准则的应用以及它们的局限性 将在下面详细地加以讨论。
3
学习本章的目的 （1）
- 应当明了工业界可接受的以下三个准 则。从而对一个金属管道系统的阴极保护 （CP）是否适当地达到了预定的目标作出 评价。
4
学习本章的目的 （2）
埋地管道阴极保护的施工与管理
埋地管道阴极保护的施工与管理一、概述埋地管道是长达数百至几千公里的输油气管道，在运输过程中面临着各种侵蚀和腐蚀的威胁。
为了保护管道的安全及延长其使用寿命，施工时必须进行阴极保护。
阴极保护是一种有效的电化学防腐蚀措施，通过在管道周围引入阴极电流，使管道表面成为阴极，从而减缓管道的金属腐蚀速度，达到保护管道的目的。
本文主要介绍埋地管道阴极保护的施工和管理，包括施工前准备、施工步骤、施工后管理等方面。
二、施工前准备1．工程调研工程调研是施工前重要的准备工作，主要包括了解管道情况、周边地质环境、电力设施等。
管道情况包括管道物理参数、管子类型、管道配置布局等；周边地质环境包括土壤特征、液体含量、地下水情况等；电力设施包括电力线路、电源情况等。
只有充分了解这些基本情况，才能提出有效的应对措施。
2．设备采购在进行阴极保护施工前，需要将必要的设施都准备好。
包括了解所需钢管及阴极材料规格、选购阴极保护电源设备、选购处理物资等。
选材和选购设备需要考虑到工艺要求和阴极保护原理，确保使用必要的设备和物资，以达到优良的防腐效果。
三、施工步骤1．碳化处理在管道的阴极保护施工前需进行管道碳化处理。
碳化是将管道材质表面转变为碳化铁膜层，提高钢管电阻率，避免电流漏失。
碳化处理的方法有热碳化和冷碳化两种。
冷碳化法是指将干燥的粉末混合成一定比例的氯化铵、碳酸钾、碳酸钠等粉末，喷洒在管道表面上，经过两至三天处理后，形成一层深度约 0.5mm 的碳化层。
热碳化方法是指在加热的温度下，以电极为负极，将管道作为阳极，将碳酸钠、钡碳酸、碳酸钴等物质进行阳极碳化。
2．安装阳极阳极是阴极保护的重要组成部分，用于生成阴极保护电流。
其应由具有一定导电性的材料制成。
按照特定布局，将阳极牢固地固定在管道周围的土壤中，再与钢管表面空隙中按照一定的比例铺设导线。
安装阳极时，要注意确定阳极距离、密度、安装形式等，确保仪器的精度和敏感度。
3．接地和接线在安装阳极和钢管的导线后，需要接通阴极保护电源，将阳极和钢管进行接地和接线。
埋地管道阴极保护原理和施工管理探讨谢明碧张亮亮
埋地管道阴极保护原理和施工管理探讨谢明碧张亮亮发布时间：2023-07-28T03:38:06.524Z 来源：《工程管理前沿》2023年9期作者：谢明碧张亮亮[导读] 阴极保护是目前公认的一种有效抑制埋地钢质管道腐蚀的电化学防护技术，在城市燃气行业内有着广泛的应用，其与防腐涂层联合使用是目前埋地钢质油气管道外腐蚀防护领域最常用的防护手段。
本文对埋地管道阴极保护的原理和施工管理进行分析，以供参考。
陕西城市燃气产业发展有限公司陕西西安 710000摘要：阴极保护是目前公认的一种有效抑制埋地钢质管道腐蚀的电化学防护技术，在城市燃气行业内有着广泛的应用，其与防腐涂层联合使用是目前埋地钢质油气管道外腐蚀防护领域最常用的防护手段。
本文对埋地管道阴极保护的原理和施工管理进行分析，以供参考。
关键词：埋地管道；腐蚀原理、阴极保护、施工管理引言金属暴露在自然界会随着时间的流逝而变质，其本质就是金属由元素状态返回自然状态，腐蚀是一种自然现象。
通过深化腐蚀机理研究、推广成熟阴保技术、探索检测修复技术等措施，逐步降低了腐蚀穿孔带来的管道安全运行隐患。
1 腐蚀的分类按部位分：内壁腐蚀、外壁腐蚀按形态分：全面腐蚀、局部腐蚀按机理分：化学腐蚀、电化学腐蚀1.1外壁腐蚀外壁腐蚀与管道所处的环境关系很大，架空管道易受大气腐蚀，土壤或水中的管道易受土壤腐蚀和杂散电流腐蚀。
1.2管道外壁防腐蚀的基本方法a、选用耐腐蚀材料制管（如不锈钢、玻璃钢、塑料等）b、加金属防腐层（如镀锌、喷铝）c、涂层防腐（如涂油漆、有机化合物、无机化合物）d、电法保护（如外加强制电流法、牺牲阳极法、排流保护等）e、工艺设计防腐蚀（如防止残留水分的结构存在、避免异种金属管道的连接、回填管沟时注意直接和管道接触的土层的均匀性等）1.3管道内壁防腐蚀的基本方法a、选用耐腐蚀材料制管（如不锈钢、塑料衬里等）b、涂层（如涂树脂等）c、在输送介质中添加缓冲剂2 阴极保护原理阴极保护是一种用于防止金属在电介质中腐蚀的电化学保护技术，该技术的基本原理是对被保护的金属表面施加一定的直流电流，使其产生阴极极化，当金属的电位负于某一电位值时，腐蚀的阳极溶解过程就会得到有效抑制从而达到保护作用。
埋地钢制管道的阴极保护设计
在 土壤溶 液作用 下会逐 步 吸水老 化 。要 维 持
Ｔ ０ ６— ５ 。 ０ ８ ９ ）
由上述数据得 ： 选用 ８ ｇ ｋ 镁合金 阳极两 组 即可满 足要 求 。
（） ３ 阳极寿命 Ｔ＝１５８ ・ｑＩ ２ ．Ｍ ， Ｍ ／
式中： １ 系数 ， ０ ７ ； １ 一 取 ． ５
Ｔ＝１５ ８Ｘ ０ ７ ／ ２ ５ ３ ３ ２ ． ８Ｘ ． ５ ２ ． ７＝ ． ４年 。
Ｉ＝３． ４１ １ ６ Ｘ０．１ ｍ ０ ０８ Ｘ４ ０ｍ Ｘ０． ５ｍＡ／ ２
有效 的 防腐 ， 必需 同时采 取 阴极 保护 ， 就 即联
ｍ ＝３ ．３ ｍ 。 ３ ９ （ Ａ）
（ ） 支 阳极输 出电流 Ｉ ２ 每 Ｍ＝１０ ｆ ｐ ５０ｙ ／ （ 折减 ２ ％计 ） 按 ０
参 考 文 献
保护的同时使用被称为联合保护 ， 目前最 是 经济合理的防腐措施 。阴极保护可 以将管道
阴极反应 ２ ＋ ｅ Ｈ ｔ（ Ｈ ２ — 酸性溶 液 中）
在 金属 表 面施 加 防腐 绝 缘 层 （ 盖层 ） 覆 是 一种 物理 防护 方 法 ， 通过 金 属 表 面 的绝 它 缘 处理 使金 属 与腐 蚀 介 质 隔 离 ， 种 防护 方 这
法是有效的， 但在实际工程中不可能做 到绝 对 可靠 ， 电化 学 防腐 则 可 以 弥补 防腐 层 的缺
使之恰好抵消金属体 内原来存 在 的腐 蚀 电 流 。两种保 护 方法 的优 、 点见 下表 １ 缺 。
埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护方案
埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护方案埋地钢质管道在受到土壤腐蚀的情况下，为了延长其使用寿命和保护其免受腐蚀的影响，常常会采用阳极阴极保护方案。
阳极阴极保护是一种通过使用阳极和阴极来保护金属结构免受腐蚀的技术。
本文将介绍一种适用于埋地钢质管道的阳极阴极保护方案。
首先，该方案的基本原理是通过将一个或多个阳极安装在钢质管道附近的土壤中，以形成电流回路。
阳极通常由具有良好导电性能的金属材料制成，如铜、铝或锌。
阳极与土壤之间建立的电流回路会使阳极产生电流，并将其注入到钢质管道中，从而将钢质管道的原电池电位提升到一个不容易腐蚀的水平。
其次，阳极与土壤之间的电流回路通过使用导线进行连接。
导线必须具有良好的导电性能和较高的耐腐蚀能力，以确保电流可以从阳极传输到钢质管道。
一般来说，优选的导线材料是具有高电导率和抗腐蚀性的铜或银。
在实施该方案时，还需要注意选择适当的阳极类型。
目前主要有两种类型的阳极可用于埋地钢质管道的防腐蚀保护：原阳极和惯性阳极。
原阳极是通过在阳极表面涂覆一层金属氧化物薄膜来形成的，其通过阻止阳极金属与土壤发生直接接触，从而延缓阳极的腐蚀。
惯性阳极则是通过使用一种高电位的金属来制造的，其会将阳极与钢质管道之间的电位差降到一个很低的水平，从而有效地保护钢质管道免受腐蚀。
此外，为了实现阳极阴极保护的效果，还需要考虑阳极的布置和安装位置。
一般来说，阳极应布置在钢质管道的两端，并保证阳极与钢质管道直接连接。
此外，阳极的安装位置也应考虑到土壤的腐蚀性，并确保阳极能够覆盖到钢质管道可能受到腐蚀的区域。
最后，定期检查和维护阳极阴极保护系统的正常运行十分重要。
阳极应定期检查其表面是否存在严重的腐蚀，并根据需要进行更换。
此外，还应定期检查导线连接是否松动或损坏，并采取必要的维修措施。
综上所述，阳极阴极保护是一种有效的埋地钢质管道防腐蚀方案。
通过正确选择阳极类型、合理布置和安装阳极以及定期检查和维护阳极阴极保护系统，可以延长钢质管道的使用寿命，并有效防止其受到土壤腐蚀的影响。
管道阴极保护
四、阴极保护效果和影响因素
直流干扰的防护 在直流干扰易发、多发地区，防护直流干扰是阴极保护不能忽 视的任务，加强绝缘，采取排流措施是主要方面。
四、阴极保护效果和影响因素
交流干扰 交流干扰也称工频干扰，是广泛存在的工业供电系统对阴极 保护产生的干扰。与直流干扰主要由接触和流动产生不同，交流 干扰只有小部分可能由接地系统进入阴极保护系统（如交流电力 机车），绝大部分是由电磁感应进入阴极保护系统的，因此可以 说交流干扰是普遍存在、绝对存在的干扰，不能避免，不能排除， 只能防护、只能减轻。 交流干扰严重时可在阴极保护系统造成危及人身和设备安全 的过电压，必须采取有效接地等防护措施。 目前交流干扰对腐蚀的危害还没有一致看法，有认为有危害 应该防护，有主张无危害不必防护。不过综合安全考虑，一般可 认为12V以下的交流干扰不必专门采取防护措施，12V以上应该采 取适当防护措施。
一、基础概念
首先清楚几个概念： 浸于电解质溶液中的金属导体称为电极。 电解质是指在液体状态（溶解或熔融状态）时分子分 解为离子因而能导电的物质。 双电层在金属与溶液中的界面两侧形成电位差，这个 电位差即是该金属在该溶液中的电极电位。 如果把两个不同电极组成一体，因它们的电极电位不 同，电极间的电位差，形成电势，即为电池，用导线 把它接进电路，就可以向电路供电。把这样只有两个 电极构成的电池称为“原电池”。 发生极化时是阴极电位向负的方向移动，阳极电位向 正的方向移动，极化使电路电流减小。
二、阴极保护系统原理
因为有（阴极保护）电流流入，使腐蚀速率减 小或消失。也就是，电流的进、出是腐蚀与否 的标志，被保护物自身存在的阴、阳极区并未 停止电流过程和腐蚀过程，而是受到阴极保护 电流的补充（或覆盖），腐蚀因而减小或（相 当于）停止。
埋地长输管道阴极保护问题及其对策分析
埋地长输管道阴极保护问题及其对策分析摘要：埋地长输管道在原油输送方面具有运输量大、运输速度快、安全可靠、成本低等优点，阴极保护是国际公认的防腐蚀技术，是埋地管道腐蚀控制最基本保护手段之一。
但是，在阴极保护系统运行管理过程中仍旧存在着一些问题，本文针对这些问题进行了总结思考，并认真分析行之有效的解决对策。
关键词：长输管道；阴极保护；问题；对策；一、阴极保护原理阴极保护作为目前最为常见的一种管道防腐措施，主要有两种方式，一种是通过增加额外的阳极材料，使金属管道中形成一种原电池，以达到牺牲阳极保护阴极的目的。
另一种则是通过增加电流来保护阴极，这种方式在实际应用中更为常见。
原则上，这两种保护方式的原理相同，因为在电化学内部，阳极一般腐蚀较为剧烈，而阴极却不会被腐蚀，所以我们通过将长输管道变为原电池的阴极就能够达到防腐要求。
通过给长输管道中的金属增加电子含量，使其内部的电子永远处于一种过剩状态，管道表面呈现出负电位从而不易失去电子，这样可以保证金属元素的稳定。
否则，当管道表面失去电子后，金属元素将会变为一种离子，非常容易被溶于其它溶液中，从而造成管道的腐蚀。
因此，我们从阴极保护的基本原理分析中可以看出，为了想要达到管道阴极保护的目的，就必须使增设的电流进入到管道内部，从而使管道内变为阴极而避免受到腐蚀。
二、影响管道阴极保护失效的主要因素分析2.1管道保护性套管会影响到管道阴保效果只有阴极保护电流到达管道表面，并使管道表面处于一种过剩电子的状态，从而使各点达到同一负电位，这样才能起到有效的保护作用。
但是在实际的施工中，因为管道在穿越过程中采取钢套管进行保护，这种情况下，原管道的阴极保护电流就不能到达管道表面的每一点，而是到达保护管道的钢套管上，从而导致阴极保护的作用降低或者失效。
另外，长输管道还会由于采取钢套管保护，使得部分长输管道与钢套管接触后发生短路现象，这样一来会给长输管道阴极保护系统带来新的隐患，阴极保护系统的有效性也会受到影响。
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。
埋地管道阴极保护的范围
埋地管道阴极保护的范围
阴极保护产生的电流流入土壤中的时候是通过辅助阳极来完成的，阴极保护的电流是从管道覆盖层的破损处流入管道的，然后再从管道的各处流到电流的负极点。
保护范围的边界点到汇流点值就是阴极保护的最大的保护范围。
我们先不考虑阴极保护系统上阳极电压峰值的影响，取-1.2V （CSE）作为管道的最大的保护电位取-0.90V（CSE）作为最小的保护电位。
这样就会有一个电压降。
根据阴极保护的计量式将各种管壁厚度所对应的的电流密度的保护范围确定下来，并绘制成图，这样也能计算出各种管径对应电流密度的保护范围的保护电流，同样也需要绘制成表，这样看起来更为便捷，更为方便。
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当对被保护构筑物选用阴极保护方式时主 要考虑的因素有： （1）保护范围的大小：大者强制电流优越， 小者牺牲阳极经济； （2）土壤电阻率的限制：电阻率太高不宜 采用牺牲阳极； （3）周围邻近的金属构筑物：有时因干扰 而限制了强制电流的应用； （4）覆盖层的质量：对于覆盖层太差或裸 露的金属表面，因其所需保护电流太大而使 牺牲阳极不适用； （5）可利用的电源因素；
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1.自然腐蚀电位 无论采用牺牲阳极法还是采用强制电流阴 极保护，被保护构筑物的自然腐蚀电位都是 一个极为重要的参数。它体现了构筑物本身 的活性，决定了阴极保护所需电流的大小， 同时又是阴极保护准则中重要的参考点。 2.保护电位 按国标 GB/T 10123-88 的定义，保护电位 为“进入保护电位范围所必须达到的腐蚀电 位的临界值”。保护电位是阴极保护的关键 参数，它标志了阴极极化的程度，是监视和 控制阴极保护效果的重要指标。
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1.牺牲阳极法 在腐蚀电池中， 阳极腐蚀，阴极不 腐蚀。利用这一原 理，以牺牲阳极优 先溶解。使金属构 筑物成为阴极而实 现保护的方法称为 牺 牲 阳 极 法 （ 图 32）。
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为了达到有效保护，牺牲阳极不仅在开路 状态（牺牲阳极与被保护金属之间的电路未 接通）有足够负的开路电位（即自然腐蚀电 位），而且在闭路状态（电路接通后）有足 够的闭路电位（即工作电位）。这样，在工 作时可保持足够的驱动电压。驱动电压指牺 牲阳极的闭路电位与金属构筑物阴极极化后 的电位两者之差，亦称为有效电压。
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一、阴极保护原理 用图 3-l 的极化图解 可以清楚地说明阴极保护 的工作原理。以外加电流 的阴极保护为例，暂不考 虑腐蚀电池的回路电阻， 则在未通电流保护以前， 腐蚀原电池的自然腐蚀电 位为 E ，相应的最大腐蚀 电流为IC。
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强制电流法的电源常用的有整流器，还有 太阳能电池、热电发生器、风力发电机等。 辅助阳极的常用材料有高硅铸铁、石墨，磁 性氧化铁及废钢铁等。强制电流法是目前长 距离管道最主要的保护方法。 3.排流保护 当有杂散电流存在时，通过排流可以实现 对管道的阴极极化，这时杂散电流就成了阴 极保护的电流源。但排流保护是受到杂散电 流所限制的。通常的排流方式有直接排流、 极性排流、强制排流三种形式。各种形式都 有一定的局限性。
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中国的第一部管道防腐蚀技术标 准是SYJ 7-84 钢质管道和储罐防腐蚀 工程设计规范》。第一部法规是国务 院 1989 年颁布的《石油、天然气管道 管理条例》，条例首次将管道阴极保 护的要求列入了管理的内容。目前， 国内一万七千余公里的长距离油气管 道已经全部采用了阴极保护，为国民 经济的发展提供了保障。
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在土壤环境中常用的阳极 材料有镁和镁合金、锌和锌合 金；在海洋环境中还有铝合金。 这三类牺牲阳极已在世界范围 内广泛应用。 2.强制电流法 根据阴极保护的原理，用 外部的直流电源作阴极保护的 极化电源，将电源的负极接管 道（被保护构筑物），将电源 的正极接至辅助阳极，在电流 的作用下，使管道发生阴极极 化，实现阴极保护（图 3-2 ）。 2018/8/7
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作为牺牲阳极材料，必须具有下列条件： (1)要有足够的负电位，且很稳定； (2)工作中阳极极化要小，溶解均匀，产物易脱 落； (3)阳极必须有高的电流效率，即实际电容量和 理论电容量之比的百分数要大； (4)电化当量高，即单位重量的电容量要大； (5)腐蚀产物无毒，不污染环境； (6)材料来源广，加攻容易，价格便宜。
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（6）经济性。 表3-1是阴极保护与排流保护的比较。 三、阴极保护参数 在图3-1中，可以看到与阴极保护相关的几 个参数：自然腐蚀电位、保护电位、保护电 流（可以换算成电流密度）。正确选择和控 制这些参数是决定保护效果的关键。为了直 观。定量地比较阴极保护的效果，有时还要 引用阴极保护保护度参数。而在实际保护中 入们仅把保护电位作为控制参数，因为它受 自然腐蚀电位和保护电流所控制，而且在实 流IC的差 值决定于腐蚀电池的控制因素。受阴极极化 控制时，二者的差值要比受阳极极化时小得 多。因此，采用阴极保护的经济效果较好。 二、阴极保护的方法 实现阴极保护的方法通常有牺牲阳极法和 强制电流法。由于杂散电流排除过程中，在 管道上保留有一定的负电位，使管道得到了 阴极保护，所以排流保护也是一种限定条件 下的阴极保护方法。
第三章 埋地管道的阴极保护
第一节 概 述
1940 年英国应用了牺牲阳极阴极 保护，德国和日本分别是在 1950 年和 1946 年开始研究电化学保护理论的， 并开始了煤气管道的阴极保护。
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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。 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。
通上外加电流后，由电解质流 入阴极的电流量增加，由于阴极 的进一步极化，其电位将降低。 如流入阴极电流为 ID ，则其电位 降至 E′，此时由原来的阳极流 出的腐蚀电流将由 IC 降至 I′。 ID 与I′的差值就是由辅助阳极流出 的外加电流量。为了使金属构筑 物得到完全保护，即没有腐蚀电 流从其上流出，就需进一步将阴 极极化到使总电位降至等于阳极 的初始电位EAO，此时外加的保护 电流值为 IP 。从图上可以看出， 要达到完全保护，外加的保护电 2018/8/7 西南石油学院储运研究所 流要比原来的腐蚀电流大得多。