天然气管网牺牲阳极阴极保护
18公里天然气管道牺牲阳极阴极保护设计方案
目次1概述 (3)2设计原则 (3)3设计遵循的标准规范 (3)4设计基本参数 (4)5保护对象和保护方法 (4)6阴极保护方案设计内容 (4)7施工技术要求 (8)8阴极保护准则 (8)9系统的管理和维护 (8)10卫生、安全和环境 (9)11材料表 (10)1.概述天然气管道18公里管道未安装阴极保护措施，现根据公司线路阴极保护要求，需要对该线路上的阴极保护新增。
牺牲阳极阴极保护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，使该金属上的电子转移到被保护金属上去，使整个被保护金属处于一个较负的相同的电位下。
该方式简便易行，不需要外加电源，很少产生腐蚀干扰，广泛应用于保护小型（电流一般小于1安培）或处于低土壤电阻率环境下（土壤电阻率小于100欧姆.米）的金属结构。
如，城市管网、小型储罐等。
根据国内有关资料的报道，对于牺牲阳极的使用有很多失败的教训，认为牺牲阳极的使用寿命一般不会超过3年，最多5年。
牺牲阳极阴极保护失败的主要原因是阳极表面生成一层不导电的硬壳，限制了阳极的电流输出。
产生该问题的主要原因是阳极成份达不到规范要求，其次是阳极所处位置土壤电阻率太高。
因此，设计牺牲阳极阴极保护系统时，除了严格控制阳极成份外，一定要选择土壤电阻率低的阳极床位置。
2.设计原则2.1 严格遵守埋地钢质管道阴极保护有关的设计规范、技术标准和技术规定；2.2 采用成熟技术、材料，做到安全可靠、经济合理；3.设计遵循的标准规范《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》SY/T0413-2002《钢质管道及储罐腐蚀与防护调查方法标准》SY/T0087.2-2012《辐射交联聚乙烯热收缩带（套）》SY/T4054-2003《阴极保护管道的电绝缘标准》SY/T0086-2003《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21448-2008《钢质管道外腐蚀控制规范》GB/T21447-2008《埋地钢质管道直流排流保护技术标准》SY/T0017-2006《埋地钢质管道交流排流保护技术标准》SY-T-0032-2000《埋地钢质管道阴极保护参数测试方法》GB/T21246-2007《陆上管道阴极保护标准》ISO15589-1-20033.12 《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》（中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T 0019-97）。
埋地燃气管道牺牲阳极阴极保护法的改进
重庆 科技 学 院学报 （ 自然科 学版 ）
２１ 年 １ ０１ ０月
埋地燃气 管道 牺牲 阳极 阴极保 护法 的改进
张 继超 宋秭 昕 陈 扬 。 苗 文 高
（ ． 力市嘉 华燃 气有 限公 司，伊春 １２ ０ ； ． 南石 油 大 学，成 都 ６ ０ ０ ； １ 铁 ５ ５ ０ ２西 １ ５ ０ ３四川德 阳天然 气有 限责任 公 司 ， 阳 ６ ８ ０ ； ． ． 德 １ １０ ４漯河 中裕 燃 气有 限公 司 ．漯河 ４ ２ ０ ） ６ ０ ０
２ 牺 牲 阳极 阴 极 保 护 法 的 改进
依据 相 关 城 镇 燃 气 规 范 和 技 术 要 求 ， 结 合
作者简介 ： 张继 超 （９ ２ ）男 ， 南 驻 马 店 人 ， 理 工 程 师 ， １８ 一 ， 河 助 研究 方 向 为城 市 燃 气 输 配 与 应 用 。
・
５ ・ ６
土 壤腐 蚀绝 大 多数情 况下 都是 由于埋在 地 下 的
金 属管 线 与土壤 这种 十分 特殊 的电解质 进行 电化 学
表面将 出现 阳极 区和 阴极 区 ，并 在 阳极 区发生 局 部 腐 蚀 被 保 护金 属 表面都 成 为 阴极 ， 以达 到抑制 腐蚀 的 目的。 阴极 保 护 的 主要 原 理 是 把 整 个 金 属 表 面 转 化 成 阴 极 ， 是将 足够 的外 加 电流通 向被 保护 的设 备 ， 就 这样
行。 因为这 时缺乏 使 金属 成为 水化 离子 必要 的水 分 ， 而 氧 的渗透 和流 动 比较容 易 ， 阴极反 应容 易进 行 ， 即 整 个腐 蚀过 程受 阳极 控制 ； 在潮 湿 的黏性 土壤 中 ， 而 氧 的渗 透 和流动 速度 均较 小 ， 但水 分充 足 ， 以腐蚀 所 过 程 主要受 阴极 过程 控制 。 于城镇 埋 地燃 气管 道 ， 对 经 过 透气 性 不 同 的土 壤 而形 成 氧 浓差 腐 蚀 电池 时 ， 土 壤 的电 阻成 为主要 的腐 蚀控 制 因素 。
城镇燃气管道长输石油管线牺牲阳极阴极保护测试方法研究
城镇燃气管道长输石油管线牺牲阳极阴极保护方法河南汇龙合金材料有限公司1概述城镇燃气管道多为埋地敷设，由于土壤中含有水分、空气、酸、碱、水溶性矿物盐以及微生物，这些因素都会使金属管道发生腐蚀。
金属腐蚀直接和间接造成了巨大的经济损失，因此，必须采取有效的防腐措施，实践证明控制管道腐蚀的主要方法是采用防腐层和阴极保护。
对金属管道的阴极保护进行测试和评价，可以及时发现管道腐蚀和安全隐患，最大程度降低经济损失。
采用牺牲阳极和3PE防腐层联合保护的次高压燃气管道，通常采用通电电位测试法和断电电位测试法进行阴极保护测试。
2牺牲阳极阴极保护测试方法分析①通电电位测试法该方法适用于施加阴极保护电流后的管道电位测量，测得的电位除含有管道极化电位外，还包括回路中的所有电压降。
即通电电位包含阴极保护电位和土壤IR降，在管道存在杂散电流干扰的情况下，土壤IR降又包括了阴极保护电流产生的IR降和杂散电流产生的IR降。
采用通电电位测试法，管道杂散电流干扰强，管道的通电电位波动较大，测试数据不正常(出现了通电电位大于0的情况)，无法判断管道的阴极保护效果是否满足标准要求。
因此通电电位测试法测试的数据不能准确有效地评估管道真实的阴极保护效果，已不能满足GB/T 21448毛008《埋地钢质管道阴极保护技术规范》中阴极保护判定准则的要求。
②极化探头断电电位测试法极化探头心的极化试片在充分极化后，断掉阴极保护电流，极化试片上的土壤IR降(阴极保护电流产生的IR降和杂散电流产生的IR降)瞬间等于零，在0.5 s内读取的数据为管道的断电电位。
这样不仅能消除阴极保护电流产生的IR降，还能消除杂散电流产生的IR降，能得到管道真实的阴极保护电位。
本方法适用于受杂散电流干扰或无法同步中断阴极保护电流的管道，尤其适用于牺牲阳极阴极保护的城镇燃气管道的测试。
测试数据真实地反映了测试桩附近管道的阴极保护效果，测得的管道断电电位符合一0.85～一1.2 V的要求，但是，测试桩以外的管道是否达到阴极保护标准要求，尤其是定向钻穿越管段的中间部位阴极保护效果是否满足标准要求，都需要进一步验证。
牺牲阳极法阴极保护方案
牺牲阳极法阴极保护方案一、将被保护的金属结构连接一种比其电位更负的金属或合金，该金属或合金为阳极，依靠它的优先溶解所释放出的电流使金属结构阴极极化到所需的电位而实现保护，这种方法称为牺牲阳极法阴极保护。
二、牺牲阳极法阴极保护的优点：（1）不需要外部电源；（2）对邻近金属构筑物无干扰或很小；（3）电流输出虽不能控制，但有自动调节倾向，且覆盖层不易损坏。
（4）调试后，可不需日常管理；（5）保护电流分布均匀，利用率高；三、牺牲阳极材料1 作为牺牲阳极材料，必须满足以下条件:1.1有足够负且稳定的电位，不仅要有足够负的开路电位，而且要有足够的闭路电位（或称工作电位，即在电解质介质中与金属结构连接时牺牲阳极的电位）。
1.2腐蚀率小，且腐蚀均匀，要具有高而稳定的电流效率。
牺牲阳极的电流效率是指实际电容量与理论电容量的百分比，以%表示。
1.3电化学当量高，即单位重量产生的电流量大。
1.4工作中阳极的极化率要小，溶解均匀，产物易脱落。
1.5腐蚀产物不污染环境、无公害。
1.6材料来源广泛，加工容易并价格低廉。
2、镁2.1镁阳极的特点是比重小、电位很负、对铁的驱动加压很大，且单位发生的电量大。
2.2镁作为牺牲阳极，有较快的溶解速度，镁在电解质中溶液中的腐蚀行为是由本身很负的电位和表面上保护膜的性质所决定。
2.3镁的标准电极电位为-2.37V(SHE);非平衡电极电位则随腐蚀性介质的性质而变，例如：镁在海水中的电位为-1.5V(SCE)，镁在土壤之中的电位为 1.5V至-1.6(SCE)，镁在碱溶液中的电位约为-0.84V(SCE)。
镁的电极电位与介质的PH值有密切关系,PH值在酸性范围内，电位较负，因为生成的腐蚀产物氢氧化镁在碱性介质中是难溶的。
正因为镁在酸性及中性介质中的电位较负和保护膜的不稳定性，所以镁在酸性和中性介质中的腐蚀速度较大。
而在碱性介质中，镁的表面保护膜稳定，电位较正，腐蚀速度则因此而降低。
镁作为牺牲阳极使用时，与电位较正的金属相接触，这时，镁产生阳极化，会引起负的差异效应，即在阳极极化的影响下，金属的自溶大为增强。
埋地燃气管道阴极保护牺牲阳极防腐系统的综合检测方法
阴极保护产品、设计、工程施工一站式服务；提供阴极保护完整解决方案埋地燃气管道防腐系统的综合检测方法埋地天然气管道埋入地下一段时间后，由于受土壤、降水、微生物、地表植被等各种环境因素的影响，都会出现或多或少的管线腐蚀，必须对这些腐蚀点进行定期的检查或修复，以保障供气管道的安全运行。
埋地管道的防腐系统一般采用外防腐绝缘涂层和阴极保护联合措施。
所以现行的管道腐蚀防护检测技术也都是以管道的外防腐涂层状态和阴极保护的保护效果为检测对象。
根据是否将管道挖出，检测又具体分为开挖检测和地面无损检测。
开挖后对管道直接检测是最直接的手段，但是该种方法又受到诸多实际情况的限制，所以除了少数情况下使用开挖检测之外，主要都是借助于各种仪器在地面进行无损检测。
防腐层状况检测分2个方面进行：一方面是测量管道防腐层绝缘电阻，方法有变频一选频法、管内电流法和电位差法3 类; 另一方面是进行管道防腐层缺陷地面检测，有皮尔逊法( P E A R S O N) 、多频管中电流法( PCM) 、直流电位梯度( D C V G ) 和密间隔电位测量( CWS ) 等方法。
阴极保护效果主是看保护电位是否能处于有效的保护范围内，是否出现欠保护与过保护的情况。
阴极保护产品、设计、工程施工一站式服务；提供阴极保护完整解决方案在防腐层的检测方法中，电位差法和管内电流法都是通过两点电位的变化和流失的电流量来计算两点问防腐层的绝缘电阻率，都需要开挖出管道，并且要求有管道露铁点作为测量的接触点; 变频选频法、皮尔逊法、P C M法、C I P S / D C V G法都是通过在管道上加载交流或直流信号来完成检测，电位差法、管内电流法、变频选频法只是单一的计算绝缘层电阻率，皮尔逊法能检测管道的走向、埋深和防腐层破损点的位置，操作简单易学，检测速度快，但是操作经验对检测的精确性有很大影响。
P C M法能检测管道的走向、埋深、防腐层破损点的位置和防腐层绝缘电阻率，对操作人员要求较高，检测速度不如皮尔逊法快; C I P S / D C V G法能准确地测量真实的管地电位和防腐层破损点，并能判断破损处是否处于被腐蚀状态，该法只能用于有阴极保护系统的管道，检测速度也较慢。
天然气管网牺牲阳极阴极保护运行维护管理规程
西安秦华天然气有限公司天然气管网牺牲阳极阴极保护运行维护管理规程二零零八年十月一、适用范围：1、本规程适用于公司所辖范围内已投运的埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护系统。
2、本管理办法规定了埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护系统的运行标准和检测维护要求。
3、本管理规程自发布之日起执行。
二、牺牲阳极阴极保护系统运行标准：1、外观技术要求：⑴.地上绝缘接头外涂层完好、无锈蚀等现象；⑵.地上绝缘接头上下部管道无电线、金属物件的搭接；⑶.地上绝缘接头周围工作环境正常，无垃圾、杂物等堆埋；⑷.测试桩外盖完好、无缺失；内部各测试接线柱无损坏、电线与接线柱接触良好、连接有效。
2、运行技术参数：管道保护电位： -0.7V —— -1.5V三、牺牲阳极阴极保护系统检测维护要求：1、牺牲阳极阴极保护系统检测维护周期：6个月。
2、牺牲阳极阴极保护系统检测维护内容：⑴.阴极保护系统外观满足运行标准中的“外观技术要求”。
⑵.测试管道保护电位，应满足系统运行标准中的“运行技术参数”。
⑶.检查测试桩工作状态是否正常，测试运行参数；⑷.检查阳极包埋设位置有无塌陷、阳极包附近有无开挖等可能破坏阴极保护系统的施工等。
⑸.若有不符合运行标准的情况，须查明原因并及时采取措施，保证系统正常有效工作。
⑹.认真、如实填写《检测记录表》（参见附表一）和《运行分析报表》（参见附表二），并存档备查。
3、牺牲阳极阴极保护系统检测维护要求：⑴．阴极保护系统是燃气管网系统的一部分，投运后应定期检测维护，使系统达到运行标准的要求。
⑵．阴极保护工程的运行维护，应遵守有关的防雷、防电、防静电等安全规定。
⑶．检测人员应熟悉本岗位技术要求和检测仪器的操作，保证阴极保护系统正常运行。
⑷．测试方法按《埋地钢质管道阴极保护测试方法》SY/T0023-97执行。
⑸．检测注意事项：＊测试桩应统一编号，检测人员应注意测试桩不受破坏，标示清楚完整，并做好记录。
＊对于位于地上的绝缘接头，检测人员应注意消除可能跨接在绝缘材料上的任何现象。
燃气管道牺牲阳极的阴极保护原理
燃气管道牺牲阳极的阴极保护原理1. 引言：我们身边的“隐形保护”嘿，朋友们，今天咱们聊聊一个可能不太“引人注目”的话题——燃气管道的保护问题。
你知道吗，咱们每天都在享受天然气带来的便利，可是这些燃气管道可不是铁打的，时间一长，它们就容易生锈、腐蚀。
为了让这些管道在地下安安稳稳地呆着，不受腐蚀的困扰，科学家们想出了一个妙招，叫做“阴极保护”。
而其中，牺牲阳极可是个大英雄哦！是不是听着就觉得神秘又有趣？1.1 牺牲阳极的角色那么，牺牲阳极到底是什么鬼呢？想象一下，你的朋友被一群调皮捣蛋的小孩围住了，而你为了保护他，毅然决然地站出来，成为“替罪羊”。
牺牲阳极就是这么一个“牺牲”的角色。
它通常由一些像锌、镁这些金属制成，安静地“牺牲”自己，去吸引腐蚀，而不是让管道本身受损。
简而言之，牺牲阳极就像个勇敢的骑士，甘愿为保护公主（也就是我们的燃气管道）而献身，真是太感人了！1.2 腐蚀的“幕后黑手”在讲牺牲阳极之前，咱们得先了解腐蚀这位“幕后黑手”。
腐蚀就像个无形的敌人，趁着管道老迈之际，悄无声息地侵袭。
当水分、氧气和土壤中的离子聚集在一起时，哗啦啦，腐蚀就来了。
就像一场突如其来的暴风雨，把本来平静的生活搅得天翻地覆。
为了抵御这场“暴风雨”，我们需要一种有效的防护手段，而阴极保护就是应运而生的。
2. 阴极保护的工作原理2.1 阴极与阳极的较量阴极保护的原理其实很简单。
咱们的管道就像是一场“战争”，管道本身是阴极，而牺牲阳极则是阳极。
当两个金属放在电解液中时，阳极会失去电子，而阴极则会接受这些电子。
这样一来，牺牲阳极的金属就会“咔嚓咔嚓”地逐渐溶解，变得越来越小，而管道则安然无恙。
简而言之，阳极牺牲自己，让阴极获得“保护”，真是义无反顾，令人感动。
2.2 持续的“奉献精神”不过，朋友们，牺牲阳极的“奉献精神”可不是一劳永逸的。
随着时间的推移，牺牲阳极会逐渐被消耗掉。
就像人们常说的“好事多磨”，这种保护也需要定期检查和更换。
埋地钢质燃气管道牺牲阳极阴极保护设计
Ｓ ｅ ｌＧａ ｐｅｉ ｔ ｅ ｓＰｉ ｌ ｎｅ
ＷＡ Ｇ Ｙ —ｉｇ Ｋ Ｎ ｈ—ａ ｇ Ｓ Ｎ Ｑ ａ ， Ｇ Ｏ Ｐ ｎ ， Ｌ ｈ ， Ｚ Ａ Ｇ Ｙ ｎ Ｎ ａｐｎ ， Ａ Ｇ Ｚ ｉ ｎ ， Ｕ ｕ ｎ Ａ ｅ ｇ 。 ｇ Ｉ ｉ Ｚ Ｈ Ｎ ａ
Ａｂｔａｔ Ａ ｃｒｉｇｔ Ｔｃｎｃｌ ｐｃ ｃｔ ｎ ｏ ｏ ｔ ｌｆＥ ｔ ｎ ｌＣ ｒ ｓ ｎ ｏ ｎ ｅ ｒｕｄ ｓｒｃ ： ｃｏｄｎ ｅｈ ｉ ｅｉ ａ ｏ ｒＣ ｎｒ ｘｅ ａ ｏｒ ｉ ｎ Ｕ ｄｒ ｏ ｎ ｏ ａＳ ｆ ｉ ｆ ｉ ｏｏ ｒ ｏｏ ｇ Ｇ ｓ ｉ ｌ ｅｏ ｔ ｌｎＡ ｅ Ｃｔｓ ｎ ｏ ｎ Ｃ Ｊ９ ａ ｐ ｉ ｅ ｒ ｏ ｉｅ ａ ｄＴｗ ｓ（ Ｊ ５—２ ０ ）ａ ｄＤ ｓ ｎ Ｓｅｉｃｔ ｎｏ Ｓ ｃ ｃ ｌ Ｐ ｅ ｎ ｆＳ ｅ ｉ ａｆ ｉ ０ ３ ｎ ｅｉ ｐ ｃ ａｉ ａｒ ｉ ｇ ｆ ｏｆ ｆ ｉ ａ
维普资讯 hΒιβλιοθήκη tp://第２ ８卷 第 １ 期 ２０ ０ ８年 １月
煤 气 与 热 力
ＧＡＳ＆ ＨＥ Ｔ Ａ
Ｖ０ ． ．１ １ ２８ Ｎｏ
Ｊｎ ０ ８ ａ ．２ ０
埋地 钢 质燃 气 管 道牺 牲 阳极 阴极保 护设计
王亚平 康 志刚 ， 孙 ， 权 高 鹏 李 志 张 ， ， ， 艳
（ ． 汉材料保 护研 究所 ，湖 北 武 汉 ４ ０ ３ １武 ３ ０ ０；２ 武 汉市燃 气热 力规 划设 计 院 ，湖北 ．
武 汉 ４００ ；３ 武汉 市天 然气有 限公 司 ，湖 北 武 汉 ４００ ３００ ． ３００；４ 建设 部 沈 阳煤 气热力 ．
研 究设 计 院 ，辽 宁 沈 阳 １０ ２ ） １０ ６
埋地燃气管道牺牲阳极阴极保护法的改进
埋地燃气管道牺牲阳极阴极保护法的改进张继超;宋祎昕;陈扬;苗文高【摘要】This paper introduced the urban buried gas pipeline corrosion theory and anode and cathode sacrificial protection used in the urban gas pipeline antisepsis. The improvements on the structure improvement of test pile, the adjustment of anode and the layout of test piles are mainly discussed in the paper. It＇s hoped that cathode protection can be better used in buried pipeline of the cities and towns. It＇s found that cathode protection has certain value in gas pipeline corrosion protection engineering.%分析我国城镇埋地燃气管道的腐蚀原理，介绍阴极保护在城镇燃气管道防腐中的应用，从测试桩结构的改进、阳极布局原则的调整和测试桩布局原则的调整三个方面阐述了对牺牲阳极阴极保护法的改进。
对埋地燃气管道的腐蚀防护有一定的借鉴作用。
【期刊名称】《重庆科技学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(013)005【总页数】3页(P56-58)【关键词】埋地燃气管道;牺牲阳极阴极保护法;腐蚀【作者】张继超;宋祎昕;陈扬;苗文高【作者单位】铁力市嘉华燃气有限公司,伊春152500;西南石油大学,成都610500;四川德阳天然气有限责任公司,德阳618100;漯河中裕燃气有限公司,漯河462000【正文语种】中文【中图分类】TE832土壤腐蚀绝大多数情况下都是由于埋在地下的金属管线与土壤这种十分特殊的电解质进行电化学过程引起的。
牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护的基本概念及自身特点
牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护的基本概念及自身特点土壤中的杂散电流也能引起钢管的腐蚀，杂散电流从地下钢管的一端流入又从另一端流出，流入端成为阴极流出端变为阳极，导致钢管腐蚀杂散电流的强度与管道腐蚀量成正比，一般壁厚7~8 mm 钢管在杂散电流作用下4~5 个月即可能发生腐蚀穿孔，其速度大大超过自然腐蚀，是造成管道腐蚀穿孔的主要原因。
阴极保护是在金属表面通过足够的阴极，电流使金属表面阴极化，从而防止其表面腐蚀，它适用于土壤淡水等介质中，金属的腐蚀保护，同时它还可以应用于防止某些金属的局部腐蚀，如孔蚀、应力腐蚀、开裂腐蚀、疲劳等，阴极保护法又分强制电流法排流保护法牺牲阳极法。
强制电流是国内长输管道阴极保护保护的主要形式，通过向被保护管道输入直流电流使其阴极化从，而达到阴极保护工程目的这种保护方法输出的电流连续可调，保护范围大，工程越大相对投资比例越小，且不受土壤电阻率限制。
不足的是对邻近金属构筑物造成干扰，外部电源维护管理工作量大。
城市天然气管网及附属设备上多采用牺牲阳极保护法即用一块低电位金属与管道设备相，接使两者在电解质中构成原电池电位较低的金属作为阳极，会逐渐被腐蚀以实现对阴极金属管道的保护，通常牺牲阳极腐蚀到最后尺寸最快要10 ，年因此根据被保护物的长度土壤电阻率及保护年限确定牺牲阳极以降低或阻止金属的电化学腐蚀速度，保障管道的使用寿命。
牺牲阳极通过阳极自身的消耗，给被保护金属体提供保护电流，因此对牺牲阳极材料，要求有足够的负电位阳极极化小，使用过程中电位稳定，溶解均匀表面不产生高电阻的硬壳且无污染，同时材料的价格便宜来源广，常用的有镁与镁合金、锌铝合金三大类，镁阳极一般适用于各种土壤环境，锌阳极适用于土壤电阻率低的潮湿环境，铝阳极则用于低电阻潮湿和氯化物的环境而不能用于土壤中。
河南汇龙合金材料有限公司刘珍。
石油天然气管道管路的阴极保护
第二章管路的阴极保护第一节管路的阴极保护一、阴极保护的原理使被保护的金属阴极极化，以减少和防止金属腐蚀的方法，叫作阴极保护。
阴极保护有两种方法，一种叫牺牲阳极保护，另一种叫强制阴极保护。
!"牺牲阳极保护在要保护的金属管路上，连接一种电位更负的金属或合金（如铝合金、镁合金），如图#$%$!（&）所示。
称为牺牲阳极。
原来在金属管路的两部分之间存在的电位差，在土壤中形成腐蚀电池（为了简化，可以把它看成是一对原电池），电流的方向如图。
管路连接牺牲阳极后，构成了一个新的腐蚀电池。
由于管路原来的腐蚀电池阳极的电极电位比外加的牺牲阳极的电位要正，所以整个管路成为阴极，电流从牺牲阳极流出，经土壤流到地下管路，再经导线流回阳极。
这样制止了管路上带正电的金属离子进入土壤，保护了管路免于腐蚀，而外加金属则成为阳极而不断地被腐蚀。
其保护电流的大小，主要决定于两极金属之间的电位差。
牺牲阳极保护的优点是构造简单，施工、管理方便，不需要外加电源，适用于无电源或需要局部保护的地方，对邻近的金属结构影响小。
其缺点是由于受两个金属之间电极电位差时限制，有效电位差及电流受到限制，用于地下管路保护的最大保护距离不过几公里，当土壤电阻率较高时，保护距离则更短，同时调节电流也困难，另一个缺点是阳极消耗量大，要消耗有色金属。
%"强制阴极保护利用外加直流电源，将被保护金属与直流电源负极相连，使被保护的金属整个表面变为阴极而进行阴极极化，以减轻或防止腐蚀，这种方法称为外加电流阴极保护或强制阴极保护如图#$%$!（’）所示。
强制阴极保护中的外加电流在管路和辅助阳极之间所建立的电位差，显然比牺牲阳极保护中，阳极与管路间仅依靠两种金属之间产生的电位差大得多。
因此，它的优点是可供给较大的保护电流，保护距离长。
同时，可以调节电流和电压，适用范围广。
辅助阳极的材料只要求有良好的导电性和抗腐蚀性，不消耗有色金属。
其缺点是需要外电源和经常的维护管理。
燃气管道阴极保护
阴极保护在埋地天然气管道的应用刘国胜大庆油田建设集团工程设计研究院摘要：天然气管线在施工及运行过程中防腐层产生破损在所难免，导致管材与土壤电位存在差异，产生电化学腐蚀，因此管网应采取防止电化学腐蚀的措施一一阴极保护法。
埋地防腐管线在确保防腐层质量良好、施工及运行中防止破损外，牺牲阳极的保护是必不可少的。
关键词：牺牲阳极；阴极保护；施工方法1工作原理在土壤等电解质环境中，牺牲阳极因其电极电位比被保护体的更负，当与被保护体连接后将优先腐蚀溶解，释放出的电子在被保护体表面发生阴极还原反应，抑阻了被保护体的阳极溶解过程，从而对被保护体提供了有效的阴极保护。
3牺牲阳极的作用3.1防止防腐层破损处的腐蚀，也就是对被保护钢管进行阴极极化，将其电位转移到保护电位，使钢管上所有的防腐层破损点都呈现阴极倾向。
3.2判断钢管是否有腐蚀危险，即在管线沿线隔一定距离设置检测桩，定期测试管地电位以检测管线防腐层是否存在破损并遭到腐蚀；如果存在腐蚀就应采取措施，将管线的穿孔泄露问题消灭在萌芽状态。
4牺牲阳极的设计与施工方法4.1牺牲阳极的设计(1 )电防护法在选用时应符合以下要求：当土壤电阻率＞100Q・m时不宜使用牺牲阳极；牺牲阳极的使用寿命与天然气管道相匹配，一般为15a左右；所有被保护的埋地钢质管道应根据需要设置绝缘接头或绝缘法兰。
(2)采用牺牲阳极法时，选用阳极的保护准则为：相对硫酸铜参比电极的阴极极化电位应达到-0.85V或更负；b管道表面与接触电解质的稳定饱和铜/硫酸铜参比电极之间的阴极极化电位差值最小为100mV(3)通常根据土壤电阻率选取牺牲阳极的种类，根据保护电流的大小选取阳极的规格。
注：1在土壤潮湿条件下，锌阳极的使用范围可扩大到30• m。
2表中电位均相对于cu/cuso 4电极。
3在锌阳极的使用条件下可使用复合阳极。
(4)牺牲阳极的埋设分为轴向和径向，埋设位置与保护的燃气管道的距离宜为3-5m，但不宜小于0.3m;埋设深度在冰冻线以下，且埋设在潮湿的土壤中；埋设形式可采用立式或卧式。
石油天然气长输管道阴极保护作用及管理要求
石油天然气长输管道阴极保护作用及管理要求摘要：阴极保护技术在长输管道中已获得广泛应用。
长输管道腐蚀防护采用防腐层加阴极保护系统的做法。
管道施工和运行中防腐层存在漏点损伤，阴极保护系统向管体施加保护电流，管-地电位产生负向极化，实现管体保护。
长输管道主要应用强制电流法，牺牲阳极法用于高寒特殊环境或提供辅助保护。
目前应用范围已从长输管道发展至油气站场、油库、燃气管网，形成区域性阴极保护技术。
随着计算机技术和数值模拟技术的发展，国内已开展阴极保护数值模拟技术在工程领域的实践研究。
未来几年我国油气管道、高压电网、铁路公路发展迅速，对管道设计和安全运行提出了更高要求。
关键词：油气长输管道；阴极保护技术；金属结构引言：油气长输管道保护措施有很多种，但阴极保护技术是最合适的。
该项技术在油气长输管道中的应用，利用的阴极电流将金属阴极进行极化，具体会采取牺牲阳极或者增加外部电流的方式来实现。
所以，本文对油气长输管道中阴极保护技术的具体应用进行了探析，对具体的保护措施进行了总结。
1阴极保护技术应用概况石油储运设施的腐蚀是一个很复杂的过程，并与多种因素有关。
为了减缓金属的腐蚀，在土壤腐蚀调查的基础上，在长输管道和站库上采用了外加电流阴极保护技术，辅助以牺牲阳极保护技术，全面遏制了金属腐蚀穿孔的发生，取得了明显的经济效果。
1.1长输管道阴极保护技术金属电化学腐蚀是指金属与电解质发生电化学反应所产生的腐蚀，阴极保护技术是利用保护电流使金属表面极化，从而抑制金属与电解质发生电化学反应，避免腐蚀发生。
阴极保护的方法有牺牲阳极法和强制电流法。
牺牲阳极法因金属和牺牲阳极之间的驱动电压有限，一般用于所需要保护电流较小的情况。
强制电流法主要由恒电位仪、辅助阳极、电绝缘装置、参比电极等装置组成，因其保护电流大且可根据极化电位变化自动调节保护电流大小而得到广泛应用。
1.2区域性阴极保护技术油田站库内部的埋地管道与储罐金属腐蚀给油品的储存和管理带来了严重的挑战，由于其管网复杂，搭接较多，绝缘情况差别较大，所以牺牲阳极的应用受到限制。
方案--天然气管道牺牲阳极法阴极保护方案资料
石武客专XXX特大桥跨天然气管安全保护及排流方案中铁X局石武客专河南段项目部2008年11月一、工程概况石武客专XX大桥130-131#墩，。
与天然气管道形成“十”字交叉口。
根据调查，位于大XX大桥130-131#墩天然气管，管径377mm，天然气管埋深1.3m左右（管顶至地面）。
二、总体保护方案根据设计要求，开挖至燃气管下0.9m。
在天然气管两侧各实施一道钢筋砼支撑墙，支撑墙厚0.3～0.4m，支撑墙距天然气管外壁 1.01m。
两道支撑墙之间全部回填中粗砂。
在管顶以上0.38m高处放置盖板，盖板搁置于支撑墙上，盖板厚0.35m。
由此，盖板与支撑墙形成桥梁体系，路面受力传递至盖板，力再由盖板通过支撑墙及其基础，传递至天然气管下的土体中。
整个受力系统不经过天然气管，最大限度的保证了天然气管的安全。
保护天然气管的桥梁系统深度2.47m，宽度4.8m，总长12m。
基坑采用人工开挖。
人工开挖的操作人员之间，必须保持足够的安全距离。
由于基坑开挖的深度大于天然气管的埋深，故基坑开挖后，必然存在天然气管腾空的现象。
天然气管因底部覆盖物掏空后，管道会产生较大的挠度，从而引发安全问题。
为应对该安全问题，拟在10m范围内，在人工开挖暴露出天然气管后，在管道两侧打入3对4m的钢板桩，每对间隔3m左右。
在每对钢板桩上应连接一道钢管，燃气管采用钢丝绳吊起后，钢丝绳支撑于钢管。
在保证天然气管安全的基础上，并根据支撑墙基础尺寸，钢板桩距天然气管边0.25m。
钢板桩顶低于盖板底，支撑墙施工完毕，黄砂回填至天然气管后，撤掉钢丝绳，切割掉钢管，钢板桩则保留在基坑中。
基坑开挖后，若遇水，则需将水排干后，方可施工。
为保证回填质量，回填砂采用中粗砂。
排流采用固态去耦合器排流，具有降低感应电压效果好、维护方便、适用性强的优点。
防腐蚀采用牺牲阳极装置。
绝缘防护处理采用环氧树脂玻璃钢防腐。
三、施工工期本次工程预计工期为60天，盖板需提前制作完成。
燃气管道阴极保护
阴极保护在埋地天然气管道的应用刘国胜大庆油田建设集团工程设计研究院摘要：天然气管线在施工及运行过程中防腐层产生破损在所难免，导致管材与土壤电位存在差异，产生电化学腐蚀，因此管网应采取防止电化学腐蚀的措施――阴极保护法。
埋地防腐管线在确保防腐层质量良好、施工及运行中防止破损外，牺牲阳极的保护是必不可少的。
关键词：牺牲阳极；阴极保护；施工方法1 工作原理在土壤等电解质环境中，牺牲阳极因其电极电位比被保护体的更负，当与被保护体连接后将优先腐蚀溶解，释放出的电子在被保护体表面发生阴极还原反应，抑阻了被保护体的阳极溶解过程，从而对被保护体提供了有效的阴极保护。
2 牺牲阳极的主要特点2.1适用范围广，尤其适用于中短距离和复杂的管网。
2.2阳极输出电流小，发生阴极剥离的可能性小。
2.3随管道安装一起施工时，工程量较小。
运行期间，维护工作简单。
2.4阳极输出电流不能调节，可控性较小。
2.5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。
3 牺牲阳极的作用3.1防止防腐层破损处的腐蚀，也就是对被保护钢管进行阴极极化，将其电位转移到保护电位，使钢管上所有的防腐层破损点都呈现阴极倾向。
3.2判断钢管是否有腐蚀危险，即在管线沿线隔一定距离设置检测桩，定期测试管地电位以检测管线防腐层是否存在破损并遭到腐蚀；如果存在腐蚀就应采取措施，将管线的穿孔泄露问题消灭在萌芽状态。
4 牺牲阳极的设计与施工方法4.1 牺牲阳极的设计（1）电防护法在选用时应符合以下要求：当土壤电阻率＞100Ω·m时不宜使用牺牲阳极；牺牲阳极的使用寿命与天然气管道相匹配，一般为15a左右；所有被保护的埋地钢质管道应根据需要设置绝缘接头或绝缘法兰。
（2）采用牺牲阳极法时，选用阳极的保护准则为：相对硫酸铜参比电极的阴极极化电位应达到-0.85V或更负；b管道表面与接触电解质的稳定饱和铜／硫酸铜参比电极之间的阴极极化电位差值最小为100mV。
方案天然气管道牺牲阳极法阴极保护方案
石武客专XXX特大桥跨天然气管安全保护及排流方案中铁X 局石武客专河南段项目部2008 年11 月一、工程概况石武客专XX大桥130-131#墩，与天然气管道形成“十” 字交叉口。
根据调查，位于大XX大桥130-131#墩天然气管，管径377mm 天然气管埋深1.3m左右（管顶至地面）。
二、总体保护方案根据设计要求，开挖至燃气管下0.9m。
在天然气管两侧各实施一道钢筋砼支撑墙，支撑墙厚0.3〜0.4m,支撑墙距天然气管外壁1.01m。
两道支撑墙之间全部回填中粗砂。
在管顶以上0.38m高处放置盖板，盖板搁置于支撑墙上，盖板厚0.35m。
由此，盖板与支撑墙形成桥梁体系，路面受力传递至盖板，力再由盖板通过支撑墙及其基础，传递至天然气管下的土体中。
整个受力系统不经过天然气管，最大限度的保证了天然气管的安全。
保护天然气管的桥梁系统深度2.47m，宽度4.8m，总长12m基坑采用人工开挖。
人工开挖的操作人员之间，必须保持足够的安全距离。
由于基坑开挖的深度大于天然气管的埋深，故基坑开挖后，必然存在天然气管腾空的现象。
天然气管因底部覆盖物掏空后，管道会产生较大的挠度，从而引发安全问题。
为应对该安全问题，拟在10m范围内，在人工开挖暴露出天然气管后，在管道两侧打入3对4m的钢板桩，每对间隔3m左右。
在每对钢板桩上应连接一道钢管，燃气管采用钢丝绳吊起后，钢丝绳支撑于钢管。
在保证天然气管安全的基础上，并根据支撑墙基础尺寸，钢板桩距天然气管边0.25m。
钢板桩顶低于盖板底，支撑墙施工完毕，黄砂回填至天然气管后，撤掉钢丝绳，切割掉钢管，钢板桩则保留在基坑中。
基坑开挖后，若遇水，则需将水排干后，方可施工。
为保证回填质量，回填砂采用中粗砂。
排流采用固态去耦合器排流，具有降低感应电压效果好、维护方便、适用性强的优点。
防腐蚀采用牺牲阳极装置。
绝缘防护处理采用环氧树脂玻璃钢防腐。
三、施工工期本次工程预计工期为60 天，盖板需提前制作完成。
埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范【国标】.pdf
２．０．４ 接地电池 ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃｇ ｒｏｕｎｄｉｎｇｃ ｅｌｌ 采用 一 对 或几对牺牲阳极，互相用绝缘垫隔开，再用填料填充并包扎，通过填料的电阻藕合起来，以
消除强电电涌冲击。 ２．０．５ 接地垫 ｇｒｏｕｎｄｍ ａｔ
＜ ０．０ ０２ ＜ ０．０ ３ ＜ ０．０ ０５
Ｎｉ ＜ ０．０ ０１ ＜ ０．０ ０１ 丈 ０．００３
Ｃｕ ＜ ０．０ ０１
＜ ０．０ ２０ ＜ ０．０ ２０
Ｓｉ
灯 ０．０１０
＜ ０．１
４．１． ２ 镁阳极的电化学性能必须符合表 ４．１．２中的指标
表 ４．１． ２ 镁阳极的电化学性能
性
能
单位
密 度 开 路 电位 理论发生电量
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２．３
９２
２０５
．月
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６０３
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１６５
６２０
为 １００ｍ Ｖ，这一参数可以是极化的建立或衰减过程中的数据
４ 技术条件
镁 合金阳极 钻合 金阳极（以下简称镁阳极）的化学成分应符合表 ４．１．１的规定。
管道牺牲阳极阴极保护的日常维护项目
河南汇龙合金材料有限公司刘珍管道牺牲阳极阴极保护的日常维护项目
牺牲阳极阴极保护系统，因其安装简单、驱动电压小、不会产生过保护、电位分布均匀、电位输出稳定等特点，被称为免维护的阴极保护系统。
管道阴极保护方式如果选择牺牲阳极的时候日常维护的工作量并不会很多，具体维护内容如下：
(1)阴极保护电位测量
(2)测试桩的维护保养
(3)绝缘接头检测
(4)接地故障排除等工作
(5)建议每年都要对各个参数进行测定。
根据这些测量的来的数据分析管道的保护状况，一旦发现阳极的性能出现问题，应该尽快采取相应的措施进行修复或者更换。
河南汇龙刘珍。
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天然气管网牺牲阳极阴极保护
阴
极
保
护
设
计
公司：河南汇龙合金材料有限公司
技术部：代银
随着城镇燃气地下管网的迅速发展，地下燃气管网错综复杂，且与消防管道、供水管道、供热管道、供电线路等地下金属构筑物纵横交错，甚至还有可能发生电连接，位于城市道路地下的燃气管网还要受到车辆行驶时造成的盈利冲击腐蚀，钢质管道的腐蚀与防护问题也日益突出。
为了延长埋地钢质管道的使用寿命，确保城镇燃气供应安全、可靠，通常采用阴极保护方法保护埋地钢质管道。
1 阴极保护设计
1.1阴极保护类型的确定
阴极保护属于电化学保护，是利用外部电流使金属腐蚀电位发生改变以降低其腐蚀速率的防腐蚀技术。
埋地钢质管道阴极保护分为强制电流阴极保护和牺牲阳极阴极保护两种。
强制电流阴极保护主要适用于郊区等地下管网单一地区的燃气主管道或城镇燃气环网。
其优点是输出电流大而且可调，不受土壤电阻率限制，保护半径较大;系统运行寿命长，保护效果好;保护系统输出电流的变化可反映出管道涂层的性能改变。
其缺点是需设专人维护管理，要求有外部电源长期供电，易产生屏蔽和干扰，特别是地下金属构筑物较复杂的地方。
牺牲阳极阴极保护主要适用于人口稠密地区和城镇内各种压力级制燃气管道。
其优点是不需外加电源，施工方便，不需进行经常性专门管理，不会生屏蔽，对其他构筑物也不会产生干扰，保护电流分布均匀、利用率高。
其缺点是输出电流小，保护范围有限;需定期更换，不能实时监测输出电流分的变化，也不能反映管道涂层的状况。
根据以往的经验和我们的实践得知，城镇燃埋地钢质管道宜采用牺牲阳极阴极保护来减缓土壤对管道的电化学腐蚀。
1.2阴极保护电流的确定
要使埋设的燃气管道得到充分的保护，就要证有足够的电流使管道不受到腐蚀。
钢质管道廖的最小保护电流是阴极保护设计最重要的参数之一，其计算公式如下：I=AIP(1)
式中I——管道所需最小保护电流，mA
A——管道总表面积，m2
IP——最小保护电流密度，mA/m2
最小保护电流密度Ip是根据管道的防腐层种类、好坏来确定的，新建沥青玻璃布防腐管道所需的Ip约0.1mA/m2，新建三层PE管道所需的Ip约0.001mA/m2，旧管道的Ip取
0.3mA/m2。
1.3牺牲阳极的选取
①土壤电阻率
土壤电阻率反映了土壤介质的导电能力。
一般电阻率低的土壤腐蚀性强，反之腐蚀性弱，通常根据土壤电阻率选取适宜的牺牲阳极。
无论采用哪种牺牲阳极，都需要先测出管道所在位置的土壤平均电阻率。
土壤中所含成分的比例不同，造成各个地方电阻率也不同，即使同一地点不同埋深的电阻率也不同，因此我们常采用管道所在埋深处的电阻率的平均值。
②牺牲阳极的选用
牺牲阳极主要有两大类型，即镁合金阳极和锌合金阳极。
根据勘测出来的土壤电阻率(ρ)，可以选择采用锌阳极或镁阳极。
一般ρ<5Ω·m时，选用锌阳极;5Ω·m≤p≤100Ω·113时，选用镁阳极;p>100Ω·m时，选用带状镁阳极。
在土壤潮湿的情况下，锌阳极使用范围可扩大到30Ω·m。
1.4牺牲阳极的布置
①在布置牺牲阳极时，注意阳极与管道之间不应有金属构筑物。
②牺牲阳极必须埋设在冰冻线以下。
在地下水位低于3m的干燥地带，阳极应适当加深埋设。
在河流下阳极应埋设在河床的安全部位，以防止洪水冲刷和挖泥清淤时损坏。
③牺牲阳极埋设方式有立式和卧式两种。
立式阳极采用钻孔法在埋设阳极处将阳极以垂直于管道的方向埋入地下，这种方式不需大面积开挖，但保护效果不如卧式阳极，适用于已建管道。
卧式阳极采用开槽法施工，在管道敷设时与管道同沟放置，既节省单独开挖的费用，又起到良好的保护效果。
阳极哩设位置在一般情况下距管道外壁3～5m，最小不宜小于0.3m，但由于考虑到同沟敷设的方便性.一般将间距控制到0.3～0.5m，留出一定操作空间即可。
埋深以阳极顶部距地面不小于1m为宜。
成组布置时，阳极间距以2～3m为宜。
④通常应在管段上相邻两组牺牲阳极的中间部位设置测试桩，测试桩的间距以不大于500m为官。
1.5设计修正
当计算结束后，在管道上布置牺牲阳极时，还要考虑到一些特殊的情况，对总体设计进行调整。
比如在定向钻的穿越出入土点，当采用的牺牲阳极保护半径不够时，可在出入土点增加阳极的数量或增大阳极的规格，使其能够起到完全保护穿越管道的作用。
2 设计的其他注意事项
2.1套管
管道穿越铁路、公路采用套管时，无论是钢套管还是混凝土套管都会存在屏蔽作用，使得外部的阴极保护电流流不到套管内的输送管上，成为阴极保护的盲区，一旦套管内进水，盲区内的管道将得不到保护。
针对套管的屏蔽，通常采用带状锌阳极，螺旋式缠绕在管道上，每隔2m左右与管道焊接一次。
每个套管处应安装测试桩，通过套管和管道上的测试导线在地面上可以很方便地测试。
2.2绝缘连接
为防止阴极保护电流流到与大地连接的非保护构筑物上，应对阴极保护管道系统进行电绝缘。
这样可以防止电流流失，减轻电偶腐蚀，避免不必要的干扰，控制电流流向。
绝缘的设置应考虑以下部位：a.干管与支管连接处;b.新旧管道连接处;c.裸管和覆盖层管道连接处;d.电气接地处;e.套管穿越处;f.跨越管道的支架与管道处;g.大型穿、跨越段两端。
同时要注意在绝缘接头两侧应设有预防雷击和过电流的保护设施，以防止绝缘接头被瞬间的电流击穿。
2.3交流干扰
城镇的强电线路对管道存在着交流干扰，其危害主要有两方面，一是强电线路的交流电压的长期存在会对钢质管道产生交流腐蚀;二是强电线路发生故障时，会产生瞬间感应电压，可能击穿管道中设置的绝缘装置，并威胁到人身安全。
解决交流干扰的方法有三种，一是保证管道分期施工全部结束后，一次性完成牺牲阳极的施工，尽早进行阳极接地;二是加大管道和接地体的距离，至少应达到3m;三是在管道和接地体间、绝缘装置两侧分别串连接地电池，将瞬间感应电压转移到管道上，再通过管道的接地装置将电流散掉，防止故障电流对管道的影响。
3 结语
在城镇燃气埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护的设计中，应根据管道所在位置的土壤平均电阻率和管道的压力、管径、长度、防腐层等来计算阳极的数量及分布，再综合管道经过的
地区情况，如周围其他构筑物的情况、管道是否存在穿跨越、套管的设置情况等对阳极分布进行调整，最后考虑管道起、终点处绝缘装置及接地电池的设置。