阴极保护站保护距离的计算

阴极保护工程技术手册

阴极保护工程技术手册娱乐空间2008-10-27 15:27:53 阅读176 评论0 字号：大中小实例应用篇一、钢质管道阴极保护方法与设计１、钢质管道牺牲阳极阴极保护：①设计计算：管道表面积计算：S=2πrLS——管道表面积 r ——管道半径 L——管道长度管道保护电流计算：I =S IaI——管道保护电流S——管道表面积Ia——管道保护电流密度）阳极输出电流：Ｉａ＝△E/RＩａ——阳极输出电流A △E——阳极有效电位差V R——回路总电阻R阳极数量：N=f.IA/IaN——阳极数量IA——所需保护电流A Ia——单支阳极输出电流AF——备用系数，取2-3倍阳极使用寿命：Ｔ＝0.85 W/ωIT ——阳极工作寿命a W——阳极净质量，kg ω——阳极消耗率kg/(A.a)I——阳极平均输出电流，A②设计、安装说明：1、一般牺牲阳极工程采用镁合金牺牲阳极，规格通常为22公斤/支，也有采用14公斤、11公斤、8公斤的规格，一般安装时单支焊接或两支阳极并联为一组安装。

2、如果是并联焊接，相邻阳极组最好分布在管道两侧。

阳极组距管道外壁约2.0m左右,距管道外壁最少不小于300mm；最小埋深部不小于1m。

可根据现场实际情况，按照有关标准规范适当调整阳极位置。

3、如果阳极采用4支一组，同侧阳极组间距最低不小于2米。

阳极安装施工现场4、阳极钢芯与电缆连接，采用焊锡灌注，以减少接触电阻，同时应保持连接处的绝缘密封，需包覆环氧树脂玻璃布，然后再采用热收缩套管，加以密封和绝缘，阳极的钢芯一端阳极端面，须涂环氧树脂，确保该端面不起作用，其他五面要清洁干净，放入盛有阳极填充料的棉布口袋中。

5、阳极电缆可用10mm2电缆，可用vv-1kv/1x10mm2。

6、牺牲阳极与钢管可采用铝热焊剂直接将阳极电缆焊接于钢管上，安装前，首先在管道防腐层上切割出一个100mm*100mm的焊接口，或根据焊接施工情况对焊接口大小进行相应调整。

埋地燃气管道钢管防腐技术

埋地燃气管道钢管防腐技术作者：沈斌来源：《建筑工程技术与设计》2014年第14期【摘要】随着城市各方面的快速发展，城市天然气管网也得到了不断扩展，各种管线纵横交错。

天然气管道由于是埋地敷设，长期受到各种腐蚀的侵害，并且经常发生腐蚀泄漏事故，造成了巨大的直接和间接经济损失。

本文主要对城镇燃气埋地钢管腐蚀控制技术进行探讨，并对各种防腐控制技术措施作了分析比较，为城镇燃气埋地钢管防腐工程提供参考。

【关键词】燃气管道；腐蚀控制；外涂层；阴极保护城镇燃气管道在空气、污水、土壤以及输送介质中会受到腐蚀。

燃气管道的腐蚀会因管道阻塞、结垢等造成的人力、物力消耗，并且管道的腐蚀还造成管道设备非计划性的检修、更换甚至停产，更甚者腐蚀将会造成漏气引起火灾，造成人员伤亡和财产损失。

因此，为了保证城市燃气管道的安全营运，城镇燃气管道的防腐蚀问题至关重要。

一、燃气管道腐蚀原因1.在 H2S、CO2共存于水中的现象，其腐蚀机理主要有下列几种：（1）CO2腐蚀：CO2+H2O+Fe→FeCO3+H2，其阳极反应有四种机理和阴极反应有三种机理，总结为阳极反应Fe→Fe2++e，阴极反应 HCO3-→H++CO32-；其腐蚀类型有局部腐蚀与均匀腐蚀两种。

（2）H2S 腐蚀：H2S 总反应机理还没有统一定论，其阳、阴极反应机理如下：Fe+H2S+H2O→FeHS-al；阳极反应为 FeHS-al→FeHS+al+2e；FeHS+al+H3O+→Fe2++H2S+H2O ；Fe2++HS-→FeS+H+。

阴极反应H2Sad+e→H2S-ad；H2S-+H+ad→H2Sad+Had。

阴极反应主导地位反应还不明确，国内外学者对下列三种说法表示认可：H2S 发生还原反应，其控制因素有两大类： H2S 扩散与电化学极化；H+参与阴极还原反应并且主要有两种途径：H+停留在硫化物表面且产生反应与 H+凭借 H2S 的媒介作用参与反应；H2S、H+、HS-均参与。

阴极保护技术在埋地管道上的应用案例的总结

阴极保护技术在埋地管道上的应用案例的总结课程：现代阴极保护技术班级：学号：姓名：目录1.阴极保护技术介绍1.1阴极保护技术原理1.2阴极保护方法1.2.1牺牲阳极阴极保护技术1.2.2强制电流阴极保护技术2. 阴极保护技术在埋地管道上的应用2.1 阴极保护技术的应用现状2.2 埋地管道采取防腐措施的必要性3.应用实例分析3.1 西气东输东输管道工程阴极保护3.1.1 阴极保护设计参数选定3.1.2 阴极保护站位置的确定3.1.3 阴极保护系统的构成3.1.4 管道外防腐涂层与阴极保护的协调问题3.2 天津渤西油气处理厂管道牺牲阳极保护3.2.1 保护电位的确定3.2.2 阳极材料及数量的确定3.2.3 阳极分布及埋设3.3 长庆油田靖咸长输管道、靖惠管道、第三采油厂管道的检测与评定3.4 油气管道阴极保护的现状与展望参考文献1.阴极保护技术介绍1.1阴极保护技术原理阴极保护是通过阴极电流使金属阴极极化实现。

通常采用牺牲阳极或外加电流的方法。

系统的检测主要通过每间隔一定的距离所测得的阴极保护数据来准确分析判定管道的阴极保护状态。

1.2阴极保护方法1.2.1牺牲阳极阴极保护技术牺牲阳极法是将需要保护的金属结构作为阴极，通过电气连接与电子电位更低的金属或合金连接，使其满足腐蚀电池形成的条件，让电子电位低的阳极材料向电子电位高的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，向被保护金属通入一定量的负极直流电，使其相对于阳极接地装置变成一个大阴极而免遭腐蚀, 而阳极则遭到强烈腐蚀；此时阴极材料的结构首先极化，在结构表面富集电子，不再产生离子，进而减缓并停止结构腐蚀进程，从而达到保护阴极材料的目的。

1.2.2强制电流阴极保护技术强制（外加）电流是通过外加的直流电源（整流器等），直接向被保护的金属材料施加阴极电流，使其发生阴极极化，同样达到保护阴极金属材料的目的。

而给辅助阳极(一般为高硅铸铁或废钢)施加阳极电流，构成一个腐蚀电池，也可使金属结构得到保护。

阴极保护电流分布及电位测量

管道阴极保护电流分布及电位测量施工技术厂家河南汇龙合金材料有限公司1概述在阴极保护中，阳极与保护结构之间的土壤电阻决定了到达保护结构的电流密度，而该电阻又决定于土壤电阻率、埋设位置土壤的截面积，以及阳极到保护结构上某一点的距离。

计算公式为：Ry=r(r/A)(1)式中Ry——阳极与保护结构之间土壤电阻，Wr——土壤电阻率，W·mr——阳极到保护结构上某一点的距离，mA——埋设位置土壤的截面积，m2以位于均匀土壤中的竖直阳极为例，电流以放射状分布，总电流为各方向电流之和。

对于长输管道，由于管道各点距阳极地床的距离不相等，阴极保护电流到达管道各点所经路径的电阻也不相等，因此管道各点的电流密度也不相等。

2阳极与保护结构的距离分析假定其他因素恒定，储罐、管道等保护结构某一点得到的电流与其距阳极的距离成反比。

以储罐底部的阴极保护为例，如果阳极距罐底太近，则电流的分布很不均匀，造成距阳极近的一侧过保护而另一侧保护不够。

如果阳极与罐底的距离增大，则罐底各点与阳极之间的电流回路的电阻差减小，电流分布趋于均匀。

但另一方面，由于阳极与罐底的距离增大，回路的总电阻增大，阴极保护电流减小。

因此需要提高外加电压，从电流分布的角度出发，阳极将有一个最佳位置。

条件允许的情况下，阳极距罐底周边的距离不小于罐直径。

如果做不到这一点，应采用分布式阳极或深井阳极，深井阳极的上端距地面距离不小于10m，以使电流分布均匀。

英国标准BS 7361推荐罐底的阴极保护采用分布式阳极。

对于受阴极保护的长输管道，均匀的电流分布可以通过增大阳极与管道的间距或通过均匀布置阳极来获得。

阳极距管道太近，会使距阳极近的管道部位产生过保护，而距管道远的部位保护不够；阳极距管道太远，会使整条管道欠保护，此时若仍使管道得到充分保护，只有提高外加电压。

阳极的最佳位置应使管道最远端得到有效保护而汇流点处不发生过保护。

由于电流分布还受到土壤电阻率、防腐层状况、管道电阻等多个因素影响，因此阳极与管道的间距应不小于100m，一般为300～500m。

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。

03-长输管线阴极保护

长输管线阴极保护2008-01-24 19:17:15(已经被浏览611次)长输管线阴极保护方案1. 保护范围本设计适用于天然气管道中阴极保护工程。

2. 执行的标准规范钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范SY 0007-99埋地钢质管道阴极保护参数测试方法SY/T 0023-96埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范SY/T 0036-2000阴极保护管道的电绝缘标准SY/T 0086-2003管道阴极保护工程施工及验收规范SYJ 4006-903. 设计参数土壤电阻率：20Ω·m设计寿命：20a自然电位：-0.55 V （相对饱和硫酸铜参比电极）汇流点电位：-1.15V （相对饱和硫酸铜参比电极）管道保护电位：≤-0.85V （相对饱和硫酸铜参比电极）管道防腐层绝缘电阻：>50,000 Ω&㎡钢管电阻率：0.135Ω&mm2/m输气干线：Φ159×5，16km4. 阴极保护系统设计4.1 保护长度计算保护长度计算公式：钢管纵向电阻计算公式：式中：L －单侧保护长度（m）；ΔV L－最大保护电位与最小保护电位之差（V）；D －管道外径(m)；J s －保护电流密度(A/㎡)；R －单位长度管道纵向电阻(Ω/m)；ρT －钢管电阻率（Ω·mm2/m）；D’ －管道外径(mm)；δ －管道壁厚(mm)。

公式中代入已知的设计参数，得到:R=5.58×10-5 Ω/m2L=41508 m 即L=20754 m 即强制电流阴保站的保护半径为20.7km，完全能够满足16km长管线的保护。

4.2 阴极保护方案概述支线管道规格为Φ159×5，全长16km。

沿线设1座阴极保护站即可实现全线的保护。

阴极保护系统设备包括智能高频恒电位仪、控制台，在站外布置一组高硅铸铁阳极地床（包括15支阳极），通过阳极电缆连接到阴极保护控制台。

管道进出站设绝缘接头，管线绝缘接头外侧设置1处汇流点，汇流点处阴极电缆、零位接阴导线、参比导线等均接到阴极保护控制台。

管道防腐——精选推荐

管道防腐第五章管道防腐第⼀节基础资料1、管道沿线的⼟壤腐蚀性输⽓管道西起涩北⼀号⽓⽥，东⾄格尔⽊市，全长约188.56Km。

管道经过地段为波状平原、盐湖平原、湖积冲积平原及冲积扇平原。

地下⽔位较浅，易溶盐含量较⾼，多属超氯盐渍⼟及卤⽔，部分地段属硫酸盐渍⼟，对钢铁及钢筋混凝⼟有强腐蚀。

各地段的⼟壤电阻率为：波状平原：2~20Ω.m盐湖平原：0.9~3Ω.m湖积冲积平原和冲积扇平原：0.9~18Ω.m各地段⼟壤的PH值为7.4，最⾼为8.5。

通过⼟壤和地层⽔的化学分析，对管道的腐蚀主要以盐浓差腐蚀、⽣物腐蚀、微电池腐蚀和植物根系穿透为主，都有很强的腐蚀破坏性。

全线属强腐蚀环境。

其中以盐湖地区对管道的腐蚀最强，属超强腐蚀区。

因此对管道防腐材料的筛选和防腐结构的设计显得极为重要。

2、输送天然⽓的⼯艺条件1)涩北⼀号⽓⽥天然⽓物性如下：CH4 97.72~99.9%C2H6 0.06~0.09%C3H8 0.01~0.07%N2 0.06~2.18%H2S <20mg/m3密度(标准状态):0.6897Kg/m3相对密度: 0.564爆炸上限: 14.667%爆炸下限: 4.887%⽔露点 : -15℃烃露点 : -80℃2)⼯艺条件：⼯作压⼒：起点4.5Mpa终点1.0Mpa设计压⼒：起点6.4Mpa⼯作温度：0~30℃设计温度：-15~60℃3、⼯艺站场的分布和电源状况管道全线⾃然交通条件差，基本上属⽆⼈居住区。

只在距涩北⾸站90Km处设中间清管站⼀座，格尔⽊末站⼀座。

沿线设线路截断阀室9座。

管线穿越青臧铁路⼀处，穿越铁路专⽤线⼀处；穿越215国道⼀处；穿越其它公路⼆处；穿越卤渠四处；穿越河系、沼泽、泊塘⼀处，宽约45Km。

⾸站末站具备可靠电源，中间站属⽆电源区。

4、管道概况本⼯程管材选⽤X65双⾯螺旋缝埋弧焊钢管，⼀、三级地区管线规格为?610×6.5，四级地区管线规格为?610×7.9 。

管道阴极保护基本知识

管道阴极保护基本知识内容提要：◆阴极保护系统管理知识一、阴保护系统管理知识（一）阴极保护的原理自然界中，大多数金属是以化合状态存在的，通过炼制被赋予能量，才从离子状态转变成原子状态，为此，回归自然状态是金属固有本性。

我们把金属与周围的电解质发生反应、从原子变成离子的过程称为腐蚀。

每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位, 称之为该金属的腐蚀电位（自然电位），腐蚀电位可表示金属失去电子的相对难易。

腐蚀电位愈负愈容易失去电子, 我们称失去电子的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区。

阳极区由于失去电子（如铁原子失去电子而变成铁离子溶入土壤）受到腐蚀，而阴极区得到电子受到保护。

阴极保护的原理是给金属补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位，金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液。

有两种办法可以实现这一目的，即牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。

1、牺牲阳极法将被保护金属和一种可以提供阴极保护电流的金属或合金（即牺牲阳极）相连，使被保护体极化以降低腐蚀速率的方法。

在被保护金属与牺牲阳极所形成的大地电池中，被保护金属体为阴极，牺牲阳极的电位往往负于被保护金属体的电位值，在保护电池中是阳极，被腐蚀消耗，故此称之为“牺牲”阳极，从而实现了对阴极的被保护金属体的防护，如图1—3。

牺牲阳极材料有高钝镁，其电位为-1.75V；高钝锌，其电位为-1.1V；工业纯铝，其电位为-0.8V（相对于饱和硫酸铜参比电极）。

2、强制电流法（外加电流法）将被保护金属与外加电源负极相连，由外部电源提供保护电流，以降低腐蚀速率的方法。

其方式有：恒电位、恒电流、恒电压、整流器等。

如图1-4示。

图1-4恒电位方式示意图外部电源通过埋地的辅助阳极将保护电流引入地下，通过土壤提供给被保护金属，被保护金属在大地中仍为阴极，其表面只发生还原反应，不会再发生金属离子化的氧化反应，使腐蚀受到抑制。

而辅助阳极表面则发生丢电子氧化反应，因此，辅助阳极本身存在消耗。

阴极保护知识

何为阴极保护阴极保护的方法分为牺牲阳极法和强制阴极保护两种，主要取决于一下三方面因素：1、保护对象和对周围建筑物的干扰影响；2、电源的可利用性；3、土壤电阻率。

长输管道阴极保护原则上是以流强制阴极保护为主，牺牲阳极为辅，在强制阴极保护欠保护的地方采用牺牲阳极加以补充，使电位都达到保护电位。

牺牲阳极法是利用比铁更活泼的金属或金属制品做阳极，把长输管道做阴极，从而保护管道免遭腐蚀的方法；常见的牺牲阳极材料有镁阳极、锌阳极和铝阳极，镁阳极适用高电阻率土壤和淡水，锌阳极适用低电阻率土壤和海水系统，铝阳适用海水中。

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（如杂散电流干扰严重区域、对强制阴极保护存在屏蔽的区域等）。

强制阴极保护是利用外加直流电源，将长输管道与直流电源的负极相连，使长输管道变成阴极而进行阴极极化，以减轻或防止管道腐蚀，强制阴极保护也叫外加电流阴极保护。

强制阴极保护可提供较大的保护电流，保护距离长，不消耗有色金属；但需要外加电源和经常维护管理。

目前强制阴极保护电源多采用恒电位仪，辅助阳极通常用高硅铸铁、柔性阳极、混合金属氧化物、石墨等材料。

管道在通电保护前本身的对地电位，称为自然电位；保护电位是管道进入保护范围必须达到的腐蚀电位的临界值。

强制阴极保护的最小保护电位一般为-0.85V，但负电位太负，会造成H+在管道上的还原，不仅造成管道氢脆，还破坏防腐层的粘结力，所以最大保护电位为-1.50V,一般控制为-1.20V。

通电点是用电缆将恒电位负极连接到管道上的接入点，一座强制阴极保护站只有一处通电点，距离强制阴极保护站一般保持在10米左右，通电点一般设置通电点测试桩。

为了检测管道强制阴极保护效果，在管道上每个一段距离设置一处测试桩，在埋地管道上焊接测试导线引出地面，测试阴极保护电位和电流，一般每公里设置一处电位测试桩，每5-8公里设置一处电流测试桩，管道和其他设施穿跨越处应设置穿跨越测试桩，用于定期测试穿跨越段强制阴极保护的效果。

管道外加电流阴极保护方案

管道外加电流阴极保护设计方案上海xxx设计研究总院二〇一二年十二月三日一、概述管道由1条DN1428低碳钢焊接管组成，总长约1.5Km,采用顶管和开挖排管相结合的施工方法进行敷设。

根据类似工程数据，管道埋设深度土层的平均土壤电阻率5～10Ω·m。

全部钢管外防腐均采用熔融环氧粉末防腐涂层。

顶管连接焊缝处采用专用液态环氧树脂补口涂料涂封。

二、设计方案本工程敷设的管道口径较大、埋设深度深、采用顶管方法敷设在中继间切割及密封焊接会造成该处管道外涂层损伤。

因此管道阴极保护选用外加电流方法。

管道设计采用独立的外加电流阴极保护系统。

清水管道在两端各设计1个阴极保护站。

每个阴极保护站在距管道30～50m处设计1座深井阳极、在靠近排气管处埋设1支长效硫酸铜参比电极、在阴极保护站设计安装1台直流电源。

中间流量井1处需采用电缆跨接确保管道良好电连续连接。

本工程顶管施工完成后大部分工作井不拆除，由于其混凝土井壁、井底会对外加电流产生屏蔽使井内浸在水中或土中的管道无法获得有效保护，为此在每个井内设计安装埋设2支镁合金牺牲阳极对井内管道实施阴极保护。

三、设计依据的标准及规范1、GB/T21448-2008埋地钢质管道阴极保护技术规范。

2、GB/T21246-2007埋地钢质管道阴极保护参数测量方法。

3、SY/T0086-95阴极保护管道的电绝缘标准。

4、SYJ4006-90长输管道阴极保护施工及验收规范四、设计指标1、阴极保护设计使用寿命20年。

有效保护期间管道极化电位应满足以下第2或3条要求。

2、施加阴极保护后，管道阴极极化电位为-0.85~1.25V（相对于CSE电极），应考虑排除IR降。

3、在阴极保护极化形成或衰减时，测取被保护管道表面与土壤接触、稳定的参比电极之间的阴极极化电位差不应小于100mV。

4、当土壤或水中存在硫酸盐还原菌，且硫酸离子含量超过0.5%时，通电保护电位应达到-0.95V 或更负（相对于CSE 电极）。

阴极保护远程监测系统在城镇燃气中的应用

燃气技术Gas Technologydoi:10.3969/j.issn.l671-5152.2020.05.004阴极保护远程监测系统在城镇燃气中的应用□泉州市燃气有限公司（362000 )陈小华摘要：防腐层和阴极保护作为埋地钢质燃气管道腐蚀防护的有效方法已经得到了广泛的应用。

最近几年，对于城市的建设越来越完善，速度也越来越快，无论是城市轨道交通，还是高压电塔等方面，都会给油气管道以及它的阴极保护体系造成较大的影响。

近一二十年来国内外油气管道失效案例、安全事故和检测数据表明，在具有交、直流等杂散电流干扰存在的情况下，管道更加容易出现过保护、欠保护以及一些新的腐蚀失效模式。

为此，如何通过技术手段实现对埋地钢质燃气管道阴极保护效果进行评估，即阴极保护远程监检测系统研究是亟待解决的问题。

本文针对埋地钢质燃气管道阴极保护真实电位的测量、采集及远程传输开展，主要研究了试片法极化电位测量技术、阴极保护数据采集无线传输硬件设计以及对阴极保护监检测系统进行整体规划和结构设计，并在实际工程中予以运用。

关键词：钢质管道阴极保护电位测量杂散电流1前言将阴极保护极化电位测量技术和无线传输系统有机结合，实现管道极化电位的无线监测和准确测量，实现阴极保护的智能化管理。

相对于传统管道阴极保护来说，远程阴极保护监检测系统是一个集阴极保护电位数据及相关参数采集、信息传输、处理并转化的智能控制系统，在埋地钢质管道防腐蚀领域具有重要的实践价值。

在国内外，都是以阴极保护电位为准则来评价埋地钢制管道的阴极保护效果，标准都是一样的w。

就管道阴极保护电位的测量原理和方法上，国内外也很接近，即采取有效措施消除或减小阴极保护电位测量中的IR降，得到真实的保护电位，以此准确并实时监控阴极保护状态。

2 阴极保护电位计算及效果评价2.1阴极保护电位计算阴极保护计算主要是对阴极保护系统中相关电位值及电流值的理论计算，根据埋地钢质管道，计算管道沿线表面及周边电解质中电位及电流值的大小和分布情况将显得尤为重要，通过阴极保护计算可以从理论上评估被保护金属管道的腐蚀情况。

电流法阴极保护相关计算公式

阴极保护电流电流密度与防腐层绝缘电阻的对应关系 i p =300R gi p ——阴极保护电流密度，mA/m 2Rg ——防腐层绝缘电阻，Ω·m2电流密度与土壤电阻率的关系lgi p =−lgρ+1.54ρ—土壤电阻率，Ω•m2强制电流阴极保护的保护长度按下列公式计算L =2L 0=√8∆U pi π∙D∙J∙r R =ρSπ∙D ´∙δL ——保护站单侧保护长度，m ；ΔU ——管道上允许的最大保护电位与最小保护电位之差，V ； D ——管道外径，m ；J s ——保护电流密度，A/m 2；R ——单位长度管道纵向电阻，Ω/m ；ρs ——钢管电阻，Ω/mm 2;D ´管道外径和内径的平均值，且D ´=δ，mm ；δ——管道壁厚，mm ；外加电流法阴极保护的保护电流按下式计算：I =2I 0=π∙J s ×2L =√8∆U ∙π∙D ∙J s SI ——保护电流；A ；I 0——单侧保护电流，A ；辅助阳极接地电阻计算在h 》d 条件下，单支立式阳极接地电阻按下式计算:（1）深埋式阳极接地电阻R v2=ρ2πL ∙ln 2L d （t 》L ）（2）单支水平式阳极接地电阻：R H =ρ2πL ∙ln L 2td （t 《 L ）L ——阳极长度（含填料），m ；d ——阳极直径（含填料），m ；t ——埋深（填料顶部到地面距离），m ；ρ——阳极区的土壤电阻率，Ω/m ；（3）阳极组的接地电阻R g=F∙R v nR v——单支阳极接地电阻，Ω；n——阳极支数；F——接地电阻修正系数；辅助阳极总质量阳极的质量应能满足最小设计寿命的需要，按下式计算：G t=T∙g∙I KT——阳极设计寿命，a；g——阳极消耗率，Kg/A·a；I——阳极工作电流，A；K——阳极利用系数，常取0.7-0.85。

电源功率的计算：P=IU ηV=I(R a+R L+R C)+V rR c=√R T∙r T 2th（∝∙L）α=√r TR TI=2I0V——电源设备的输出电压，V；R a——阳极地床接地电阻，Ω；R L——导线电阻，Ω；R c——阴极（管道）/土壤界面过度电阻,Ω；α——管道衰减系数，m-1；r T——单位长度管道电阻，Ω/m；R T——防腐层过度电阻，Ω·m；L——被保护管道长度，m；V r——地床的反电动势，V，焦炭填充时取V r=2V；I——电源设备的输出电流，A；I0_单侧方向的保护电流，A；η——电源设备效率，一般取0.7。

油田阴极保护原理

欢迎访问福斯特公司站点！油田区域性阴极保护的原理一、阴极保护原理根据电化学理论，任何一种金属处于一种电介质溶液里都有一个对应的电极电位。

不同的金属在相同的电介质溶液里有不同的电极电位，相同的金属在不同的电解质溶液中也有不同的电极电位；电极电位的不同就出现了电位差，这个电位差，将推动电子流动而形成电流。

在电流流出的地方，金属受到腐蚀叫做阳极区；在有电流流入的地方，金属不会腐蚀,叫做阴极区；如集输管网，尽管可以近似地把它看成同一种金属，但它要通过不同的地层，因此管网在不同的地层处就有不同的电位。

根据法拉第电解定律，电流的大小表示着腐蚀的严重程度。

为了减轻腐蚀就设法减小腐蚀电流以至为零。

要使腐蚀电流为零的两个途径，一是使腐蚀电池回路总电阻趋于无穷大，这就是常用的绝缘层防腐法，二是使阴阳极间的的电位差等于零，这就是阴极保护法。

二、油田区域性阴极保护的原理油田区域性阴极保护就是将上述原理应用于油田集输管线及加油站，油库。

右图是油库油罐阴极保护原理图。

选一台直流电源，电源负极接保护金属物，正极接阳极地床，给保护金属物供以适当大小的电流使被保护金属表面电位负移（200m A至300mA）以消除腐蚀电池的电位差，达到防腐的目的。

三、胜利油田原油库区域性阴极保护技术指标及其设计方案。

1、技术参数，指标；1）施加阴极保护前侧得油库区内自然电位；-0.562v --- -0.620v(使用本公司的CBY参比电极）2）按阴极保护有关规定和设计规范要求，阴极保护电位应该较自然电位往负方向偏移； 200mV 至 300mV或更负3）原油库区域性阴极保护电流密度为每平方米 5mA 最大保护电流为300A 阴极保护电位为：-0.85V至-1.5V，阳极寿命为27年。

2、原油库区域性阴极保护的设计方案1)保护面积的计算：油库内各种油、汽、水管道总长约为17444m其金属表面积23519平米各种钢质储罐20座。

罐底面积 24936 平米库区内总保护面积为：48455平米．由于有9条进库管线未加用绝缘法分隔，同时也受到保护。

长输管道强制电流阴极保护工艺计算

长输管道强制电流阴极保护工艺计算作者：李晓来源：《科学与财富》2019年第02期摘要：文章结合关中环线天然气储气调峰管道工程，介绍了强制电流阴极保护设计中一些基本的工艺计算，利用电阻电路模拟和数值解法分析了相邻两个阴极保护站间的管道的外加电位和电流变化的影响因素。

关键词：长输管道；阴极保护；强制电流法；工艺计算1.前言强制电流阴极保护是埋地钢质管道防止腐蚀的主要技术，因其具有驱动电位高，保护距离长，便于监测，并可根据需要进行调整等特点，广泛应用于长输管道。

强制电流是通过外部的直流电源向被保护金属构筑物通以阴极电流使之阴极极化实现保护的一种方法。

2.强制电流法阴极保护设计工艺计算2.1保护距离计算长输管道进行阴保的设计时，必须进行阴保距离的计算合理布设阴保站。

（1）（2）式中：△V——最大保护电位与最小保护电位之差，单位为伏（V）；Dp——管道外径，单位为米（m）；Js——管线保护电流密度，单位为（A/m2）；Rs——单位长度管道纵向电阻，单位为（Ω/m）；ρT——钢材电阻率，单位为（Ω·mm2/m）；δ——管道壁厚，单位为毫米（mm）；Lp——阴极保护半径，单位为米（m）；2Lp——阴极保护直径，单位为米（m）。

2.2接地电阻的计算强制电流消耗的电能约 60%～80%耗在阳极地床上，如果阳极接地电阻过大，会使能耗增加，深井式阳极地床接地电阻的计算公式如式（3）所示：Rv2= ln（）（t≥La）（3）Rv2——深埋式辅助阳极接地电阻，单位为欧（Ω）；——土壤电阻率，单位为欧米（Ω·m）；La——辅助阳极长度（含填料），单位为米（m）；Da——辅助阳极直径（含填料），单位为米（m）；t——辅助阳极埋深（填料顶部距地表面），单位为米（m）。

2.3 管道沿线电位、电流计算本文将用电阻电路模拟两个阴极保护站间的埋地钢质管道强制电流阴极保护系统，用数值解析法计算管道沿线的保护电位和电流。

燃气管道的防腐

燃气管道的防腐城镇燃气钢制管道埋地敷设时都有哪些腐蚀因素？( l ）内壁腐蚀水在管道内壁生成一层亲水膜，形成了原电池腐蚀的条件，产生电化学腐蚀。

还由于输送的燃气中可能含有硫化氢、二氧化碳、氧、硫化物或其他腐蚀性化合物直接和金属起作用，引起化学腐蚀。

因此，在钢管内壁一般同时存在化学腐蚀及电化学腐蚀。

内壁防腐的根本措施首先应是将燃气净化，使其杂质含量达到规范要求的允许值以下。

还可以在管道内用合成树脂或环氧树脂等作内涂层，可防止管道内壁的腐蚀，并能降低管壁的粗糙度，相应地68提高了管道的输气能力。

( 2 ）外壁腐蚀钢管外壁腐蚀在架空或埋地情况下均可能发生。

对于架空钢管的外壁防腐一般用油漆覆盖层防护。

而埋地钢管外壁腐蚀的原因比较复杂。

其中化学腐蚀是全面性的腐蚀，在化学腐蚀的作用下，管壁厚度的减薄是均匀的，所以从钢管受到穿孔破坏的观点看，化学腐蚀的危害性不大，一般也可采取外壁覆盖层保护。

除全面性的化学腐蚀而外，一般还有如下三类腐蚀：l ）电化学腐蚀由于土壤各处物理化学性质不同、管道本身各部分的金相组织结构不同，如晶格的缺陷及含有杂质、金属受冷热加工而变形产生内部应力，特别是钢管表面粗糙度不同等原因，使一部分金属容易电离，带正电的金属离子离开金属，而转移到土壤里，在这部分管段上电子越来越过剩，电位越来越负；而另一部分金属不容易电离，相对来说电位较正。

因此电子沿管道由容易电离的部分向不易电离的部分流动，在这两部分金属之间的电子有失有得，发生氧化还原反应。

失去电子的金属管段成为阳极区，得到电子的这段管段成为阴极区。

腐蚀电流沿金属管段从阴极区流向阳极区，然后从阳极区流离管道，经土壤又回到阴级区，形成回路，土壤中发生离子迁移，带正电的阳离子（如H+）趋向阴极，带负电的阴离子（如OH-）趋向阳极。

使阳极区的金属离子不断电离而受到腐蚀，使钢管表面出现凹穴，以至穿孔，而阴极则保持完好。

2 ）杂散电流对钢管的腐蚀由于外界各种电气设备的漏电与接地，在土壤中形成杂散电流。

阴极保护计算

ρ土壤电阻率，（Ω•m）45
lg阳极长度，（m）1
Dg填料层直径，（m）0.3
tg阳极中心至地面的距离，（m）1
ρg填包料的电阻率，（Ω•m）0.5
dg阳极等效直径（d=C/π ，C为边长，m）0.02864789
Rh阳极接地电阻（Ω）16.117358367.161972
N-----阳极支数，2支。

2
K-----阳极的调整系数，（间距1米） 1.2
R组-----阳极组接地电阻，Ω；10.09041501
ΔE-----镁合金阳极的驱动电位（V）；0.65高电位镁阳极的电位为-1.75V CS I f组-----组合阳极发生电流量，（A）0.064417568
Dp管外径m0.426
Lp管长m850
S—管道总面积，m²1137.5707
j—管道所需最小保护电流密度，A0.00035
IA—管道所需总保护电流，A0.398149745
F—备用系数取2~32
N—阳极数量，支12.36152666
Ta辅助阳极设计寿命a25
wa辅助阳极的消耗率[Kg/(A.a)]7.92
辅助阳极利用系数，取0.7~0.850.7
W—阳极净质量9.110484684
T—阳极工作寿命，a30.35714286
Rh阳极接地电阻（Ω）
0.172467 1.897120.0260972.22431116.11735836
5V CSE，驱动电压0.85V；低电位镁阳极的电位为-1.55V CSE，驱动电压0.7V。

舰船强制电流阴极保护材料的距离要求

舰船强制电流阴极保护材料的距离要求
舰船的强制电流阴极保护材料中，对辅助阳极地床的间隔距离没有固定的规定，因为电流输出与保护范围是可以调节的。

在至少长150m的大船上，船尾的阳极应当离螺旋桨至少15m远，在小船上，这个距离可以缩减为5m。

参比电极应安置在预期电位降最低处（即离阳极最远）。

在大船上，它们应离阳极至少15-20m远，而在小船上，这个距离可以成比例减少。

船头助推舵、通水口和通海吸水口都配装有牺牲阳极。

舰船强制电流阴极保护材料的距离要求
舰船的强制电流阴极保护材料中，对辅助阳极地床的间隔距离没有固定的规定，因为电流输出与保护范围是可以调节的。

在至少长150m的大船上，船尾的阳极应当离螺旋桨至少15m远，在小船上，这个距离可以缩减为5m。

参比电极应安置在预期电位降最低处（即离阳极最远）。

在大船上，它们应离阳极至少15-20m远，而在小船上，这个距离可以成比例减少。

船头助推舵、通水口和通海吸水口都配装有牺牲阳极。

陕西省安装工程消耗量定额长距离输送管道工程第五章阴极保护

第五章阴极保护一、本章适用于长输管道线路的阴极保护工程。

二、消耗量定额中主材的规格、型号与设计要求不同时可以换算。

三、均压线联接适用于管线或金属结构间的均压电缆直接联接和绝缘法兰的跨接电缆直接联接，通过测试桩连接的均压线不得执行本项目。

四、辅助阳极地床焦碳中其他降阻材料铺设用人工、机械已综合考虑在消耗量定额内，其材料用量可按设计用量另计。

五、测试桩接线仅指测试桩同管线或金属结构间的连线。

测试桩同牺牲阳极、接地电池、探头、检查片、参比电极间的接线已计入该连接体的安装项目中。

六、阳极井钻孔，当人工钻孔超过10m时，孔深每增10m，人工和机械乘以系数1.40；机械钻孔超过20m时，孔深每增10m，人工和机械乘以系数1.08。

七、材料的运输和装卸用人工、机械已综合在消耗量定额中。

八、强制电流阴极保护的通电点、辅助阳极地床、参比电极安装均适用于强制电流排流保护。

九、牺牲阳极阴极保护的牺牲阳极安装适用于排流保护的阳极接地极安装。

十、检查片制作安装项目适用于测试桩辅助试片制作安装。

十一、绝缘装置性能测试亦适用于套管同主管间的绝缘性能测试。

十二、阴极保护工程中的土石方开挖、回填等执行本册相应项目。

十三、阳极线杆架设、电缆敷设、保护管敷设、电缆沟铺砂、盖砖等执行第二册相关项目。

十四、绝缘法兰、绝缘接头、绝缘短管等电绝缘装置安装执行本册管件安装相应项目。

十五、测试桩埋设执行本册标志桩安装相应项目。

工程量计算规则:一、强制电流阴极保护1.恒电位仪、整流器和工作台安装，不分型号、规格以“台”为计量单位。

2.蓄电池安装(1)蓄电池按不同容量，以“组”为计量单位；(2)蓄电池充放电，是指初充电、放电、再充电，项目中不包括充电所用电量；(3)蓄电池铁架安装，按施工图示规格以“m”为计量单位。

3.太阳能电池(1)太阳能电池方阵铁架，按图示面积以“m2”为计量单位，如采用其它材质支架亦不作调整；(2)电池板安装，按电池容量不同以“组”为计量单位；(3)太阳能电池与控制屏联测，按太阳能电池系统以“系统”为计量单位；4.风力发电机、TEG、CCVT、断电器：不分型号、规格按成套供应以“台”为计量单位。