长输管道阴极保护及阴极保护站维护
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是输送油气、水等液体或气体的重要通道,其保护是关系到国家能源安全和环境安全的关键问题。
阴极保护是一种有效的管道保护方法,主要是通过施加电场,使管道表面电位负化,从而减少管道金属的腐蚀速率,延长管道使用寿命。
本文将阐述长输管道的阴极保护原理、方法及故障分析。
一、阴极保护原理由于土壤中存在着各种离子,例如水、氯离子等,这些离子会形成电池,导致管道金属表面出现电位差,这种现象称为自然电位。
如果管道的自然电位低于一定的电位(通常为-0.85V),则管道处于负电位,就会发生金属的电化学腐蚀。
阴极保护的主要原理是通过施加外加电场,将管道表面电位负化,使得管道处于负电位,在靠近管道表面的电场区域内,电子从管道金属表面流向土壤中的正离子,使其发生还原反应,从而减少管道金属腐蚀速率。
1、电位调节法:通过在管道两端安装钛阳极和铁/铜阴极,以及控制钛阳极输出的电流来调节管道表面的电位,从而达到保护作用。
2、电流输出法:在管道保护系统的控制下,直接将电流输出到管道端部的阳极或在管道上部固定钛阳极来保护管道。
3、均匀分散法:通过在管道上均匀分布一定数量的阳极,使得管道表面的电位均匀调整到负电位,从而保护整个管道。
1、偏移现象:阴极保护系统在使用过程中,由于地下水流的影响,土壤的化学组成及导电性不均匀等因素,易出现管道阴极保护区域偏移的现象。
一般采用分析安装阳极的位置是否正确,调整阴阳极之间的距离和电位来解决偏移问题。
2、极化过度:在保护过程中,如果管道阴极保护电位过于负化,反而会引起金属氢化、内应力等问题,从而导致管道的损坏。
应当合理调整阴极保护的电位,避免出现极化过度的情况。
3、外来干扰:阴极保护系统如果受到外部电源干扰(例如电力系统、通信设备等),会导致保护系统失效,出现管道腐蚀。
一般应在设计阴极保护系统时,选取合适的接地点,采取防雷、防电磁干扰等措施来预防外来干扰。
综上所述,长输管道阴极保护技术是一项重要的保护措施,可有效减少管道的金属腐蚀速率,延长管道寿命。
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是输送石油、天然气等能源的重要设施,其安全运行需要关注防腐蚀和防止电化学腐蚀失效的问题。
阴极保护技术是一种保护长输管道金属的经济、有效的方法,本文将对长输管道阴极保护的原理、方法及故障的分析进行探讨。
一、阴极保护原理管道腐蚀的根本原因是电化学腐蚀,当管道作为阴极而周围环境当作阳极时,管道表面将出现金属的电子脱落,导致金属离子向外扩散,进而形成腐蚀。
阴极保护技术通过在管道表面制造负电位,使其成为静电阴极,从而减少或甚至消除电子脱落现象,从而防止或减缓管道腐蚀。
阴极保护主要包括直流阴极保护和交流阴极保护,其中直流阴极保护利用负电位防止管道腐蚀,交流阴极保护则通过改变管道表面的极性来防止腐蚀。
1. 阴极保护电流阴极保护电流是阴极保护的主要参数,它可以直接影响阴极保护的效果。
通常情况下,阴极保护电流的大小应该根据土壤电阻率和管道电流密度来确定,一般地说,管道的阴极保护电流应该保持在0.03~0.1A/m2之间。
阴极保护电源是阴极保护的核心,它通常包括直流阴极保护电源和交流阴极保护电源。
对于直流阴极保护电源,其一般需要提供相应的电流稳定性,可靠性以及有效的过流保护机制。
而对于交流阴极保护电源,其主要需要提供一定的非均匀电场分布能力,同时保证电源的电压和频率与管道周围环境相匹配。
3. 阴极保护绝缘节制阴极保护绝缘节制是一种保持管道电位稳定、减少腐蚀险情的技术。
阴极保护绝缘节制应能够有效地防止管道周围地下水的浸渍和电流干扰,同时保证管道电位的可靠性和稳定性。
一般地说,此类绝缘节制的材料应具备良好的腐蚀防护能力、良好的电绝缘性能以及耐高温、耐低温等特性。
阴极保护效果的检测是防止管道腐蚀以及其他电化学腐蚀失效的重要手段。
在阴极保护检测方面,根据管道的构造形式、使用环境以及技术特点等因素,在实际应用中常常采用电位测量、电阻率测量以及电流测量等多种检测手段。
这些检测手段在实际应用中的效果和精度均有相应的保障。
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是石油、天然气、化工产品等重要能源和物质运输的主要途径之一。
在使用过程中,长输管道的阴极保护是非常重要的。
本文将从长输管道阴极保护的原理、方法、故障类型及其分析等方面进行介绍。
一、阴极保护原理阴极保护是一种经济、有效的金属防腐措施,通过在金属表面施加一个负电位,将金属的电位调整到阴极区,在物质和能量的作用下,使金属表面处于保护状态,从而防止金属的电化学腐蚀。
在长输管道中,阴极保护的主要目的是保证管道金属表面的电位低于其溶解电位,使其处于被保护状态,从而防止腐蚀。
1. 熔融热浸镀法熔融热浸镀法是将金属作为阳极,通过在其表面浸涂含有阴离子的熔态物质,在高温下将该物质还原成金属的一种阴极保护方法。
该方法的优点是保护效果好,缺点是操作复杂,成本较高。
2. 电化学阴极保护法电化学阴极保护法是将外部电源与被保护金属合成电池,通过从外部输入一个反向电流,使金属的电位降低到保护电位以下,从而达到防腐的目的。
该方法的优点是施工简单,成本低,但需要对金属进行严格的电位控制。
渗入阻抗阴极保护法是一种新型的阴极保护方法,通过将阻抗控制器引入管道,将介质中的电导率、温度、湿度等参数作为参量,根据管道的工作状态和防腐要求计算出合适的电位值,并通过介质的渗入作用对管道进行阴极保护。
该方法的优点是操作简便,防腐效果好,但需要对阴极保护设备进行严格监护。
三、故障分析阴极保护设备在工作过程中也会出现一些故障,主要包括以下几点:1. 阳极失效阳极失效是指金属阳极在使用过程中出现脱落、损坏等情况,从而导致被保护金属表面的电位增加,无法达到保护状态,最终导致金属的腐蚀。
防止阳极失效的方法包括定期检查和更换。
2. 阴极材料污染长输管道中的介质可能会对阴极保护材料产生腐蚀或污染,从而导致阴极材料的损坏和阴极保护效果的降低。
预防阴极材料污染的方法包括管道清洗、选择防腐能力强的阴极材料等。
3. 阴极保护电流过小或过大阴极保护电流过小或过大都会导致保护效果下降。
长输管道站场区域阴极保护-精选文档
合金。工程实施后,进行电位实测,总结了很多经验。
陕京线也先后在采育、永清、通州等站实施区域阴极 保护;西气东输也陆续在甪直和古浪开展了区域阴保 研究;
边水平浅埋阳极组方式,这两个站的设计和实施由泵
站管理单位完成,由于输油泵站区域较大,地下管网
较多,管道电绝缘几乎没有实施,因此,这两个站的 区域阴保除靠近阳极地床的区域配管外,相当一部分 由于地下管道的相互电屏蔽而没有达到保护电位,普 遍在-0.75-0.8V C.S.E。
进入新世纪初,区域阴极保护进入全面尝试应用
中国石油天然气管道工程有限公司
CHINA PETROLEUM PIPELINE ENGINEERING CORPORATION
多年来站场内部埋地管网的腐蚀破坏事故不 断的发生,如忠—武输气管线站场在扩建开挖 时发现,站内管线防腐层脱落严重,又没有阴 极保护措施,造成了较为严重的腐蚀;07年初 在西气东输轮南首站以及陕京输气管道站内开 挖过程中,也同样发现防腐层破损严重,使管 道遭受了腐蚀;另外,早些年在阿—赛线、濮-临复线
由于站内设备、仪表设施以及人员相对比较 集中,站内腐蚀泄露的危害要比干线严重的多。
中国石油天然气管道工程有限公司
CHINA PETROLEUM PIPELINE ENGINEERING CORPORATION
正因为如此,站内腐蚀在国外油气储运工程中一直
都很重视,美国腐蚀工程师协会NACE要求站内管道 必须采取阴极保护。中石油最近十多年来也陆续在 许多管道工程中,如忠武线、库鄯线、黄岛首站、 太阳升和林源等泵站、鄯乌线,陕京输气管道、以 及广东LNG等诸多工程的工艺站场实施了区域阴极 保护,取得了一定的效果。一些管道项目如西一线、 西部原油成油管道等都正在实施增设区域阴极保护。
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是输送天然气、石油等能源资源的重要设施,其安全运行对于国家经济发展具有至关重要的意义。
长输管道在运行过程中会受到各种外部环境和内部因素的影响,其中阴极保护系统的设计和故障分析是保障长输管道安全运行的关键问题之一。
本文将围绕长输管道的阴极保护及故障分析展开讨论,以期对长输管道的安全运行提供指导和保障。
一、长输管道阴极保护的作用长输管道在运行中常受到土壤电化学环境的影响,其中的电化学腐蚀是导致管道金属材料损坏的主要原因之一。
而阴极保护是一种有效的控制管道金属材料腐蚀的措施,其基本原理是通过外加电流使管道维持在一个负电位,从而抑制管道金属的腐蚀过程。
阴极保护系统主要由阳极、电源和控制系统三部分组成,其中阳极的材料一般选用锌、铝、镁等,电源一般选用直流电源,控制系统则根据管道的具体情况进行设计。
1.抑制金属腐蚀:阴极保护系统通过外加电流维持管道在负电位,使得管道金属处于稳定的电化学环境中,从而抑制了金属的腐蚀。
2.延长管道使用寿命:有效的阴极保护系统可以有效地延长长输管道的使用寿命,降低了管道的维护成本和更换频率。
3.提高管道安全性:良好的阴极保护系统可以有效地提高管道的安全性,减少因金属腐蚀引起的事故发生的概率,保障管道的安全运行。
二、阴极保护系统的故障分析尽管阴极保护系统可以有效地保护长输管道的金属材料不被腐蚀,但在实际运行中也会出现各种故障情况,这些故障如果得不到及时发现和处理,就会对长输管道的安全运行造成严重的影响。
下面我们将针对阴极保护系统的故障进行分析,并提出相应的处理措施。
1.阳极失效:阳极是阴极保护系统中最为关键的部件之一,一旦阳极失效,就会导致管道金属材料的腐蚀。
阳极失效的原因主要包括材料腐蚀、磨损、电流分布不均等,因此在实际运行中要定期对阳极进行检查,并根据检查结果进行维修或更换。
2.电源故障:阴极保护系统的电源是维持管道在负电位的关键组成部分,一旦电源出现故障就会导致管道金属处于阳极保护的状态,从而失去了有效的防腐功能。
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道阴极保护是一种常用的防腐措施,用于减少管道的金属腐蚀,延长其使用寿命。
本文将介绍长输管道阴极保护的原理和常见故障分析。
阴极保护的原理是利用电流从外部电源输送到管道,使得管道表面成为阴极,从而减少金属的氧化和腐蚀。
阴极保护系统一般由以下几个部分组成:外部电源、阳极和管道结构。
外部电源提供电流,阳极通常是一种可溶解的金属,比如锌或铝,将电流从阳极输送到管道,而管道则作为阴极接收电流,从而形成阴极保护。
阴极保护系统在设计和使用过程中可能会遇到各种故障,下面将介绍一些常见的故障及其分析。
1. 阳极异常磨损:阳极的异常磨损可能是由于阳极材料的质量不高,或者设计不合理导致的。
阳极材料应该具有良好的耐腐蚀性和导电性能,以保证其稳定地提供电流。
如果阳极的磨损过快,可能会导致阴极保护效果不佳,从而增加管道的腐蚀风险。
2. 外源性电流干扰:外源性电流干扰是指管道周围存在其他电流来源,干扰了阴极保护系统。
常见的外源性电流干扰来源包括铁路线路、电力线路和其他金属管道。
外源性电流干扰会导致管道阴极保护系统的电流被分流,使得管道无法获得足够的保护电流,增加了金属腐蚀的风险。
3. 阴保设备故障:阴保设备的故障可能包括电源失效、导线断裂、控制系统故障等。
这些故障会导致阴极保护系统无法正常工作,管道的金属腐蚀风险增加。
定期检查和维护阴保设备是至关重要的。
4. 管道涂层损坏:管道的涂层是保护管道免受腐蚀的重要层。
如果涂层发生损坏,可能导致管道金属直接暴露在外界环境中,增加金属的腐蚀风险。
及时维修和更换涂层对于管道的腐蚀防护非常重要。
长输管道阴极保护是一种有效的防腐措施,可以减少金属腐蚀,延长管道的使用寿命。
在设计和使用过程中可能会遇到各种故障,如阳极异常磨损、外源性电流干扰、阴保设备故障和管道涂层损坏。
对阴极保护系统进行定期检查和维护是非常重要的。
只有保证阴极保护系统的正常运行,才能有效地保护长输管道免受腐蚀的侵害。
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道的阴极保护技术是一种常用的管道防腐蚀措施,它通过在管道表面施加阴极电流来抑制金属的电化学腐蚀。
在长输管道的使用中,阴极保护系统有可能出现故障,导致管道的腐蚀防护效果下降甚至失效。
阴极保护系统的故障主要表现为以下几个方面:电流输出不稳定、电流密度异常、电流输出中断、电流阴极化效果不明显、电流与电位关系异常等。
造成阴极保护系统故障的原因很多,常见的有阴极保护装置失灵、电源欠压或过压、电缆接头松动或断裂、阳极材料耗尽、导电性能差的涂层等。
这些原因可能单独或同时发生,造成管道的阴极保护系统故障。
当发现长输管道阴极保护系统存在故障时,需要进行故障分析,并采取相应的措施进行修复。
应检查阴极保护装置是否正常工作,包括检查电源电压、电流输出稳定性等。
如果发现装置失灵,应及时修复或更换。
需要检查电缆连接是否正常。
阴极保护系统中的电缆连接非常重要,如果松动或断裂,会影响电流的输出。
应检查电缆连接是否紧固,舒展长度是否正常。
如发现有问题,应进行修复或更换。
还需要检查阳极材料的情况。
阳极材料是阴极保护系统中的关键部件,如果阳极材料耗尽,会导致阴极保护效果变差。
应定期检查阳极材料,如发现阳极材料耗尽,应及时进行更换。
还需要检查涂层的导电性能。
涂层的导电性能直接影响阴极保护系统的效果。
如果涂层导电性能差,会导致阴极保护系统无法正常工作。
应定期检查涂层的导电性能,如果发现问题,应进行修复。
通过以上的故障分析和修复措施,可以及时解决长输管道阴极保护系统的故障问题,确保管道的腐蚀防护效果。
也需要认识到,阴极保护系统的故障不仅会影响腐蚀防护效果,还可能引发其他安全隐患,因此维护阴极保护系统的正常运行十分重要。
长输管道外加电流阴极保护及阴极保护站维护基础知识
长输管道外加电流阴极保护及阴极保护站维护基础知识河南汇龙合金材料有限公司1.目的:随着国内长输管道的大规模建设,我国的天然气管网已初具规模,长输管道外加电流阴极保护技术也被大量广泛应用,为了使阴极保护站场内维护人员以及现场巡线人员有效地实施阴极保护,做到科学操作、安全维护、确保质量、特编此文,提供对站场内及管线上阴极保护系统正常运行并科学维护指导。
一.防腐蚀的重要意义自然界中,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。
然而,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。
金属腐蚀广泛的存在于我们的生活中, 国外统计表明,每年由于腐蚀而报废的金属材料, 约相当于金属产量的20~40%,全世界每年因腐蚀而损耗的金属达1 亿吨以上,金属腐蚀直接和间接地造成巨大的经济损失, 据有关国家统计每年由于腐蚀而造成的经济损失,美国为国民经济总产值的4.2%; 英国为国民经济总产值的3.5%;日本为国民经济总值1.8 %。
二.防腐蚀工程发展概况六十年代初,我国开始研究阴极保护方法,六十年代末期在船舶,闸门等钢铁构筑物上得到应用。
我国埋地油气管道的阴极保护始于1958 年,六十年代在新疆、大庆、四川等油气管道上推广应用,目前,全国主要油气管道已全部安装了阴极保护系统,收到明显的效果。
2.阴极保护原理2.1 所谓阴极保护是通过降低管道的腐蚀电位而使管道得到保护的电化学保护(其实质: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,使金属表面各点低于一负电位,使金属原子不容易失去电子而变成离子溶入电解质的过程。
)。
通常施加阴极保护电流有两种方法:强制电流和牺牲阳极保护。
2.2 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,通过电解质向被保护体提供一个阴极电流,使被保护体进行阴极极化,从而实现阴极保护。
阴极保护牺牲阳极原理是由托马晓夫三电极原理来解释,内容是:(a)两电极电位不同的两电极;(b)两电极必须在同一电解质溶液里;(c)两电极间必须有导线连接。
管道阴极保护系统的运行与维护技术
管道阴极保护系统的运行与维护技术
2. 最小保护电位 为使腐蚀过程停止,金属经阴极极化后所必须达到的 绝对值最小的负电位值,称之为最小保护电位。最小保 护电位常是腐蚀原电池微阳极的起始电位或与之近似。 这是由于只有当阴极保护电源向受到腐蚀的阳极部位, 提供了足够的相反电流即极化电流,使之恰好抵消了腐 蚀电流后,腐蚀才能停止。 此时,阴极区(腐蚀电池发生地)的电位将被极化到阳极区 的管地电位,金属表面电位均一。金属受到阴极保护。 最小保护电位也与金属的种类、腐蚀介质的组成、温度、 浓度等有关。 最小保护电位值常是用来判断阴极保护是否充分的基准。 因此该电位值是监控阴极保护的重要参数。实验测定钢 在土壤及海水中的最小保护电位为-0.85V(相对饱和硫酸 铜参比电极)。
管道阴极保护系统的运行与维护技术
3. 最大保护电位 在阴极保护中,所允许施加的阴极极化的绝对值最大 值,在此电位下管道的防腐层不受到破坏。此电位值就 是最大保护电位。 阴极保护电位值,并不是愈负就愈有利于金属的防护。 过负的电位会产生不良作用,这就是阴极剥离。阴极剥 离是由于阴极极化电流过大,造成金属表面电位过负, 当此电位值达到析氢电位时,阴极表面的H+会在其表面 上得电子,产生氢原子,从而产生析氢反应。例如在碳 钢表面,当阴极极化电位达到-1.25V时,就会产生析氢。 这种现象将会造成金属表面的防腐层与管道的剥离,促 使防腐层加速老化。 因此,阴极保护中有最大保护电位的限制。而与之配合 使用的防腐绝缘层材料则有抗阴极剥离性能的要求。过 保护,还会形成过多的电能消耗。最大保护电位值的大 小通常通过试验确定。对于石油沥青防腐层取1.25V。
管道阴极保护系统的运行与维护技术
油气长输管道中阴极保护技术的应用分析
油气长输管道中阴极保护技术的应用分析摘要:随着经济的发展,人们生活水平越来越高,生产力为了适应社会也在不断提高,目前我国资源运输仍然存在着较多问题,油气大多运用长输管道,在油气输送中容易出现管道被腐蚀的情况,当然,最合适的防腐措施就是采取阴极保护,本文主要以长输管道容易被腐蚀这一现象为切入点,分析采取防腐措施的必要性,探讨阴极保护策略。
关键词:油气长输管道阴极保护技术引言:在铺设油气长输管道时十分困难,首先管道较长,其次管道内部环境较复杂,而且容易遭受多种物质的腐蚀,经长时间研究表明,阴极保护措施是油气长输管道中防腐的最佳策略。
一、油气长输管道防腐的必要性我国地大物博,资源较丰富,而资源分布也存在着地区差异,不同区域间调配资源,运输资源已经是国家常态,根据目前调查情况来看,油气在输送过程中需要经过多种复杂的外部环境,不单单是复杂的土壤成分会对管道造成侵蚀,遇到恶劣天气时天气会对管道造成外部侵蚀。
除此之外,某些传输管道输送物质也具有侵蚀性,会对管道内部造成极大破坏,在长期运输过程中,由于管道经常受到来自内部的腐蚀,这也会加重管道老化,造成资源浪费,如果管道发生破坏,管道内的物质泄露会造成环境污染,甚至会引起火灾等不必要的事故,影响企业经济损失,也会威胁人们生命财产安全,如果防腐措施不到位,在运输途中将会产生资源损耗,而且带来的经济损失也是无法估量的,影响企业经济效益,由此来看,油气长输管道防腐措施需要及早落实。
阴极保护作为防腐措施中的一种,在国内外已有多年发展,这也使得阴极防护技术已趋向成熟。
阴极保护法又具体分为三部分,第一部分是外加电流阴极保护,是指电流的负极与被保护的金属设备相连接,依靠外来的阴极电流进行金属保护,第二个是外加电流阴极保护系统的组成,外加电流阴极保护系统,包括辅助阳极,阳极,平参比电极和直流电源四个部分;第三个是牺牲阳极保护,是指在被保护金属设备上连接一个电位更富的强阳极,从而使阴极极化。
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。
长输管道阴保及阴极保护站维护基础知识
长输管道阴极保护及阴极保护站维护基础知识1.目的为了使阴极保护站场内维护人员以及现场巡线人员有效地实施阴极保护,做到科学操作、安全维护、确保质量、特编此文,提供对站场内及管线上阴极保护系统正常运行并科学维护指导。
一.防腐蚀的重要意义自然界中,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。
然而,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。
金属腐蚀广泛的存在于我们的生活中, 国外统计表明,每年由于腐蚀而报废的金属材料, 约相当于金属产量的20~40%,全世界每年因腐蚀而损耗的金属达1 亿吨以上,金属腐蚀直接和间接地造成巨大的经济损失, 据有关国家统计每年由于腐蚀而造成的经济损失,美国为国民经济总产值的4.2%; 英国为国民经济总产值的3.5%;日本为国民经济总值1.8 %。
二.防腐蚀工程发展概况六十年代初,我国开始研究阴极保护方法,六十年代末期在船舶,闸门等钢铁构筑物上得到应用。
我国埋地油气管道的阴极保护始于1958 年,六十年代在新疆、大庆、四川等油气管道上推广应用,目前,全国主要油气管道已全部安装了阴极保护系统,收到明显的效果。
2.阴极保护原理2.1所谓阴极保护是通过降低管道的腐蚀电位而使管道得到保护的电化学保护(其实质: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,使金属表面各点低于一负电位,使金属原子不容易失去电子而变成离子溶入电解质的过程。
)。
通常施加阴极保护电流有两种方法:强制电流和牺牲阳极保护。
2.2 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,通过电解质向被保护体提供一个阴极电流,使被保护体进行阴极极化,从而实现阴极保护。
阴极保护牺牲阳极原理是由托马晓夫三电极原理来解释,内容是:(a)两电极电位不同的两电极;(b)两电极必须在同一电解质溶液里;(c)两电极间必须有导线连接。
长输管道强制电流阴极保护技术与故障处理
长输管道强制电流阴极保护技术与故障处理作者:王保安来源:《中国科技博览》2017年第06期[摘要]为了有效控制油气长输管道的腐蚀,本文论述了油气长输管道阴极保护方法,并详细分析了阴极保护中容易出现的故障,对故障产生的原因及如何查找故障位置进行分析,希望能为从事管道阴极保护工作提供一定的指导。
[关键词]油气长输管道阴极保护管道腐蚀中图分类号:TU996 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)06-0355-01在外加电流阴极保护的技术中,可以使用外加直流电进行辅助阳极保护的效果,从而有效的迫使电流从土壤中形成金属保护的效果,将保护金属的结构电位从而负于周边环境电位,这种外加电流阴极保护的方式主要是用于保护大型或者土壤电阻率相对较高的金属结构,这样能具有更大的功能与效果。
1 阴极保护的简介和原理1.1 阴极保护的简介在长输管道阴极保护中,以外加电流阴极保护为主,特殊地段采用牺牲阳极辅助保护,两种保护主要区别一个是电解池反应,需要外加电源。
一个是原电池反应,不需要外加电源,自己主动产生电流,在油气长输管道上,这两种保护需要经常配合使用,在管道建设时期,土壤电阻率小于20欧姆,半年内强制电流保护不能投用,可采用锌带阳极进行保护。
1.2 强制电流阴极保护的原理向被保护的长输管道通入一定量的直流电,把被保护的金属管道相对于阳极装置变成一个大阴极,消除金属管道中的电位差,腐蚀电流降为零,使被保护的金属管道减缓或降低腐蚀,它是油气长输管道最常用的阴极保护方法。
如图一,也就是说市电通过恒电位仪变为直流电,流向辅助阳极,在从辅助阳极转入土壤中,而电流在土壤中流动,经过防腐层损坏的地方,流入被保护的金属管道中,就有外加电子流入管道金属表面,当外加电子与电解质溶液中的一些物质起作用受阻时,就会在金属表面聚集起来,导致阴极电位向负方向移动,产生阴极极化,这时,微阳极区释放电子的能力就会受阻,施加电流越大,管道金属表面聚集的电子越多,金属表面的电极电位就会越负,微阳极区释放电子的能力就会越来越弱,换句话说,就是腐蚀电池阳极和阳极电位差变小,微阳极电流越来越小,当管道金属表面阴极极化到一定值时,微阳极、微阴极等电位,腐蚀被迫停止,电流沿管道金属流向汇流点,经汇流点沿导线流向恒电位仪阴极,这样被保护的金属管道成为阴极,长输管道被保护,辅助阳极却遭受强烈腐蚀破坏。
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是输送液体或气体的重要设施,其安全运行和保护至关重要。
在长期运行中,长输管道会遭受来自地下水、土壤和大气环境等因素的腐蚀,因此需要采取阴极保护技术来延长管道的使用寿命。
本文将介绍长输管道的阴极保护原理和常见的故障分析。
一、阴极保护原理阴极保护是一种通过外加电流来保护金属表面免受腐蚀的技术。
其基本原理是通过在金属表面施加一个负电位,使金属成为阴极,从而减缓甚至停止金属的腐蚀。
对于长输管道来说,通常采用的阴极保护方法包括半保护和全保护两种。
半保护是指在管道的局部区域施加外加电流,通常适用于管道局部腐蚀严重的情况。
而全保护则是在整个管道表面均匀施加外加电流,适用于整个管道都需要保护的情况。
阴极保护系统通常由阳极、电源以及控制系统组成。
阳极通常采用铝、镁或锌等阳极材料,阳极和管道通过导线连接到电源上。
电源可以是直流电源或者是取自交流电源的整流装置,用来产生外加电流。
而控制系统则用来监测管道的电位和电流,保证管道的阴极保护效果。
二、阴极保护故障分析尽管阴极保护可以有效地延长长输管道的使用寿命,但是在实际运行中还是会出现一些故障,主要包括阳极失效、外加电流失效和控制系统失效等。
1. 阳极失效阳极失效是阴极保护系统的常见故障之一。
阳极失效可能是由于阳极材料本身腐蚀或者损坏导致的。
在这种情况下,阳极需要及时更换,以保证阴极保护系统的正常运行。
阳极的布置位置也需要考虑,不同位置的阳极需要采取不同的保护措施,比如对于埋地管道需要采用深埋和广埋的方式来安装阳极。
2. 外加电流失效外加电流失效是指外加电流未能在管道表面均匀分布或者未能达到设计要求。
这可能是由于电源故障或者导线连接不良导致的。
对于这种情况,需要及时对电源和导线进行检修和更换,以保证管道的阴极保护效果。
3. 控制系统失效控制系统失效是指用来监测管道电位和电流的设备出现故障。
控制系统失效可能是由于传感器损坏、连接线路故障或者控制器故障等原因导致的。
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是输送液体或气体的重要设施,其安全稳定运行对于保障能源供应和社会发展具有重要意义。
长输管道在运行过程中面临着一系列的问题和挑战,其中包括阴极保护和故障分析。
阴极保护技术是长输管道保护的一种重要手段,而对于管道阴极保护系统的故障分析则是确保管道安全运行的关键关注点。
一、长输管道的阴极保护阴极保护技术是一种通过在金属结构表面施加一定电流密度,使其表面保持在阳极极化区以防止腐蚀的技术。
在长输管道运行过程中,经常遇到的问题是管道金属材料的腐蚀,特别是在土壤、水下等介质中,腐蚀速度更为迅速。
阴极保护技术便是通过施加外电源,在管道金属结构表面形成一层保护膜,降低金属的腐蚀速率,延长管道的使用寿命。
阴极保护技术的原理可以用简单的电化学理论来解释。
当金属处于阳极极化区时,金属表面会生成一层保护膜,从而减少金属的氧化和腐蚀速度。
通过在金属结构外部施加一定电流密度,使金属表面保持在阳极极化区,从而达到防止腐蚀的目的。
在长输管道的阴极保护系统中,通常采用的是外加电流的方式来实现。
通过在管道周围埋设一定数量和间距的阳极,利用外部设备施加一定电流,使管道保持在阳极极化区,从而达到防腐的效果。
除了外加电流的方式,还可以采用别的方式,比如对管道进行镀锌处理,利用阴极保护的效果来延长管道的使用寿命。
在长输管道的阴极保护系统中,经常会出现一些故障问题,这些问题可能来自于系统设计不当、设备老化、操作不当等多方面的原因。
故障的发生对于管道的安全运行构成了严重的威胁,因此对于阴极保护系统的故障分析显得尤为重要。
1. 设备老化长输管道的阴极保护系统通常需要配备一些外部设备,比如电源设备、阳极等,这些设备的老化是导致阴极保护系统故障的重要原因之一。
设备老化可能导致设备性能下降,甚至完全失效,从而使得阴极保护系统无法正常工作,加速了管道的腐蚀速度。
为了避免设备老化导致的故障,需要对阴极保护系统的设备定期进行检查和维护,并及时更换老化设备,以保证阴极保护系统的正常运行。
长输管道阴极保护技术与故障解决措施
重要作用。 1.2 外加电流法阴极保护技术
外加电流阴极保护需要外设电源,并依托外 置电源向被保护的管线施加阴极的电流,增加表面 上还原反应所需的电子含量,达成抑制管线腐蚀的 过程。
2 阴极保护技术故障分析
2.2.3 阳极故障 在阴极保护装置运行过程中,如果出现无原因
的恒电位一输出电压攀升,阳极接地电阻值不断提 高的现象,可以认定为阳极故障。其中,造成阳极 接地电阻增大的原因主要有如下几种,其一,管线 在敷设时,下埋深度较低不能满足阴极保护的敷设 深度,在进入冬季后,在冻土的作用下,接地电阻 值上升;其二,施工不合理,或施工流程错误,导
经验交流 Experience Exchange
长输管道阴极保护技术
与故障解决措施
杨志
(大庆油田工程建设有限公司,黑龙江 大庆 163000)
摘 要:长输管道一般采用地下敷设的安装方式,管线长期处于地下高腐蚀环境下,导致管
线腐蚀加剧。受油气长输管线输送介质特殊的物理化学性质决定,长输管线一旦发生泄漏会引发
术
Abstract: The long-distance pipeline is generally installed underground, and the pipeline is in the
underground high corrosion environment for a long time, which leads to the aggravation of pipeline
电极,参比电极在发生故障后,会造成恒电位仪无 层的巡视管理,不能及时发现和处理具备破算,导
法正常运行,导致阴极保护防腐措施失效,甚至加 致破碎位置积少成多,最终造成防腐失效。
速管线腐蚀。造成参比电极故障的主要原因一般为
浅谈长输管道的阴极保护及故障分析
件, 就可以做 成一个被动 式热释 电红外开 关, 这 种开关不仅开启 的速 度 快, 而且可移植性很高, 可以搭配 在各种各 类的电子产品上一起 使用 。 特 别适 合用在各种 各样 公共场 合 的敏感 区域 。 利用这个 开关 比较 常见 的系统有 照明系统和 防盗报警 系统。 它 的内部是 由运 算放大 器、 与门电 路、 定时 控制器、 锁定时 间控制 器和 禁止电路等组 成。 2 . 2 造 成管道漏 电的原因
工
术
浅谈长输管道的阴极保护及故障分析
薛富强 谢荣勃 陕西省天然气股份有限公司 陕西西安 7 1 0 0 1 6
【 摘要 】为了 有效控 制长输 管道 的腐蚀 , 本文论述 了 长输 管道阴极保 管道在漏 电以 及短路等方面的情况 , 尤 其是在 脉冲信号传送的测 点上, 护方法, 并详细分析 了 阴极保护中容易出 现 的故障, 对故障产生的原因及如 如果 对于 防腐 层绝缘 层有 良好 的保护 , 就会慈 宁宫成电流 相对 较弱的 何 查找 故障位 置进行分析, 希 望能为从事管道 阴极保护工作提供一 定的指 现象 , 在 仪表没有显 示 的情况下, 如果 管道 防腐层有一定 的破 损 , 电流 导。 就 会从土壤 中通 过破 损等漏入管道 , 形成周 围电流 的渗透性 , 也会在周 【 关键词】 长输管道; 阴极保护; 管道; 腐蚀 围土壤产生相对 明显的电位梯度 , 在探测人 员双手 参比电极的情况下, 伏特计 会产生一定的抖 动 , 在这样 的情况下, 就 会产生中间防腐 层的漏 钢 质燃 气管 道 因发生 电化 学腐蚀 往往 对社 会造 成严 重危害 , 实践 电信箱 , 因此, 采用这 样的方法 , 能 收到理想的控制效 果 。
用。
绍 了这两 种方 法的 优缺 点 , 并 对阴极保 护法 容易出现 的故 障进行 的分
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析【摘要】长输管道是重要的能源运输设施,对其进行有效的阴极保护是确保管道安全运行的关键措施。
本文从阴极保护原理与方法、在长输管道中的应用等方面进行探讨,并分析了阴极保护故障的常见方法和处理措施。
通过对长输管道阴极保护故障案例的深入分析,强调了故障分析对管道安全的重要性。
结合实际案例,提出了未来长输管道阴极保护故障分析的发展方向,以期为管道运营和维护提供更为科学的参考。
阐明了阴极保护在长输管道中的重要性,为管道安全运行提供了有效保障,同时也指出了故障分析在管道安全中的关键作用。
通过本文的研究,可以进一步完善长输管道阴极保护及故障分析的相关技术和应用,推动长输管道行业的发展。
【关键词】长输管道、阴极保护、故障分析、原理、方法、应用、案例分析、故障处理、预防措施、安全、发展方向。
1. 引言1.1 长输管道的重要性长输管道作为输送能源和化工产品的重要设施,在现代工业中扮演着不可或缺的角色。
长输管道的建设和运行不仅关系到国民经济发展,也直接关系到人民生活和国家安全。
长输管道能够将原油、天然气、煤炭等能源资源快速、高效地输送到各地,满足各行各业的能源需求,促进经济发展。
长输管道也承担着环境保护的责任,通过输送管道将能源产品输送至目的地,减少了运输过程中的尾气排放和能源浪费,有利于环境保护和可持续发展。
1.2 阴极保护的定义阴极保护是一种利用电化学原理保护金属结构免受腐蚀的技术。
该技术通过在金属表面施加一个外加电流,使金属表面形成一个保护性的电化学反应层,从而延缓或阻止金属结构的腐蚀。
阴极保护主要分为被动阴极保护和主动阴极保护两种类型。
被动阴极保护是通过让金属结构成为阴极,从而使金属结构保持在不发生腐蚀的状态。
而主动阴极保护则是通过在金属结构周围引入外部电流,使金属结构成为阴极,从而形成保护性的电化学反应层。
阴极保护技术被广泛应用于长输管道等金属结构的腐蚀防护中,可以有效延长金属结构的使用寿命,提高设施的可靠性和安全性。
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是输送天然气、石油等能源的重要设施,其安全运行关乎整个能源系统的稳定和安全。
而长输管道在运行过程中,由于环境、介质和其它外部因素的影响,会造成管道金属材料的腐蚀,进而引发管道的阴极保护故障。
本文将对长输管道的阴极保护原理及故障分析进行深入探讨。
一、长输管道的阴极保护原理长输管道在运行过程中,常常受到外部环境因素的影响,比如土壤中的化学物质、水分等,这些因素可能会导致管道金属材料发生腐蚀,进而产生安全隐患。
为了保障长输管道的安全运行,阴极保护技术被应用到了管道的防腐蚀措施中。
阴极保护是利用外部电源或阳极材料,通过在金属表面形成一定电位的保护电位,使金属处于保护状态,从而防止腐蚀的一种技术手段。
在长输管道中,通常采用对管道金属材料进行控制极化的方式,产生一定的负电位,从而将金属表面转变为保护状态,避免腐蚀的发生。
具体而言,长输管道的阴极保护原理可以归纳为以下几点:1. 构建阴极保护系统在长输管道周围埋设一定数量和一定深度的阳极材料,通过这些阳极材料释放的电流,来建立管道金属材料的阴极保护状态。
2. 控制管道金属材料的电位通过外部电源或者阳极材料,控制管道金属的电位,使其保持在一定的负电位范围内,这样可以有效地避免金属处于腐蚀的状态。
3. 监测阴极保护效果定期对长输管道的阴极保护系统进行监测,检测管道金属材料的电位和腐蚀情况,及时发现问题并进行调整和修复。
通过以上措施,长输管道可以有效地实现阴极保护,从而保障管道金属材料的安全和防腐蚀。
阴极保护系统也存在一定的故障和问题,下面将对长输管道阴极保护的故障进行分析。
阴极保护系统的电流不足,会导致管道金属材料无法形成良好的阴极保护状态,从而出现腐蚀问题。
造成电流不足的原因可能是阳极材料的损坏、电源设备的故障或者管道系统的电阻增加等。
解决方法:及时对阴极保护系统进行检测和维护,修复阳极材料或者更换电源设备,降低管道系统的电阻等。
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是国家能源和基础设施的重要组成部分,用于输送石油、天然气和其他液体或气体。
长输管道在长期运行过程中会面临腐蚀和损坏的风险,因此需要采取阴极保护来延长其使用寿命并保证其安全运行。
阴极保护是一种常用的管道保护措施,通过使管道表面处于负电位,使其成为阴极,以减少或防止管道的腐蚀。
阴极保护包括两种主要方法:外部阴极保护和内部阴极保护。
外部阴极保护是指在管道表面施加电流以形成负电位,通常采用在管道周围埋设的阳极来提供电流。
常用的的阳极包括铅合金阳极、镁合金阳极和铝合金阳极等。
外部阴极保护的关键是确保阳极与管道之间的电阻低。
常用的外部阴极保护系统包括串联系统和平行系统。
串联系统适用于管道长度较短的情况,而平行系统适用于管道长度较长、电流分布不均匀的情况。
内部阴极保护是指在管道内部注入一种阴极保护剂,使其在管道内部形成保护膜,从而抑制腐蚀。
常用的阴极保护剂有铜阳极剂、锌阳极剂和铝阳极剂等。
内部阴极保护的关键是保持阴极保护剂的浓度和一致性,并确保其能够覆盖整个管道内部表面。
尽管采取了阴极保护的措施,长输管道仍然可能出现故障。
常见的管道故障包括阳极故障、缺陷电流产生、外电源干扰和电阻变化等。
阳极故障是指阳极与管道之间的电阻增加或阳极失效。
阳极故障可能导致管道表面处于阳极状态,从而加速腐蚀。
阳极故障的检测方法包括原子吸收法、电化学法和电流-电位法等。
缺陷电流产生是指管道或管道涂层的缺陷引起的局部腐蚀,产生电流。
缺陷电流的大小和分布对管道的腐蚀速率有很大影响。
常用的检测方法包括电化学腐蚀测量和超声波检测等。
外电源干扰是指外部电源(如真正阴保电位、铁路电流和直流输电架空线路)对管道的干扰,使其电位偏离设计要求。
外电源干扰可能导致管道腐蚀加剧或产生其它安全隐患。
常用的解决方法包括隔离干扰源和增加阴极保护措施。
电阻变化是指管道的电阻发生变化,可能是由于管道锈蚀、磨损、温度变化或应力变化引起的。
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1.目的为了使阴极保护站场内维护人员以及现场巡线人员有效地实施阴极保护,做到科学操作、安全维护、确保质量、特编此文,提供对站场内及管线上阴极保护系统正常运行并科学维护指导。
一.防腐蚀的重要意义自然界中,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。
然而,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。
金属腐蚀广泛的存在于我们的生活中, 国外统计表明,每年由于腐蚀而报废的金属材料, 约相当于金属产量的20~40%,全世界每年因腐蚀而损耗的金属达1 亿吨以上,金属腐蚀直接和间接地造成巨大的经济损失, 据有关国家统计每年由于腐蚀而造成的经济损失,美国为国民经济总产值的4.2%; 英国为国民经济总产值的3.5%;日本为国民经济总值1.8 %。
二.防腐蚀工程发展概况六十年代初,我国开始研究阴极保护方法,六十年代末期在船舶,闸门等钢铁构筑物上得到应用。
我国埋地油气管道的阴极保护始于1958 年,六十年代在新疆、大庆、四川等油气管道上推广应用,目前,全国主要油气管道已全部安装了阴极保护系统,收到明显的效果。
2.阴极保护原理2.1所谓阴极保护是通过降低管道的腐蚀电位而使管道得到保护的电化学保护(其实质: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,使金属表面各点低于一负电位,使金属原子不容易失去电子而变成离子溶入电解质的过程。
)。
通常施加阴极保护电流有两种方法:强制电流和牺牲阳极保护。
2.2 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,通过电解质向被保护体提供一个阴极电流,使被保护体进行阴极极化,从而实现阴极保护。
阴极保护牺牲阳极原理是由托马晓夫三电极原理来解释,内容是:(a)两电极电位不同的两电极;(b)两电极必须在同一电解质溶液里;(c)两电极间必须有导线连接。
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。
本人认为,产生该问题的主要原因通常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。
强制电流保护原理:由外部的直流电源向被保护金属构筑物通以保护电流,使之阴极极化,达到阴极保护的一种方法。
该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构,如:长输埋地管道,大型罐群等。
强制电流保护原理图;3.阴极保护参数测试3.1要判定管道是否得到了保护,则须通过测得管道所在处的管地电位来判定。
为了便于实际应用,通过多年的实践与研究,得出了以下几个判断结构是否得到充分保护得判断准则。
1. NACE RP 0169 建议“在通电的情况下,埋地钢铁结构最小保护电位为-0.85V CSE 或更负, 在有硫酸盐还原菌存在的情况下,最小保护电位为-0.95V CSE ,该电位不含土壤中电压降(IR 降)”。
实际测量时,应根据瞬时断电电位进行判断。
目前流行的通电电位测量方法简便易行,但对测量中IR 降的含量没有给予足够重视。
其后果是很多认为阴极保护良好的管道发生腐蚀穿孔。
这方面的教训是很多的。
如:四川气田南干线,认为阴极保护良好,但实际内检测发现腐蚀深度在壁厚的10-19% 的点多达410 处;个别位置的点蚀深度达到50%。
进行断电电位测量发现,很多点保护电位(断电电位)没有达到-0.85V CSE 。
有效的方法是实际测量几点的IR 降,保护电位按0.85 + IR 降来确定。
IR 降可以通过通电电位减去瞬时断电电位来获得,也可以用瞬时通电电位减去结构自然电位来获得。
2.瞬时断电电位与自然电位电位之差不得小于100mV 。
在有些情况下,在断开电源0.2-0.5 秒内测量断电电位,待结构去极化后(24 或48 小时后)再测量结构电位(自然电位),其差值应不小于 100mV。
也可以用通电电位(极化后)减去瞬时通电电位来计算极化电位。
3.最大保护电位的限制应根据覆盖层及环境确定,以不损坏覆盖层的粘结力为准,一般瞬时断电电位不得低于-1.10V CSE 。
由于受旧规范的影响,很多人还认为阴极保护最大电位不能低于-1.5V CSE 。
事实上这种观念使错误的,造成的危害也是巨大的。
判断阴极保护电位是否过大应以断电电位为判断基础,只要断电电位不低于-1.1V CSE (西欧为-1.15V CSE),通电电位再大也没有关系。
3.2 管地电位是管道与其相邻土壤的电位差。
3.3 管地电位的测试方法:(1)当采用数字万用表测管地电位时,应将电压表的负接线柱(COM)与硫酸铜参比电极连接(硫酸铜参比电极应安放在管道的正上方并确保与大地土壤接触良好),正接线柱(V)与管道连接,仪表值指示的是管道相对于参比电极的电位值,正常情况下显示负值;(2)当采用直流指针式电压表测量管地电位时,应将直流指针式电压表的负接线柱(COM)与管道连接,正极接线柱(V)与硫酸铜参比电极连接(硫酸铜参比电极应安放在管道的正上方并确保与大地土壤接触良好),在指针发生反转的情况下,所记录的数据应该加负号。
3.4管地电位的组成(1)IR降:即电流流经涂层管子和土壤接触的界面以及和参比电极之间的土壤时产生的IR降;(2)由管地界面处的电化学变化引起的极化电位;(3)最初的或静态的管地电位,也称自然电位,即无外部电流影响的腐蚀电位;(在进行阴极保护之前,管子在土壤中所处的平衡电位就是腐蚀电位)所以最初用数字万用表测得的管地电位不是管道的真正保护电位,而是含有几种因素所组成的电位,所以要排出几种因素后,才能得道的真正阴极保护电位,就要采取进一步的测量。
3.5 极化探头使用方法最有效排除IR降的方法是采用极化探头测试,极化探头是一种长效、高稳定、消除IR降的埋地钢质管道阴极保护电位测量探头,主要适用于埋地及水下钢质管道腐蚀控制工程阴极保护电位的检测与监测,并能同时测量自腐蚀电位。
具有长效性、高稳定性特点,并能通过探头的特殊结构,消除土壤中90%左右的IR降。
极化探头具有三根接线(1号线为红色是参比电极,2号线为绿色是连接到极化试片,3号线为黄色是连接到自腐蚀试片)。
在测量管地电位时,首先把探头插入被测体附近的土壤中,如果土壤干燥,应在探头周围的土壤中浇入纯净水湿润。
在用2号绿色接线进行与管道的极化,当极化完全后,再将1 号参比电极线接到万用表的地线,把万用表的正极接到2号线同时接到被测体,待电位值稳定后,读取被测量体阴极保护电位值。
将2号线换为3号线接到万用表的正极,同时不要与被测量体相连接,待电位稳定后,即测量到自腐蚀电位。
如果要对管道进行长期监测时,就要把电位测量探头作为监测电极长期埋入地下,首先把探头装入牺牲阳极用在填料包内再埋入土壤中,并在探头周围的土壤中浇入纯净水湿润;再把1 号红色接线接到万用表的地线,2号接线接万用表的正极,同时与被测体固定连接,待电位稳定后,读取测量阴极保护电位值。
将2号接线换3号接线接到万用表的正极,同时不要与被测量体连接,待电位稳定后,即测量到自腐蚀电位。
3.6 测试桩之间阴极保护状况检测防腐层与阴极保护装置是埋地钢质管道的联合保护,保护效果的好坏直接关系到管道的使用寿命,因此对阴极保护系统运行状况的检测与评价也是非常重要的一项内容。
管道阴极保护系统有效性检测采用CIPS(密间隔电位)法按标准规定间距对管道ON/OFF电位进行测试。
在埋地管道的阴极保护系统中,被保护的管道每间隔一定的距离(例如一公里)有一个管地电位测试桩,是用导线与管体金属联结,然后引到地面上,并做好与地的绝缘。
阴极保护站的工作人员定期用毫伏表沿管线逐个在桩上测量该点的管对地电位,从阴极保护站的加电点开始观察所施加的电压沿管道的衰减情况,用以了解保护的范围和异常衰减的区段。
但是这种测量的结果是很粗糙的,只能对阴极保护状况做个大致的观察。
由于IR降的存在,在每个桩上所测得的管对地电位并不是直接加在破损点管道金属表面与土壤接触界面之间的电位,并不能准确判断对管道保护的效果。
CIPS测量成果图在消除IR降的诸多方法之中,断流法被普遍采用。
就是在中断阴极保护电流后的一瞬间,测量管体与土壤界面之间极化电位。
这个电位才是阴极保护对破损处金属所施加的起保护作用的电位。
通常我们把断流前所测的电位叫做ON电位,断流后所测的电位叫做OFF电位。
CIPS的含义是近间距管对地电位测量。
测量时,在阴极保护电源输出线上串接断流器,断流器以一定的周期断开或接通阴极保护电流。
例如在一秒周期中1/3秒断开,2/3秒接通。
测量从一个阴极保护测试桩开始,将尾线接在桩上,与管道连通,操作员手持探杖,沿管顶每间隔一定距离测量一个点,记录下每个点的ON/OFF电位。
这样就可以得到沿管道的管对地电位的两条曲线,如前所述,OFF电位值是代表实际对金属表面施加的真实保护电位,看它相对-850毫伏的变化,可知某处阴极保护的实际效果。
根据NACE(美国腐蚀工程师协会)相应的解释标准对CIPS结果曲线进行解释。
CIPS的应用在对管道阴极保护的有效性评价及发现防腐层失效范围方面比以前前进了一大步。
首先,它的OFF电位曲线是基本消除了IR降的结果,更真实的描述了管道阴极保护的有效性。
其次,它可以反映出防腐层失效范围。
给出管道上阴极保护和防腐效果的具体的详细的描述。
因此CIPS系统一经问世,便被各管道公司广泛采用。
4.阴极保护站内维护与测试阴极保护站场内的主要是对恒电位仪仪器的自检和对仪器接线的测试,还有就是对绝缘接头(法兰)的漏电电阻、长效参比电极进行测试,并测试出辅助阳极接地电阻,判断它的接地性能;4.1 恒电位仪的特点恒电位仪的特点具体如下:——具有数字显示输出电压、输出电流、电位测量值;——机上装有假负载,便于仪器的自检,便于对仪器的维修;——仪器具有软起动功能、能防止雷击余波、可以阻抗50Hz的工频干扰,还可以进行限流、进行误差的报警等功能;——仪器具有运行状态自动切换的功能,当在无法进行恒电位控制的时候(如参比电极回路开路),变压整流器将会自动从恒电位工作状态切换到恒电流工作状态,并恒定在预先设定的电流值上;当远控给定信号输入时,变压整流器将会受到远控给定控制。
4.2 变压整流器的工作原理当仪器处于(自动)工作状态时,机内给定信号(标称电压)或外控给定信号和经阻抗变换器分离后的参比信号一起送入比较放大器,经高精度、高稳定性的比较放大器比较放大,输出误差控制信号(放大的差动电压),将此信号送入移相触发器根据该信号的大小,自动调节脉冲的移相时间,通过脉冲变压器输出触发脉冲调整极化回路可控硅的导通角,改变输出电压、电流的大小,使保护电位等于设定的给定电位,从而实现恒电位保护。