强制电流阴极保护及智能监测系统
强制电流阴极保护原理
强制电流阴极保护原理强制电流阴极保护原理是一种防止金属腐蚀的方法，它通过在金属表面施加电流，使金属表面形成一层保护膜，从而防止金属腐蚀。
这种方法被广泛应用于海洋工程、石油化工、船舶、桥梁等领域，可以有效地延长金属结构的使用寿命，降低维护成本。
强制电流阴极保护原理的基本原理是利用电化学反应，使金属表面形成一层保护膜。
在金属表面施加一个外加电流，使金属表面的电位降低，从而使金属表面发生还原反应，生成一层保护膜。
这层保护膜可以防止金属表面进一步被氧化，从而防止金属腐蚀。
强制电流阴极保护原理的实现需要一个电源和一个阴极。
电源提供电流，阴极则是电流的接收端。
在实际应用中，通常使用一种特殊的阴极，称为惰性阳极。
惰性阳极是一种不会被腐蚀的金属，如铂、钽、铱等。
惰性阳极的作用是接收电流，从而防止金属结构被腐蚀。
强制电流阴极保护原理的实现需要考虑多种因素。
首先，需要确定金属结构的电位。
金属结构的电位是指金属表面的电位相对于一个参考电极的电位。
参考电极通常是一种标准电极，如银/银氯化物电极或铜/铜硫酸盐电极。
确定金属结构的电位是非常重要的，因为只有在金属结构的电位低于一定的阈值时，才能形成保护膜。
需要确定金属结构的电流密度。
电流密度是指单位面积上通过金属结构的电流量。
电流密度的大小决定了保护膜的厚度和质量。
如果电流密度太小，保护膜的厚度不足，无法有效地防止金属腐蚀；如果电流密度太大，保护膜的质量会受到影响，从而导致金属腐蚀。
需要考虑金属结构的形状和大小。
金属结构的形状和大小会影响电流的分布和流动。
在实际应用中，通常需要设计合适的电极布置方案，以确保电流能够均匀地分布到金属结构的各个部位。
强制电流阴极保护原理的优点是可以有效地防止金属腐蚀，延长金属结构的使用寿命。
此外，它还可以降低维护成本，减少对环境的污染。
然而，强制电流阴极保护原理也存在一些缺点。
首先，它需要大量的电能，因此会增加能源消耗和成本。
其次，它需要专业的技术和设备，因此在实际应用中需要进行专业的设计和施工。
强制电流阴极保护系统设计
强制电流阴极保护系统设计强制电流阴极保护系统是一种常用于金属结构保护的阴极保护方案。
其基本原理是通过施加外加电流，使金属结构的电位降低，从而减少或阻止金属的腐蚀。
1. 系统的整体设计：首先需要确定需要保护的金属结构的大小、形状、材质等，以及所需施加的保护电流的大小。
根据这些参数，设计出合适的保护系统。
2. 电流供应装置的选择：电力供应装置是强制电流阴极保护系统的核心部件，其主要功能是提供稳定的直流电源。
在选择电流供应装置时，需要考虑给定结构所需的保护电流、工作环境条件、可靠性等因素。
3. 电流分配系统的设计：电流分配系统用于将电流从电源传输到被保护的金属结构上。
在设计电流分配系统时，需考虑金属结构的几何形状、结构复杂度、电阻分布等因素，合理规划电流的传输路径。
4. 电流控制系统的设计：电流控制系统用于实时监测和控制电流的大小和方向，以保证被保护金属结构的电位保持在理想的范围。
电流控制系统的设计需要考虑电流监测、控制逻辑和保护功能等方面。
5. 电位测量系统的设计：电位测量系统用于实时监测所保护金属结构的电位，以便及时发现和解决电位异常的问题。
电位测量系统的设计需要考虑测量精度、抗干扰能力、测量位置等因素。
6. 地下电流分散系统的设计：为了保证电流从金属结构传输到地下的有效分散，需要设计合适的地下电流分散系统。
该系统包括地下电流分发线路和地下电流分散装置。
7. 监控与维护系统的设计：强制电流阴极保护系统的长期稳定运行需要进行监控和维护。
监控与维护系统的设计需要考虑对电流和电位的实时监测、数据存储与处理、故障报警等功能。
强制电流阴极保护系统的设计需要综合考虑结构的特点、保护电流的要求以及工作环境等因素，合理选择和设计各个子系统，以确保金属结构能够得到有效的阴极保护，延长其使用寿命。
强制电流阴极保护系统设计
强制电流阴极保护系统设计在金属结构的防腐蚀工程中，强制电流阴极保护系统是一种非常重要的防腐蚀措施。
它通过在金属结构表面施加一个适当的电流，使金属结构表面处于一个保护性的电位范围内，从而达到延长金属结构使用寿命、减少维护成本和保护环境的目的。
本文将探讨强制电流阴极保护系统的设计原理、技术要点和应用范围。
一、设计原理强制电流阴极保护系统的设计原理是利用外加的直流电源，在金属结构表面施加一个适当的负电压，使金属表面处于一个保护电位范围内，从而抑制金属结构的腐蚀。
保护电位的选择一般是根据金属材料的特性、环境腐蚀情况和电流密度等因素进行综合考虑的。
在保护电位下，金属结构表面的阳极和阴极反应都会减少或者停止，从而达到保护金属结构的目的。
强制电流阴极保护系统还可以对不同区域的腐蚀情况进行定位、监测和调节，从而保证系统的稳定性和可靠性。
二、技术要点1. 电源选择：强制电流阴极保护系统的电源一般采用直流稳压电源或者直流整流电源。
在选择电源时需要考虑金属结构的规模、电流密度、环境条件和使用要求等因素。
2. 电流传输：电流的传输一般通过导电材料进行，如铜线、铝线、铜带等。
在选择导电材料时需要考虑导电性能、耐腐蚀性能和成本等因素。
3. 电流分布：要保证金属结构表面的电流密度均匀分布，避免出现电流偏弱或者偏强的情况，从而保证金属结构表面腐蚀均匀。
4. 监测系统：要对金属结构表面的电位、电流密度等参数进行实时监测，并可以根据监测结果对电流进行调节，从而保证系统的稳定性和可靠性。
5. 接地系统：接地系统是强制电流阴极保护系统的重要组成部分，在设计时需要考虑接地电阻、接地方式和接地位置等因素，保证接地系统的可靠性和稳定性。
三、应用范围强制电流阴极保护系统广泛应用于钢结构、地下管道、海洋平台、船舶、储罐、桥梁、海水结构等金属结构的防腐蚀工程中。
其应用范围几乎涵盖了所有金属结构的防腐蚀领域，具有非常广泛的市场前景。
随着金属结构的规模和使用寿命的不断增加，强制电流阴极保护系统的需求也将会不断增加。
强制电流阴极保护及智能监测系统
参 比电极 也称 参考 电极 ，其 功 用是 在测 量对象 的电极 电位 时提 供基 准 电位 （ 称参 考 电位 、参 比 或
圈 ｌ 阴极 保 护 系 统 及 监 测 系 统 接 线 示 意 圈
电位 ，参 比 电极 名 称 即 由此 而来 ） ，实 现 准 确 、定 量 、可 比较 的测量 ，是金 属 防腐及 其他 电化 学研 究
制 电位 值上 ；同样 ，如果 通 电点 电位 下降 ，参 比电
极得 到 的取 样信 号下 降 ，经过 与控 制信 号 比较使 放 大器 放 大倍 数上 升 ，控制极 化 电源 输 出增大 ，通 电 点 电位上 升 ，回复到 原设定 的控制 电位 值上 。也 就 是 当外 部 或 内部任 何原 因造 成被 保护 物对 地 电位变 化 时 ，恒 电位 仪都 能相应 地 增大 或减 小输 出，把变 化 的 电位拉 回来 ，使 通 电点 电位保 持 不变 。
瓷 做 电 极 体 ，内装 硫 酸铜 晶 体 ，晶体 中置 人 铜 电 极， 埋设 后 与 土壤 环 境 融 为 一 体 ， （ 进 下转 和 ７ 页 ） ０
维普资讯
７ ０
油气 田 地 面 工 程 第 ２ ７卷 第 ７期 （０ ８ ７ ２ ０ ．
组 成 。传统 的 阴极保 护 电位监 测方式 采用 人工 方式 测 量 ，不 能 及时反 映 区域 阴极保 护 的整体 质量 和效
果 。为此 ，把 自动 化 技 术 引 入 阴极 保 护 电 位 监 测 中 ，很好 地解 决 了上述 问题 。 阴极 保护智 能 监测 系统包 括监 测 主机 、参 比 电
图如 图 １所 示 。
恒 电位 仪 的接线 一般 由 ４条 电缆组 成 ，分别 是
强制电流阴极保护系统设计
强制电流阴极保护系统设计强制电流阴极保护系统是一种使用电流进行阴极保护的措施，通常用于金属结构的防腐。
以下是一个强制电流阴极保护系统的设计方案，包括系统组成和原理。
1. 系统组成：(1) 阴极保护源：通常是一个直流电源，用于提供保护电流。
(2) 电流传输装置：由电缆、连接头等组成，用于将阴极保护源的电流传输到受保护金属结构上。
(3) 保护电流分配装置：用于将阴极保护电流分配到受保护金属结构上的各个部位，以确保整个金属结构均受到保护。
(4) 测量监控装置：用于监测和测量阴极保护电流的大小和金属结构的电位，以便及时调整和控制电流的分配。
(5) 接地系统：用于提供电流回路的接地，形成一个完整的电流回路。
2. 工作原理：强制电流阴极保护系统的工作原理基于阴极保护原理，通过将保护电流引入金属结构，形成一个保护电流环路，从而达到防止金属结构腐蚀的目的。
当阴极保护系统开始工作时，阴极保护源提供直流电流，通过电流传输装置将电流输送到受保护金属结构上。
保护电流分配装置将电流按需分配到各个部位，以保证整个金属结构均受到保护。
测量监控装置实时监测金属结构的电位和保护电流的大小，当发现电位过高或保护电流不足时，会发出警报并调整电流的分配，以实现最佳的阴极保护效果。
接地系统起到了提供电流回路的作用，使得电流能够流经金属结构，形成一个完整的闭合回路。
良好的接地系统也能够有效降低结构上的电位，提高阴极保护的效果。
3. 设计要点：(1) 选择合适的阴极保护源：根据金属结构的大小和防腐要求选择合适的阴极保护源。
一般来说，阴极保护源需要能够提供稳定的直流电流。
(2) 合理布置电流传输装置和保护电流分配装置：根据金属结构的形状和大小，合理布置电流传输装置和保护电流分配装置，确保保护电流能够均匀分配到各个部位。
(3) 选择合适的测量监控装置：选择合适的测量监控装置，能够实时监测电位和电流，并具备报警和调整功能，以确保阴极保护系统的稳定工作。
埋地管道强制电流阴极保护系统检测方法
埋地管道强制电流阴极保护系统检测方法
郭永强;管子旭;王瑜;梁新亮;姜宜成
【期刊名称】《特种设备安全技术》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】目前我国长输埋地管道采取的主要防腐措施是给钢管加防腐涂层和阴极保护两种方式联合并用。
涂层的作用主要是物理阻隔作用,将金属基体与外界环境分离,从而避免金属与周围环境的作用。
但是由于涂层本身存在缺陷,如针孔的存在;或者是在施工和运行过程中不可避免涂层破坏,使金属暴露于腐蚀环境中。
这些缺陷的存在会导致大阴极小阳极的现象,使得涂层破损处腐蚀加速,因此给管道施加准确合适的保护电位就尤为重要,而目前使用单位在管道运行过程中大多只是通过巡线方式在测试桩测量管道的保护电位,这种方法所测保护电位包含了土壤中的IR降,不能反映准确的保护电位,很可能造成保护电位不足,使管道得不到保护。
【总页数】3页(P22-23)
【作者】郭永强;管子旭;王瑜;梁新亮;姜宜成
【作者单位】陕西省特种设备检验检测研究院;华阴市聚信电力科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG1
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基于长输天然气埋地管道阴极保护系统检测案例分析5.埋地管道阴极保护检测系统设计
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强制电流阴极保护系统设计
强制电流阴极保护系统设计1. 引言1.1 背景介绍强制电流阴极保护系统是一种常用的金属防腐蚀技术，通过施加外部电流控制金属结构表面的电位，将金属结构的阳极和阴极区域之间形成保护电位差，从而实现对金属结构的防腐蚀保护。
在海洋平台、油气管道、桥梁等工程中，金属结构长期暴露在恶劣的环境中容易受到腐蚀的侵害，因此需要采取阴极保护措施。
强制电流阴极保护系统具有防腐蚀效果好、操作简便、成本低廉等优点，因此受到广泛应用。
本文旨在研究强制电流阴极保护系统的设计原理、设计要素、系统组成部分、操作流程以及参数调整等关键内容，以探讨其在工程实践中的可行性和实际应用价值，同时分析存在的问题，并提出改进方向，展望未来强制电流阴极保护系统在防腐蚀领域的发展前景。
通过对该技术的深入研究和探讨，旨在为相关工程领域的技术人员提供参考和借鉴，推动该技术的进一步应用和发展。
1.2 研究目的本文旨在深入探讨强制电流阴极保护系统设计的相关原理、要素和操作流程，以及系统组成部分和参数调整等内容。
通过对这些内容的详细分析和讨论，旨在为相关领域的研究人员和工程师提供参考和指导，帮助他们更好地理解和应用强制电流阴极保护技术，提高阴极保护系统的设计和运行效率。
具体来说，本文将通过对强制电流阴极保护系统设计原理的介绍，帮助读者了解阴极保护系统工作的基本原理，从而为系统设计提供理论支持。
接着，本文将详细解析设计阴极保护系统所需考虑的要素，包括材料选择、电流密度、涂层方式等因素，帮助读者制定合理的设计方案。
本文还将对系统的组成部分进行详细描述，包括阳极、电源、监测设备等组成部分，帮助读者了解系统的整体结构和功能。
通过对操作流程和参数调整的讨论，本文旨在帮助读者了解如何正确操作和调整阴极保护系统，确保系统运行稳定和有效。
本文的研究目的是为了促进强制电流阴极保护系统设计的进一步发展和应用，提高系统的设计水平和运行效率，从而更好地保护金属结构免受腐蚀的侵害。
强制电流阴极保护系统设计
强制电流阴极保护系统设计【摘要】强制电流阴极保护系统是一种常用的防腐蚀技术，可以有效延长金属设备的使用寿命。
本文主要介绍了强制电流阴极保护系统的设计原则、设计流程、系统组成、系统维护和系统优化等方面。
设计原则包括合理选择保护电流密度和保护电位、设计耐腐蚀性能良好的阳极材料等。
设计流程则涵盖了系统功能需求分析、设计方案确定、施工安装调试等步骤。
系统组成主要包括阳极、电源、电解液和监控系统。
系统维护是确保系统长期有效运行的关键，包括定期检查、维修和替换部件。
系统优化则是为了提高系统的保护效果和节约能源。
强制电流阴极保护系统设计的重要性在于其可以有效预防金属设备的腐蚀损坏，未来发展方向将更加注重系统的智能化和节能性能。
【关键词】强制电流阴极保护系统设计、概述、设计原则、设计流程、系统组成、系统维护、系统优化、重要性、未来发展方向1. 引言1.1 强制电流阴极保护系统设计概述强制电流阴极保护系统设计是一种用于对金属结构进行保护的技术手段，通过施加外加电流，使金属表面产生负电极，在电化学上形成保护性氧化膜，从而防止金属结构发生腐蚀的过程。
强制电流阴极保护系统设计是一项涉及工程设计、材料科学、电化学等多学科综合应用的工程技术，具有广泛的应用价值和重要的意义。
在强制电流阴极保护系统设计中，设计原则是核心，其决定了系统的稳定性和有效性。
设计流程包括对金属结构进行腐蚀情况的评估、电化学参数的确定以及系统参数的优化等内容。
系统组成主要包括电源装置、电极装置、监测系统等部分，每个组成部分都有其独特的功能和作用。
系统维护是保证系统长期稳定运行的关键，包括对系统各部分的定期检测、维修和替换等工作。
系统优化是持续改进系统性能和降低运行成本的重要手段，需要通过不断地调整参数和改进技术手段来实现。
强制电流阴极保护系统设计的重要性在于能够有效地延长金属结构的使用寿命，降低维护成本和减少环境污染。
未来发展方向包括提高系统的自动化程度、优化系统参数和控制策略，以及开发更加环保和经济的新型材料和技术。
浅谈强制电流阴极保系统运维中存在的问题及解决办法
牺牲阳极法阴极保护和强制电流法阴极保护。
牺牲
图1 电位不符
图2 电缆挖断
3）施工不规范、阴保系统中电缆接错，导致保护对象没有被保护。
防爆接线箱要求防水防潮，以防止锈蚀，防爆箱内电缆应通过接线板汇总。
但是现场发现有些防爆接线箱内部已经锈蚀，电缆直接拧在一起，未安装接线板；特别是有的施工单位把阴保系统中阴极线没与罐底板相连，而是与罐外的铁皮相连。
如某站阴保系统就把阴极线、零位线与罐外的铁皮相连。
导致没有对大罐进行保护，如所示；
图3 电缆接错
（下转第
严格检验，并对整个工程运行过程中的材料采购、验收、现场检查等各个环节不断强化管理。
再具体。
强制电流阴极保护系统设计
强制电流阴极保护系统设计强制电流阴极保护系统是针对金属结构在海洋、工业和土木工程环境中受到腐蚀的一种保护方法。
本文将详细介绍强制电流阴极保护系统的设计原理及流程，希望能给读者更多的指导。
一、设计原理强制电流阴极保护系统是通过向被保护构件施加一个外加电源，使得保护系统构成电路，从而在被保护构件表面形成一个保护电位，从而防止其腐蚀。
具体原理如下：1. 阴极保护作用原理保护对象的电位可以依靠电化学反应来调节，利用阴极保护可以将被保护金属构件的电位调整到一个较低的水平，从而使其从腐蚀产生阴极反应，发生电子体积效应和电子分布效应等，形成一个保护膜，“阴极保护”涂覆在金属表面后，使其成为阴极电极，从而防止其发生腐蚀。
该方法适用于构件表面的均匀腐蚀。
2.阴极保护的控制阴极保护的电流、电压和能量密度，都影响着阴极保护的效果。
通过控制强制电流，可以调整被保护构件的电位，从而实现防腐的目的。
二、设计流程强制电流阴极保护系统的设计是一个繁琐的过程，需要根据具体需要来进行。
一般来说，其设计流程包括以下几个步骤：1.确定强制电流阴极保护的需要在设计过程中，需要首先确定被保护金属构件的抗腐蚀要求。
如果构件的腐蚀等级达到或超过NC 水平，或者其腐蚀等级随时间推移而逐渐升高，都需要对其实施阴极保护。
2.选择合适的保护电极保护电极的选择需要考虑到其引入电路的方式以及电极的形状、大小、长度等因素。
不同引入方式和电极形状对保护效果有一定的影响，需要根据具体情况进行判断。
3.确定保护电流和电压保护电流和电压是决定阴极保护效果的关键因素，需要通过保护电流和电压的测定和筛选来确定。
强制电流阴极保护需要供电，因此需要选择合适的电源，以满足保护电流和电压的需要。
电源的要求包括输出电压、输出电流、能耗等方面。
基于以上的信息，设计出一个合适的强制电流阴极保护系统。
该系统一般包括电源、保护电极、电缆及其他配件。
在设计过程中，需要考虑到系统的耐用性、安全性和可靠性等方面。
燃气管道强制电流阴极保护
燃气管道强制电流阴极保护管道的强制电流法阴极保护主要由外加直流电源和辅助阳极接地床构成。
基典型系统如图10-32所示。
图10-32 管道的强制电流阴极保护系统1—整流器 2—连接头 3—阳极电缆 4—交流输入 5—焦炭6—辅助阳极 7—参比电极 8—管道 9—接电压表阴极一、强制电流保护的设备与装置强制电流保护的设备与附属装置，如图10-33所示。
它包括直流电源、辅助阳级、绝缘法兰、测试桩和检查片。
图10-33 管道阴极保护示意1—流电源 2—整流器 3—阳极 4—被保护管线5—绝缘法兰 6—测试桩 7—检查片(一)电源设备阴极保护系统中，需要稳定的直流电源，能保证长期持久的供电。
阴极保护电源是阴极保护的重要设施，低电压、大电流是其特点。
一般状况下应优先合计市电，或各类站、场稳定可靠的交流电源。
当使用农用电时，必须装有备用电源或不间断供电的专门设备。
关于无市电地区，强制电流阴极保护电源还可以选择太阳能电池、高容量蓄电池、无人管理的密闭循环发电机组等。
这些电源设备都应具备；输出电压、电流可调；可长期连续供电，可靠性高；寿命长；易于修理保养；对环境适应性强；具有过载、防雷、故障保护装置。
1.整流器的类型整流器是一种将交流电转变为直流电的装置。
它结构简单，易于安装，无转动元件，操作维护都方便。
自然空冷式整流器元件的选择取决于所需性能及四周温度和天气的影响。
目前常用的整流元件特性如表10-52所示。
表10-52 整流二极管的特征℃Ω·cm2110041硒整流器仅同意有相当低的电流，因此所需空间大，仍常常在阴极保护装置里使用是因为它经得住足够的工作温度，对过载和过压不敏感。
在交流线路里快速熔断保险丝和直流输出端的慢速熔断丝足以应付过载状况。
锗整流元件不能用于阴极保护，因为它只能制成低功率的二极管。
有时，将二极管装在杂散电流导体上以切断反向电流，但很显然，在过载时易在两个方向上导通。
硅整流元件是阴极保护整流设备中最常用的。
强制电流法阴极保护方案
强制电流法阴极保护方案以下是 6 条关于强制电流法阴极保护方案的内容：1. 强制电流法阴极保护方案啊，那就像是给金属穿上了一层坚固的保护衣！你想想，那些暴露在恶劣环境下的金属管道，如果没有这种保护，会多么容易生锈啊！就像我们的身体没有免疫力一样。
比如在海边的那些设施，海水不断侵蚀着它们，要是没有强制电流法阴极保护，岂不是很快就会损坏。
我们可不能让它们这么轻易就被毁掉呀！2. 嘿，强制电流法阴极保护方案简直是金属的救星！这就好比在金属的世界里来了一群超级英雄拯救它们。
你看那些大桥的钢梁，常年承受着各种压力和风雨，如果没有这个保护方案，能撑多久呢？就像没有了守护天使一样危险。
所以说，这强制电流法阴极保护方案可太重要啦！3. 强制电流法阴极保护方案，哇，这可是个厉害的家伙！它就像是一场及时雨，滋润着那些面临腐蚀威胁的金属。
比如说那些地下的输油管道，要是没有这种保护，说不定哪天就漏了，那可不得了！这可不行啊，我们得好好利用这个方案来保护它们才行呢！4. 哇塞，强制电流法阴极保护方案，这绝对是金属的贴心小棉袄啊！你说那些船只的船体，在海里泡着多容易被腐蚀啊。
但是有了这个方案，就像是给它们打了一针强心剂。
就像人需要关爱一样，金属也需要这种特别的照顾呀，不是吗？5. 强制电流法阴极保护方案呀，真是太神奇了！它就如同给金属打造了一个安全的堡垒。
想想那些化工厂里的金属设备，周围环境那么复杂，没有这个保护可怎么行呢？这可不是开玩笑的事情呀！难道我们不该重视起来吗？6. 强制电流法阴极保护方案，这可是保护金属的不二法门啊！你看看那些海上的钻井平台，没有它的守护，能长久吗？这就好比战士上战场没有坚固的铠甲一样。
我们必须要让这个方案好好发挥作用，保护好我们身边的这些金属呀！我的观点结论：强制电流法阴极保护方案对于金属的保护至关重要，我们要积极采用和推广，让金属设施能够更长久、更安全地为我们服务。
强制电流阴极保护系统设计
强制电流阴极保护系统设计强制电流阴极保护系统是一种用于防止金属管道、储罐和其他设施的腐蚀的有效技术。
它通过向金属结构施加一个外部电流，从而使其成为阴极，从而防止金属的腐蚀和腐蚀产生的问题。
本文将介绍强制电流阴极保护系统的设计原理和方法。
一、系统的设计原理强制电流阴极保护系统的设计原理基于电化学保护原理。
金属在电化学条件下容易发生腐蚀，而通过向金属施加一个外部电流，将其变成一个阴极，进而防止金属的腐蚀。
这种通过外加电流改变金属电位的方法来保护金属称为电化学保护。
强制电流阴极保护系统一般采用直流电源，通过接地电极将外部电流引入金属结构中，使其成为一个阴极。
通过控制外部电流的大小和方向，可以有效地防止金属的腐蚀。
系统还需要监测金属结构的电位和外部电流的大小，以便及时调整电流大小和方向，从而实现对金属的有效保护。
1. 电源系统设计强制电流阴极保护系统的电源一般采用直流电源，其输出电流和电压需要根据具体情况来确定。
一般来说，电流的大小需要根据金属结构的大小和特性来确定，一般情况下，外部电流密度需要在2-4A/m²的范围内。
电压的选择需要考虑到电源的稳定性和金属结构的电阻，一般而言，系统的输出电压需要在10-20V之间。
接地系统是强制电流阴极保护系统中非常重要的一部分，它通过接地电极将外部电流引入金属结构中。
接地电极的数量和位置需要根据金属结构的大小和形状来确定，一般情况下，需要确保接地电极的电流密度均匀并且能够覆盖整个金属结构。
强制电流阴极保护系统需要通过监测金属结构的电位和外部电流的大小来实现对金属的有效保护。
监测系统一般包括电位监测装置和电流监测装置。
电位监测装置需要能够实时监测金属结构的电位变化，并且能够发出报警信号。
电流监测装置需要能够实时监测外部电流的大小和方向，并且能够自动调整电流的大小和方向。
强制电流阴极保护系统在设计时需要考虑到其安全性。
系统需要具有过载保护和短路保护功能，以及可以实现对整个系统的远程监控和控制。
强制电流阴极保护原理
强制电流阴极保护原理强制电流阴极保护是一种常用的金属防腐蚀技术，它通过在金属结构表面施加外加电流，使金属结构成为阴极，从而抑制金属的氧化腐蚀过程。
本文将介绍强制电流阴极保护的原理及其在工程实践中的应用。
1. 原理。
强制电流阴极保护的原理基于电化学腐蚀的基本规律。
金属在电解质溶液中，会发生阳极溶解和阴极析氢两种反应。
通过在金属结构表面施加外加电流，使金属结构成为阴极，从而抑制金属的氧化腐蚀过程。
外加电流的作用是将金属结构的电位调至一个较负的值，使其成为阴极，从而阻止金属的氧化腐蚀反应。
2. 应用。
强制电流阴极保护广泛应用于海洋工程、地下管道、船舶、港口设施等金属结构的防腐蚀工程中。
在海洋工程中，海水中的氯离子对金属结构的腐蚀作用尤为严重，而通过强制电流阴极保护技术，可以有效地延缓金属结构的腐蚀速度，提高其使用寿命。
在地下管道中，强制电流阴极保护可以减少管道的腐蚀损失，降低维护成本，延长管道的使用寿命。
在船舶和港口设施中，强制电流阴极保护可以减少海水对金属结构的腐蚀，保护船舶和港口设施的安全可靠运行。
3. 实施。
在实际工程中，强制电流阴极保护的实施需要根据具体情况进行设计和施工。
首先需要对金属结构的腐蚀情况进行评估，确定保护的范围和强度。
然后进行电极的布置和电流的施加，保证电流能够均匀地分布在金属结构表面，达到保护的效果。
同时需要对电流进行监测和调节，确保保护效果的稳定和可靠。
4. 总结。
强制电流阴极保护是一种有效的金属防腐蚀技术，通过在金属结构表面施加外加电流，使金属成为阴极，从而抑制金属的氧化腐蚀过程。
它在海洋工程、地下管道、船舶、港口设施等金属结构的防腐蚀工程中有着广泛的应用前景。
在实施过程中，需要根据具体情况进行设计和施工，并对电流进行监测和调节，确保保护效果的稳定和可靠。
强制电流阴极保护技术的应用，将为金属结构的保护和延长使用寿命提供有效的手段。
强制电流阴极保护系统设计
强制电流阴极保护系统设计强制电流阴极保护系统（Cathodic Protection System，简称CPS）是一种常用的金属防腐蚀技术，通过施加一定的电流和电位来保护金属结构免受腐蚀的损害。
本文将针对CPS的设计进行详细介绍，并探讨其在电流和电位的选择、材料选择、设备安装等方面的设计要点。
CPS的设计主要包括两个方面：阴极保护电流的选择和阴极保护电位的确定。
首先要确认阴极保护电流的大小，一般来说，该电流应大于金属结构的腐蚀电流密度。
可以通过电化学测试或计算模型来确定金属结构的腐蚀电流密度，然后选择大于该值的保护电流。
还需考虑金属结构的尺寸、形状和设计寿命等因素，确定合适的保护电流。
在确定保护电流后，还需进行电源的选型和设计，保证能够提供稳定的保护电流。
其次是确定阴极保护电位，电位的选择取决于金属结构的特性和环境条件。
一般来说，电位设定为使金属结构维持在保护区的较负的电位，这样可以有效地减缓金属结构的腐蚀速率。
电位的确定可以通过电化学测试或计算模型来进行，还可以参考相关的国际标准和规范。
在CPS设计中，还需考虑材料的选择。
主要包括阴极材料和电极材料两方面。
阴极材料一般选择具有良好导电性和阴极保护效果的材料，如铝、镁、锌等。
电极材料一般选择抗腐蚀性好、导电性能稳定的材料，如钢管、铜线等。
还需考虑金属结构和阴极材料之间的电接触问题，确保电流传递的稳定性和良好接触性。
在设备安装方面，CPS主要包括电源、电极、距离极性反转装置和监测系统等部分。
电源是提供保护电流的关键设备，应满足稳定输出和远程监控的要求。
电极是保护电流传递到金属结构的介质，需根据具体情况选择合适的电极类型和布置方式。
距离极性反转装置用于周期性改变电流方向，避免金属结构发生局部腐蚀。
监测系统用于实时监测金属结构的电位和电流，并进行数据记录和分析，可及时发现问题并采取相应的措施。
CPS的设计是保护金属结构免受腐蚀侵蚀的重要环节，需要综合考虑电流和电位的选择、材料的选择和设备安装等方面的要求。
强制电流阴极保护
四、强制电流阴极保护系统
② 石墨阳极 石墨是由碳素在高温加热后形成的晶体材料，通常用石蜡、
高硅铸铁阳极具有良好的导电性能，高硅铸铁阳极的允 许电流密度为5～80A/m2，消耗率小于0.5 kg/A·a。除用于 焦碳地床中以外，高硅铸铁阳极有时也可直接埋在低电阻率土
四、强制电流阴极保护系统
④ 铂阳极 铂阳极是在钛、铌、钽等贵金属基体上涂覆一薄层铂而构
成的复合阳极。铂层复合的方法很多，如水溶液电镀、离子镀、 点焊包覆、爆炸焊接包覆、冶金拉拔或轧制、热分解沉积等。 铂阳极的特点是工作电流密度大，消耗速率小、重量轻，已在 海水、淡水阴极保护中得到广泛使用。
亚麻油或树脂进行浸渍处理，以减少电解质的渗入，增加机械 强度。经浸渍处理后，石墨阳极的消耗率将明显减小。石墨阳 极在地床中的允许电流密度为5～10 A/m2。 石墨阳极价格较低，并易于加工，但软而脆，不适于易产生冲 刷和冲击作用的环境，在运输和安装时易损坏，随着新的阳极 材料出现，其在地床中的应用逐渐减少。
1 阴极保护发展历史 该技术最早应用于1824年，那是英国海军科学家David
发现，将两种不同的金属连接在一起浸入电介质后，一种金属 腐蚀加速，另一种金属得到一定程度的保护。根据这一发现， 他建议在舰船的铜质船底上安装铁或者锌，对其加以保护，这 是阴极保护的最早应用。
阴极保护在我国应用始于1958年，首次应用于克拉玛 依——独山子输油管道，到60年代，阴极保护已广泛应用于 输油管道。自上世纪90年代末，开始对储罐底板施加阴极保 护。到目前，几乎所有输油气管道、储罐、海洋结构都施加了 阴极保护。对输水管道、钢筋混凝土码头的阴极保护也逐渐展 开。
阴极保护智能在线监测系统
奥科智能阴保云监控系统奥科智能阴保云监控系统由无线数据采集端、云服务器数据处理端、系统平台客户端三大部分组成，该系统可实现阴极保护电位的自动采集与处理，具有无线远程数据传输，信息查询与分析，设备GIS地理位置信息查询、阴保电位预警信息推送和管道管理等功能。
1、无线数据采集端采用GPRS或NB-IOT无线通讯数据传输，内置高精度A/D转换芯片，科学的抗干扰及防雷电路设计，确保设备采集数据的准确性及设备稳定长寿命运行。
2、云服务器选用华为云、阿里云等大型云服务器厂商高配云服务器，数据经由云服务器处理完毕以后，自动备份智能分布存储到不同厂商服务器，确保数据的完整性及安全性。
3、系统客户端采用B/S架构软件，内建GIS监控中心，数据中心，预警中心、管道设备管理及数据报表统计下载，方便客户全面了解各项数据。
手机端登录微信公众号即可远程查看数据及接收阴极保护电位预警信息。
一、无线数据采集端1、设备采用成熟稳定的GPRS或NB-IOT无线数据通讯2、设备内置高精度A/D转换芯片，确保数据采集准确性3、设备可采集阴保电位、自然电位、断电电位、交流干扰电压、交流杂散电流等多项数据4、内置ARM低功耗MCU芯片，实现硬件自动采集和上传数据5、设备内置GPS定位芯片，可在GIS地理位置信息平台上精确展示设备位置6、内置EMI抗干扰滤波电路，及科学的防雷电路，保证设备稳定运行7、内置时钟电路，系统开机以后自动与GPS校准时间，时钟误差每24小时小于1秒8、使用环境温度-25℃至+65℃9、通道输入阻抗大于10MΩ10、量程DC±3V AC0~50V11、精度DC≤5mv AC≤0.5V12、工作电压5~8v13、工作电流200ma14、GPS可根据需求按周开启15、设备采用大容量一次性锂电池供电，在信号良好、每天采集并长上传一条数据的情况下，电池设计使用时间为5-7年16、整机采用高集成、小型化设计，可兼容市面上95%的测试桩17、整机采用防尘设计，外壳满足IP66级防护二、云服务器数据处理端1、服务器选用华为云、阿里云等大型云服务器商高配服务器，确保系统稳定性2、云端数据库选用My SQL大型数据库3、服务器数据采用智能备份，多服务器分布式存储方式，确保数据安全性4、云端服务器可对各个设备上传数据自动进行计算处理，错误信息及时预警推送客户端5、服务器数据库数据可永久存储，方便客户查找以前档案数据了解近几年管道阴保运行情况。
什么是强制电流阴极保护系统
什么是强制电流阴极保护系统强制电流阴极保护系统河南汇龙合金材料有限公司1)什么是强制电流阴极保护系统?强制电流阴极保护系统又称为外加电流系统，是在被保护结构周围同一电解质环境中埋设辅助阳极，通过一直流电源以辅助阳极为阳极，以被保护结构为阴极，构成供电回路，将直流电通向被保护的金属，使被保护金属强制变成阴极以实施阴极保护。
2)什么是牺牲阳极阴极保护系统?牺牲阳极法是用一种电位比所要保护的金属还要负的金属或合金与被保护的金属电性连接在一起，依靠电位比较负的金属不断地腐蚀溶解所产生的电流来保护其它金属的方法。
3)强制电流阴极保护系统的组成有什么?强制电流阴极保护系统主要由电源、控制柜、辅助阳极、焦炭(碳素)填料、电缆、控制参比电极、电位测试桩、电流测试桩、保护效果测试片、电绝缘装置、电绝缘保护装置。
4)电源的作用是什么?电源的作用是向阴极保护系统不间断提供电流。
电源主要有恒流、恒压整流器、恒电位仪。
5)电源的类型主要有哪几种?从整流形式上主要有可控硅、磁饱和、数控高频开关。
可控硅和磁饱和恒电位仪体积较大、纹波系数较大、控制精度较差，效率较低(低于70%)不易实现数字化。
磁饱和恒电位仪除了上述不足外，额定功率20%以下的输出无法控制。
数控高频开关恒电位仪体积较小、纹波系数小、控制精度高、效率较高(90%以上)。
6)辅助阳极的作用是什么?辅助阳极的作用是通过介质(如土壤、水)与管道之间形成电回路。
通过在阳极表面发生电化学反应，不断向阴极结构提供电子，从而使阴极极化到保护电位。
7)辅助阳极的种类有多少?辅助阳极根据有废钢、硅铁、石墨、混合氧化物阳极、柔性阳极、贵金属电极等。
8)控制参比电极的有那些?控制参比电极主要有长寿命饱和硫酸铜参比电极、高纯锌参比电极、银/氯化银参比电极、二氧化钼参比电极。
土壤中可使用饱和硫酸铜参比电极和高纯锌参比电极，水介质中使用高纯锌参比电极和银/氯化银参比电极。
二氧化钼参比电极主要用于混凝土中。
强制电流阴极保护系统设计
强制电流阴极保护系统设计
强制电流阴极保护系统是一种用于防止金属结构腐蚀的方法，通过向金属表面施加一个保护电流来减少金属的氧化反应。
这种系统通常由阴极保护电源、载流体、阴极保护电极和金属结构组成。
1. 阳极保护电源的选择：阳极保护电源是提供保护电流的主要设备，应根据金属结构的大小和保护电流的需求来选择适合的电源。
一般情况下，常用的电源有直流电源和交流电源，选择时需要考虑经济性、可靠性和稳定性等因素。
2. 载流体的选择：载流体是传递电流的介质，一般选择电解质溶液作为载流体。
选择载流体时需要考虑浓度、温度和pH值等因素，以确保良好的阴极保护效果。
3. 阴极保护电极的布置：阴极保护电极是将保护电流引入到金属结构中的部件，应根据金属结构的形状和尺寸来合理布置电极。
一般情况下，电极应均匀分布在金属结构的表面，在保证良好保护效果的同时尽量减少电极之间的电位差。
4. 金属结构的设计：金属结构的设计对阴极保护系统的效果有较大影响。
应考虑金属结构的电位分布、电流密度分布以及接地电阻等因素，结合阴极保护系统的工作原理进行合理设计，以确保保护电流能够充分覆盖整个金属结构的表面。
5. 监测与维护：在强制电流阴极保护系统的运行过程中，应定期进行监测与维护工作，及时检查电极和电源的工作状态，测量保护电流的大小和金属结构的腐蚀程度，以判断系统的工作效果并及时进行调整和修复。
在设计强制电流阴极保护系统时，需要综合考虑电源的选择、载流体的选择、电极的布置、金属结构的设计以及监测与维护等方面的因素，并根据具体的工程要求进行合理的设计和实施，以提供有效的金属结构保护措施。
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强制电流阴极保护及智能监测系统
王峰
(胜利油田胜利工程设计咨询有限责任公司)
摘要:强制电流阴极保护系统在油田罐区有广泛应用,正确的施工是阴极保护系统良好运行的关键。
智能监测系统可实时监测阴极保护系统运行状态。
多个数据采集模块连接在RS -485总线上,监控主机采用轮询的方式与数据总线上的模块进行数据通讯,实现了区域阴极保护系统多个阴极保护电位的实时在线监测。
关键词:阴极保护;监测;自动控制
1 概述
油田罐区阴极保护一般采用强制电流阴极保护。
强制电流阴极保护系统由恒电位仪、辅助阳极、长效参比电极、阴/阳极电缆、零线接阴电缆组成。
传统的阴极保护电位监测方式采用人工方式测量,不能及时反映区域阴极保护的整体质量和效果。
为此,把自动化技术引入阴极保护电位监测中,很好地解决了上述问题。
阴极保护智能监测系统包括监测主机、参比电极、数据采集模块、数据传输电缆、测试桩等部分。
系统采用RS -485现场总线方式,在线自动精确测量阴极保护系统内监测点的阴极电位,一对双绞线可挂接多个数据采集模块,系统结构简单,便于用户维护。
阴极保护系统及监测系统接线示意图如图1所示。
图1 阴极保护系统及监测系统接线示意图
2 强制电流阴极保护系统
强制电流阴极保护系统就是利用腐蚀电池的原理,将需要被保护的金属结构(罐体、管道)作为
阴极,通过阳极(高硅铸铁)向阴极不间断地提供电子,首先使结构极化,进而在结构表面富集电子,使其不易产生离子,因而大大地减缓了结构的腐蚀速度。
在这里向阳极提供外加电流的是恒电位仪。
恒电位仪整体来说是一个负反馈放大—输出系统,与被保护物构成闭环调节,通过参比电极测量通电点电位,并作为取样信号与控制信号进行比较,实现控制并调节极化电流输出,使通电点电位得以保持在设定的控制电位上。
其过程是:不管什么原因(供电系统电压波动,环境介质导电性变化,或电路参数漂移)使输出增大,导致通电点电位上升,则取样信号增大,取样信号是加在恒电位仪比较放大的反相输入端,与接在正相输入端控制信号比较后使放大器放大倍数下降,控制极化电源输出减小,使通电点电位下降,回复到原设定的控制电位值上;同样,如果通电点电位下降,参比电极得到的取样信号下降,经过与控制信号比较使放大器放大倍数上升,控制极化电源输出增大,通电点电位上升,回复到原设定的控制电位值上。
也就是当外部或内部任何原因造成被保护物对地电位变化时,恒电位仪都能相应地增大或减小输出,把变化的电位拉回来,使通电点电位保持不变。
恒电位仪的接线一般由4条电缆组成,分别是输出阴极、输出阳极、零位接阴、参比电极。
输出阴极是恒电位仪输出的负端子,接至被保护物的通电点;输出阳极是恒电位仪的正端子,接至辅助阳极(高硅铸铁阳极);零位接阴是仪器电路的地端,接于被保护物通电点附近;参比电极即取样信号输入端,接埋设在通电点附近的参比电极。
其中零位接阴电缆作为整个仪器电路的“地”,必须接在被保护物上,并避开输出阴极通电点5～10cm ,以防电流涌入。
为恒电位仪提供取样信号的参比电极质量好坏也是系统稳定运行的关键。
参比电极也称参考电极,其功用是在测量对象的电极电位时提供基准电位(或称参考电位、参比电位,参比电极名称即由此而来),实现准确、定量、可比较的测量,是金属防腐及其他电化学研究和应用领域不可缺少的工具。
其种类很多,在这里特指饱和硫酸铜参比电极。
长效参比电极以陶或素瓷做电极体,内装硫酸铜晶体,晶体中置入铜电极,埋设后与土壤环境融为一体,进(下转和70页)
输入、输出信号;具有24V仪表电源输出,可直接接入两线制仪表;可检测液位、油温、启停状态等不同类型的信号;灵活的通信方式,标准的通信协议,可方便地组成SCADA系统;提供2路或3路对外串行接口;可配接显示器、按键、手操器、笔记本电脑等多种现场读写设备;支持标准的Modbus R TU、Modbus ASCII通信协议及支持可自定义;运行温度:-40～70℃,储运湿度5%～95%R H,无冷凝。
中心主计算机系统是SCADA系统的中心枢纽,按C/S(客户机/服务器)结构设置,由服务器、操作站、网络设备组成。
操作站按原油系统、天然气系统分别设置;服务器按冗余、容错设置;操作站为双网热备,局域网冗余配置,确保系统运行的可靠性及可用性。
正常情况下,调度室的调度及操作人员可通过中心主计算机系统完成各站的监视、控制、调度、管理,如下达命令、采集各种数据、协调各站场运行、处理全线的突发事故。
各站R TU可独立完成本站的监控及管理,接受和执行中心主计算机系统的控制命令,向调度室中心主计算机系统上传经选择的数据及报警信息,并可完成授权内的工作。
R TU与中心主计算机系统保持时钟同步,采集的各种数据均做时间标记,若通讯发生故障或中心主计算机系统发生故障及检修,R TU可独立完成本站的监控及管理,能够在存储器中存储故障期间内的数据直到故障排除,然后上传至调度室中心主计算机系统,并按时间顺序补充数据。
R TU发生故障及检修时,可进行就地手动控制。
应用软件的核心是Intellution公司的i FIX SCADA软件,它完成数据采集、数据处理、监控、报警管理等功能。
由于油气现场采用安控E 系列R TU,所以应选用安控公司自行开发的R TU 接口驱动软件。
EC HO监控仿真软件,实现了R TU的远程异地小键盘操作和采集等功能。
ECHO油田管理系统软件对整个SCADA系统的数据提供了安全、详细的数据库管理。
(栏目主持 关梅君)
(上接第67页)
#vi/etc/crontab
#加入如下一行:
105333root/usr/sbin/ntpdate pgadmin1; /sbin/hwclock-w
使用cro n之后,每天5∶10Linux系统就会自动进行网络时间校正。
4 结语
在一个大型的集群系统中,建议在群集中的每个节点上启用网络时间协议(N TP)服务,使用N TP(它在每个系统上作为守候进程运行)确保了所有节点上的系统时间是一致的,从而使日志文件中的时间戳记一致,并且与消息服务的行为一致。
这样确保了群集中运行的应用程序正确同步,也可以减轻网络管理员的负担,而Linux系统是运行这个协议的优秀平台。
(栏目主持 关梅君)
(上接第68页)行双向的电解质交换,在硫酸铜晶体数量足够消耗的时段里,实现“长效”运行。
长效参比电极在埋设前应用净水或5%硫酸铜溶液浸泡24h进行活化处理,还应为参比电极配辅料袋,其主要成分是石膏粉、硫酸钠、彭润土等,使用前用水和成糊状。
活化好的参比电极装入辅料袋中埋设,以改善参比电极与土壤的接触电阻,其中硫酸根中和氯离子,减轻土壤对参比电极的污染。
处理后的参比电极在含水性和蓄水性较好的土壤环境下能稳定运行10～15年。
3 阴极保护智能监测系统
阴极保护智能监测系统数据采集模块可选用研华ADAM-4017。
ADAM-4017设置为差分电压输入,由参比电极提供基准电位(即当地土壤电位),引入模块的Vin+,被保护物保护电位应为-850～-1150mV,引入模块的Vin-,模块之间采用RS-485总线方式进行数据通讯,即模块数据输出端子DA TE+和DA TE-采用手握手方式连接在一起,数据线再通过RS232/RS-485转换器接入监测主机。
这样多个数据采集模块连接在RS-485总线上,监控主机采用轮询的方式与数据总线上的模块进行数据通讯,实现了区域阴极保护系统多个阴极保护电位的实时在线监测。
RS-485总线通讯理论上最远通讯距离1200m,实际应用中受模块通讯芯片、转换器通讯芯片、数据通讯线质量、通讯波特率等影响,如果通讯距离过长,可选用485中继器来增强系统通讯性能。
(栏目主持 关梅君)。