详解管道阴极保护原理共74页文档
长输管道阴极保护技术全解分解
四、长输管道阴极保护施工技术：工程施工(外加电流法)：
（４）检查片制作安装： 检查片按要求制作
检查片数量及埋设符合设计要求，一般为12片，6
片与保护体连接，６片处于自然腐蚀状态
检查片埋深与管道底部相同，距管道外壁0.3m
四、长输管道阴极保护施工技术：
2、阴级保护工程施工(牺牲阳级法)：
三、长输管道阴极保护技术：
阴极保护的起源
戴维的早期工作： 1832年，英国化学家，海军军官戴维研究铜皮包覆 的木船在海洋中的防护，铜和铁与锌接触可以使铜受到 保护。1824年，在船体上进行试验，用铁作为阳极，取 得良好保护效果。他在研究报告中称：当泡在液体中的 不同金属用导线连接成回路时，一种金属腐蚀受到促进， 一种金属腐蚀受到减慢，这就是铜船通过连接铁和锌而 受到保护的原因。
三、长输管道阴极保护技术：
• • 阴极保护的原理 1、电极反应 ２、极化曲线和极化图 ３、电位-pH图
三、长输管道阴极保护技术：
１、阴极保护原理：
三、长输管道阴极保护技术：
阴极保护原理：
上图给出了铁在NaCl水溶液（或土壤）中于金属界面 处发生的电化学腐蚀反应过程，以及阴极保护系统通过镁阳极 或外电源产生的外加负电流对这些反应过程的作用影响，说明 了各种反应质点和反应产物的存在和传递。由于阴极保护系统 通过牺牲阳极或外电源，能对金属提供足够量的电子（施加所 需的负电流），使金属界面呈负电性和达到足够负的电极电位， 从而抑阻氧化反应（Fe→Fe2++2e）；此时还原反应所需电子完 全从牺牲阳极或外电源获得。由此实现了阴极保护，停止了金 属的腐蚀过程。
阴极保护原理及维护演示教学
7.阳极接地电阻的测量
测量前，必须将牺牲阳极与管道断 开，然后按图 中所示的接线图沿垂直于 管道的一条直线布置电极， d13 约 40m， d12 取 20m左右，转动接地电阻测量仪 的手柄，使手摇发电机达到额定转速， 调节平衡旋钮，直至电表指针停在黑线 上，此时黑线指示的度盘值乘以倍率即 为接地电阻值。
4.极化探头法
1) 将试片回填，试片埋深及回填状态
与管道相同。
2) 将试片与管道连通，试片充分极化。 V 3) 测量中，试片与数字万用表的正极
连接，硫酸铜电极与数字万用表的负极连
接。
4) 将试片与管道断开，立即测量并记
录相对于对硫酸铜电极的断电电位。此过 程应尽可能快，以避免试片的去极化。
参比 试片 电极
2.恒电位仪
3.阴极保护原理接线图
4.汇流点接线箱
5.辅助阳极
榆济线辅助阳极用的是深井阳极地床，设计井深在50米。 深井阳极用分段预制式阳极体 ，阳极体由贵金属氧化物阳极、 焦炭填料和 套管组成。贵金属氧化物阳极基体材料采用工业纯钛。 一座阳极井安装3支阳极体，1支阳极体长6m， 内置3支贵金属氧化物阳极， 并填充焦炭填料，外用带有网状透水孔的钢套管包裹。
a) 在施加阴极保护时，测得的管道/电解质电位达到-850mV或更负（相对饱和 硫酸铜参比电极，以下简称CSE）。测量电位时，必须考虑消除IR降的影响，以便 对测量结果做出准确的评价。
b) 管道极化后电位达到-850mV或更负（相对CSE）。 c)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
2.自然电位
对已实施过阴极保护的管道宜在完全断电 24h 后进行。新建管道自然电位一般 在–0.5V 至–0.7V,之间。
管道阴极保护
1、化学腐蚀
• 化学腐蚀指金属表面与非电解质直接发生 纯化学作用而引起的破坏。化学腐蚀是在 一定条件下，非电解质中的氧化剂直接与 金属表面的原子相互作用，即氧化还原反 应是在反应粒子相互作用的瞬间于碰撞的 那一个反应点上完成的。在化学腐蚀过程 中，电子的传递是在金属与氧化剂间直接 进行，因而没有电流产生。
• 2.强制电流法（外加电流法）则是给被保护 结构加一阴极电流，而给辅助阳极（一般为高 硅铸铁或废钢）加一阳极电流，构成一个腐蚀 电池。以同样的原理使金属结构得到保护。
三、两种阴极保护方法的优缺点：
• 1.牺牲阳极法的优点在于安装施工简便，对临 近金属结构的影响极小，运行成本低，可实现 零费用维护，一次投资，长期受益。
• 金属腐蚀是金属与周围介质发生化学或电 化学作用成为金属化合物而遭受破坏的一 种现象。腐蚀是影响管道系统可靠性及使 用寿命的关键因素。它不仅造成因穿孔而 引起的油、气、水泄露损失，以及由于维 修所带来的材料和人力上的浪费，停工停 产所造成的损失，而且还可能因腐蚀引起 火灾。
第一节 腐蚀
•电缆将管桥两侧的干线管 道进行电跨接，以保证阴极保护电流的连 续。并对保护套管内管道增加带状阳极保 护。在大型的河流穿跨越的两侧专设绝缘 接头及测试桩，对穿跨越采用牺牲阳极保 护。
• 阳极材料的选择
• 本工程采用带状镁阳极。辅助阳极选择含 铬高硅铸铁阳极，规格φ75×1200mm。
• 对埋在天然水和土壤中的金属管道，其最 小保护电位一般为-0.85V（用饱和硫酸铜参 比电极测定）。
【精品】阴极保护原理讲义共77页
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21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
【精品】阴极保护原理讲义
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
阴极保护培训讲义图文
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参比电极
参比电极用于测量被保护结构的电 位，为调整保护电流提供参考依据。
阴极保护系统的设计
确定保护范围
确定电流密度和保护电位
根据被保护结构的材质、尺寸、使用 环境等因素，确定阴极保护系统的保 护范围。
根据被保护结构的材质和需求，确定 合适的电流密度和保护电位。
选择阳极和埋设方式
根据实际情况选择合适的阳极材料和 埋设方式，确保阳极能够有效地向被 保护结构提供电流。
模型预测法
利用数学模型预测管道的腐蚀速率，评估阴极保 护效果。
05
阴极保护的常见问题与解 决方案
阴极保护系统失效的原因分析
电源故障
电源设备出现故障，如电源线断裂、电源开 关损坏等。
杂散电流干扰
外界杂散电流干扰导致阴极保护电流流失或 干扰保护效果。
电流分布不均
由于管道防腐层质量差或破损，导致电流在 管道上分布不均。
03
阴极保护材料
常用的阴极保护材料
锌合金
锌合金作为阳极材料， 通过电化学反应保护金
属不受腐蚀。
镁合金
镁合金作为阳极材料， 适用于土壤和淡水环境
中的金属保护。
镀锌钢
镀锌钢作为阳极材料， 广泛用于钢铁结构的阴
极保护。
钛和锆合金
适用于高腐蚀环境的金 属保护，如海洋环境。
阴极保护材料的性能与选择
01
02
栏等金属结构的防腐。
在建筑行业中，阴极保护用于 地下室、水池、冷却塔等混凝
土结构中的钢筋防腐。
02
阴极保护系统
阴极保护系统的组成
阳极系统
阳极是阴极保护系统的关键组成 部分，通常采用石墨、硅钢等材 料制成，负责向被保护结构提供
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。
管道阴极保护原理
管道阴极保护原理管道阴极保护是一种常用的防腐蚀技术，它通过在管道表面施加电流，使得金属表面成为阴极，从而抑制金属腐蚀的过程。
阴极保护原理是建立在电化学的基础上，通过改变金属表面的电位来控制金属的腐蚀行为。
在管道表面施加阴极保护时，通常会采用一种称之为“阳极”的外部金属或合金，并且将其与管道表面连接。
通过在管道表面与阳极之间施加一个电压，就可以在管道表面形成一个保护性的电流场，从而实现对管道的防腐蚀保护。
阴极保护的原理可以分为两种类型，即被动式和主动式。
被动式阴极保护是利用外部电流场将金属电位降低到保护性的水平，使得金属表面成为阴极而得到保护，而主动式阴极保护则是通过在金属表面产生一个持续的电流，从而使金属表面一直处于一种保护性的状态。
被动式阴极保护通常适用于已有一定腐蚀的金属结构，而主动式阴极保护则适用于对金属结构进行长期保护。
阴极保护的原理还涉及到电化学腐蚀的基本过程。
在金属表面，通常会发生氧化还原反应，即金属表面的阳极和阴极反应。
阳极反应是金属表面的局部溶解，而阴极反应则是通过还原来补充阳极反应所带来的电荷。
当金属表面成为阴极时，就会抑制金属的溶解，从而减缓金属的腐蚀速度。
阴极保护的原理还与管道表面的涂层有关。
在许多情况下，金属表面会涂上一层抗腐蚀的涂料，从而形成一个保护性的层。
而当涂层破损时，阴极保护就可以发挥重要作用，通过在涂层破损处形成一个电流场，从而实现对金属表面的保护。
阴极保护的原理也与管道周围的土壤环境有关。
在土壤中含有一定的电导率，通常是通过土壤中的水分和盐分来实现电导，从而可以形成一个电流场，将外部电流导入到管道表面，实现对金属的保护。
总的来说，管道阴极保护的原理可以归纳为通过在管道表面施加一个电流，使金属表面成为阴极，从而抑制金属腐蚀的过程。
这种原理不仅可以用于管道的防腐蚀保护，还可以用于其他金属结构的防护，是一种非常有效的防腐蚀技术。
管道防腐阴极保护PPT学习教案
阴极保护技术国内现状
（1）管道 20000km长输管道全施加保护
油田集输管道基本施加了保护 市政供气、水管道有上保护和无保护的
（2）储罐 国内大型储罐基本都施加了保护
城市加油站的小型储罐有的上了保护
（3）标准与法律
中国石油天然气管道保护条例 国内有一套阴极保护的待业标准
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管道防腐阴极保护
会计学
1
1928年，柯恩在长输管线上安装第一台阴极保护整流器。 1936年，美国成立了中部大陆的阴极保护协会。 1940年,英国应用了牺牲阳极保护, 德国和日本分别在1950
和1964年开始研究电化学理论，并开始了煤气管道的阴极 保护。 1985年，我国开始在石油管道上应用阴极保护技术。 2009 年11 月，经第十一届全国人大常委会第十一次会议 审议，通过了《中华人民共和国石油天然气管道保护法 (草案)》，将我国石油天然气管道保护从部门条例上升为 国家法律。
流的应用； ④ 覆盖层质量，对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得牺牲阳极不适用； ⑤ 可利用的电源因素 ⑥ 经济性
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四、阴极保护基本参数
（一）自然电位Ee
定义：未加阴极保护时，钢管对地电位（管地电位）称自然电位，又称腐蚀 电位。即阴极极化前的管地电位称自然电位。
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Rp RT rT
从上式可I0以看ar出ET 0，如r1T果RrRTTT越E小0 ，则REIT00r越T 大RE。0p这说明如果 绝缘层质量不好，则所需保护电流越大，从而增加电能消耗。
总电位Eo 定义：加阴极保护后测出的管地电位称总电位，即阴极极化后的电位。
管道阴极保护原理共74页
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
管道阴极保护原理
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物
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31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
பைடு நூலகம்
46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。