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▪ 输气管道大多埋设于复杂的土壤环境，管道外壁主要遭受 土壤的电化学腐蚀。管道外壁虽有防腐涂层保护，然而在 实际施工中，由于各种因素的影响，不可能作到完整无损， 常常在涂层漏敷处发生腐蚀。所以，单纯的采用防腐涂层 不可能完全防止管道的腐蚀，巴渝线即是一个典型的例子： 巴渝输气干线于1961年建成，该管道投产五年后，管道外 壁即出现严重的穿孔泄露，1967年大修涂层，仍未能阻止 管道的严重腐蚀而被迫停输报废。巴渝线的外壁腐蚀使我 局科技工作者对土壤腐蚀的危害、防护层的正确选型和施 工监督、阴极保护的必要性等有了充分的认识。在1966年 威成线的建设中，针对土壤腐蚀制定了良好的防腐措施， 即石油沥青玻璃布+外加电流阴极保护，并严格控制施工 质量，从而较好地解决了长输管道的外壁腐蚀问题。
阴极保护系统维护
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一、阴极保护的重要性和必要性
▪ 在2003年10月第四届全国腐蚀大会上，腐蚀学会理 事长柯伟院士介绍了《中国工业与自然环境腐蚀问题 调查与对策》课题进展的报告，指出我国的年腐蚀损 失约为5000亿元，如能应用近代腐蚀科学知识和防 腐蚀技术，腐蚀的经济损失可以降低25%~30%。对 于全国数万公里的埋地管道，阴极保护是行之有效的 防蚀技术。
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牺牲阳极开路电位测量接线图
数字万用表
-1.100
DC
参比电极
牺牲阳极
管道
14
源自文库
牺牲阳极（组）输出电流测量接线图
数字万用表
牺牲阳极
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▪ B.外加直流电流（强制电流）阴极保护
▪ 就是将外加直流电流的正极接在辅助阳极装置上， 负极接在被保护管道上通以阴极电流，在管道与大 地、辅助阳极、直流电源组成一个完整电路。使金 属管道表面处于阴极极化状态，这就可以抑制金属 表面阳极区电子的释放，从而防止了腐蚀过程所产 生的腐蚀现象。
▪ ⑷牺牲阳极的主要填包料： ▪ 铝合金阳极：彭闰土、食盐、熟石灰 ▪ 锌合金阳极：彭闰土、石膏粉、硫酸钠 ▪ 镁合金阳极：彭闰土、石膏粉、硫酸镁、硫酸钠
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▪ ⑸牺牲阳极维护管理 ▪ a.每月检测一次阳极闭路电位值、管道保护电位。 ▪ b.每6个月检测一次阳极（单只和组合）开路电位、
输出电流、阳极接地电阻、管道开路电位、阳极闭 路电位、土壤电阻率。 ▪ ⑹牺牲阳极保护参数测定的主要内容： ▪ 管道对地电位(自然电位）、阳极对地电位（开路电 位）、阳极工作电位（阳极与管道连接时的电位）、 两组阳极之间的最小保护电位、阳极输出电流（单 支和阳极组）、阳极接地电阻（单支和阳极组）、 两组阳极之间的距离。
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2.影响阴极保护的主要参数
▪ ⑴最小保护电位：金属达到完全保护所需的、绝对 值最小的负电位值。
▪ ①在施加阴极电流的情况下，测得管/地电位为负 850mV（相对饱和硫酸铜参比电极）或更负。
▪ ②相对饱和硫酸铜参比电极的管/地电位为负850mV 或更负。
▪ ③管道表面与同土壤接触的稳定的参比电极之间阴 极极化电位值为100mV。（这一准则可以用于极化 的建立过程或衰减过程中）
▪ 本世纪五十年代以来，阴极保护技术日趋完善。实践 证明，绝缘防腐涂层与阴极保护联合应用，是当今防止输 气管道外壁腐蚀最合理的手段。
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▪ 1936年美国成立了中部大陆阴极保护协会。 ▪ 1940年英国应用了牺牲阴极保护，德国和
日本分别是在1950和1946年开始研究电化学 保护理论的，并开始了煤气管道的阴极保护。 ▪ 阴极保护在我国石油管道上的应用研究始于 1958年。到了60年代初期，在新疆、大庆、 四川等油、气管道 上陆续推广了阴极保护技 术。70年代，我国的油、气管道已广泛采用 了阴极保护。
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1.阴极保护基本原理
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▪ 根据电化学腐蚀原电池的原理，不断失去电子的过 程称为氧化过程又称腐蚀过程。对使被保护管道通 以阴极电流，使管道表面不断的得到电子而被阴极 极化，从而阻止了腐蚀过程的产生。
▪ 美国腐蚀工程师协会（NACE）对阴极保护的定义 是：通过施加外加的电动势把电极的腐蚀电位移向 氧化性较低的电位而使腐蚀速率降低。
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▪ 锌合金阳极：在现场突然介质中具有长期稳定的 开路电位，阳极输出电流能随被保护金属构筑物 状态、环境的变化调节，满足阴极保护要求，电 流效率高。可用于海水和土壤中的金属保护。
▪ 镁合金阳极：有高的开路电位、低的电化当量， 和好的极化特性。比较适用于高电阻率土壤中的 金属保护。是目前使用比较多的一种。
属连接，使被保护金属表面有过剩的电子而被阴极 极化，从而了防止金属腐蚀。
▪ 特点：不需要直流电源，阳极材料必须采用电位更 负的有色金属。保护电流利用率高，不会产生过保 护，对邻近的地下金属设施干扰小。
▪ ⑶常用牺牲阳极材料 ▪ 铝合金阳极：有足够负的电位、高的理论电流输出，
但在中性、弱酸和碱性介质中，铝表面容易形成一 层高电阻AI2O2氧化膜，使铝的电位向较正值方向移 动。主要用于海洋内的金属保护。
▪ ④在存在硫酸盐还原菌的土壤地段，相对饱和硫酸 铜参比电极的管/地电位为负950mV或更负。
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⑵最大保护电位：金属在阴极保护条件下，允许的 绝对值最大的负电位值。 ▪ 主要是当负电位达到一定值后，就要产生吸氢反应， 产生大量的氢气，造成金属管道的氢脆腐蚀和绝缘 涂层的剥离。过去的沥青绝缘涂层最大保护电位是 负1250mV（短时间可以达到1500mV)。 ▪ ⑶保护电流密度：平均作用在管道表面，使管道腐 蚀停止时的电流。 ▪ 主要可根据保护电流密度的大小来判断绝缘涂层的 质量、老化程度。
▪ 埋地管道采用外防腐层与电法保护是延长管道运 行寿命、减少管道运行故障的有效手段。七十年代初， 自美国首次立法开始，一些国家相继立法，规定埋地 管道必须采用防腐涂层与阴极保护的双重保护措施。 防腐涂层是对埋地管道外壁的面保护，主要是针对均 匀腐蚀而言，阴极保护则主要以点保护为主，是针对 防腐涂层的漏损处。
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▪ ⑷自然电位：管道在没有进行阴极保护送电时，所 测得的管道对地电位。
▪ ⑸管道沿线的土壤电阻率：土壤电阻率越低，管道 腐蚀就越高。
▪ ⑹覆盖层电阻：覆盖层电阻的好坏直接影响阴极保 护的输出功率和保护距离。
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3.阴极保护基本形式
A. 牺牲阳极保护 ⑴牺牲阳极保护结构图
牺牲阳极
e
被保护体
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▪ ⑵牺牲阳极基本原理 ▪ 采用比被保护金属电位更负的金属材料与被保护金
▪ 输气管道大多埋设于复杂的土壤环境，管道外壁主要遭受 土壤的电化学腐蚀。管道外壁虽有防腐涂层保护，然而在 实际施工中，由于各种因素的影响，不可能作到完整无损， 常常在涂层漏敷处发生腐蚀。所以，单纯的采用防腐涂层 不可能完全防止管道的腐蚀，巴渝线即是一个典型的例子： 巴渝输气干线于1961年建成，该管道投产五年后，管道外 壁即出现严重的穿孔泄露，1967年大修涂层，仍未能阻止 管道的严重腐蚀而被迫停输报废。巴渝线的外壁腐蚀使我 局科技工作者对土壤腐蚀的危害、防护层的正确选型和施 工监督、阴极保护的必要性等有了充分的认识。在1966年 威成线的建设中，针对土壤腐蚀制定了良好的防腐措施， 即石油沥青玻璃布+外加电流阴极保护，并严格控制施工 质量，从而较好地解决了长输管道的外壁腐蚀问题。
阴极保护系统维护
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一、阴极保护的重要性和必要性
▪ 在2003年10月第四届全国腐蚀大会上，腐蚀学会理 事长柯伟院士介绍了《中国工业与自然环境腐蚀问题 调查与对策》课题进展的报告，指出我国的年腐蚀损 失约为5000亿元，如能应用近代腐蚀科学知识和防 腐蚀技术，腐蚀的经济损失可以降低25%~30%。对 于全国数万公里的埋地管道，阴极保护是行之有效的 防蚀技术。
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牺牲阳极开路电位测量接线图
数字万用表
-1.100
DC
参比电极
牺牲阳极
管道
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源自文库
牺牲阳极（组）输出电流测量接线图
数字万用表
牺牲阳极
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▪ B.外加直流电流（强制电流）阴极保护
▪ 就是将外加直流电流的正极接在辅助阳极装置上， 负极接在被保护管道上通以阴极电流，在管道与大 地、辅助阳极、直流电源组成一个完整电路。使金 属管道表面处于阴极极化状态，这就可以抑制金属 表面阳极区电子的释放，从而防止了腐蚀过程所产 生的腐蚀现象。
▪ ⑷牺牲阳极的主要填包料： ▪ 铝合金阳极：彭闰土、食盐、熟石灰 ▪ 锌合金阳极：彭闰土、石膏粉、硫酸钠 ▪ 镁合金阳极：彭闰土、石膏粉、硫酸镁、硫酸钠
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▪ ⑸牺牲阳极维护管理 ▪ a.每月检测一次阳极闭路电位值、管道保护电位。 ▪ b.每6个月检测一次阳极（单只和组合）开路电位、
输出电流、阳极接地电阻、管道开路电位、阳极闭 路电位、土壤电阻率。 ▪ ⑹牺牲阳极保护参数测定的主要内容： ▪ 管道对地电位(自然电位）、阳极对地电位（开路电 位）、阳极工作电位（阳极与管道连接时的电位）、 两组阳极之间的最小保护电位、阳极输出电流（单 支和阳极组）、阳极接地电阻（单支和阳极组）、 两组阳极之间的距离。
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2.影响阴极保护的主要参数
▪ ⑴最小保护电位：金属达到完全保护所需的、绝对 值最小的负电位值。
▪ ①在施加阴极电流的情况下，测得管/地电位为负 850mV（相对饱和硫酸铜参比电极）或更负。
▪ ②相对饱和硫酸铜参比电极的管/地电位为负850mV 或更负。
▪ ③管道表面与同土壤接触的稳定的参比电极之间阴 极极化电位值为100mV。（这一准则可以用于极化 的建立过程或衰减过程中）
▪ 本世纪五十年代以来，阴极保护技术日趋完善。实践 证明，绝缘防腐涂层与阴极保护联合应用，是当今防止输 气管道外壁腐蚀最合理的手段。
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▪ 1936年美国成立了中部大陆阴极保护协会。 ▪ 1940年英国应用了牺牲阴极保护，德国和
日本分别是在1950和1946年开始研究电化学 保护理论的，并开始了煤气管道的阴极保护。 ▪ 阴极保护在我国石油管道上的应用研究始于 1958年。到了60年代初期，在新疆、大庆、 四川等油、气管道 上陆续推广了阴极保护技 术。70年代，我国的油、气管道已广泛采用 了阴极保护。
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1.阴极保护基本原理
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▪ 根据电化学腐蚀原电池的原理，不断失去电子的过 程称为氧化过程又称腐蚀过程。对使被保护管道通 以阴极电流，使管道表面不断的得到电子而被阴极 极化，从而阻止了腐蚀过程的产生。
▪ 美国腐蚀工程师协会（NACE）对阴极保护的定义 是：通过施加外加的电动势把电极的腐蚀电位移向 氧化性较低的电位而使腐蚀速率降低。
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▪ 锌合金阳极：在现场突然介质中具有长期稳定的 开路电位，阳极输出电流能随被保护金属构筑物 状态、环境的变化调节，满足阴极保护要求，电 流效率高。可用于海水和土壤中的金属保护。
▪ 镁合金阳极：有高的开路电位、低的电化当量， 和好的极化特性。比较适用于高电阻率土壤中的 金属保护。是目前使用比较多的一种。
属连接，使被保护金属表面有过剩的电子而被阴极 极化，从而了防止金属腐蚀。
▪ 特点：不需要直流电源，阳极材料必须采用电位更 负的有色金属。保护电流利用率高，不会产生过保 护，对邻近的地下金属设施干扰小。
▪ ⑶常用牺牲阳极材料 ▪ 铝合金阳极：有足够负的电位、高的理论电流输出，
但在中性、弱酸和碱性介质中，铝表面容易形成一 层高电阻AI2O2氧化膜，使铝的电位向较正值方向移 动。主要用于海洋内的金属保护。
▪ ④在存在硫酸盐还原菌的土壤地段，相对饱和硫酸 铜参比电极的管/地电位为负950mV或更负。
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⑵最大保护电位：金属在阴极保护条件下，允许的 绝对值最大的负电位值。 ▪ 主要是当负电位达到一定值后，就要产生吸氢反应， 产生大量的氢气，造成金属管道的氢脆腐蚀和绝缘 涂层的剥离。过去的沥青绝缘涂层最大保护电位是 负1250mV（短时间可以达到1500mV)。 ▪ ⑶保护电流密度：平均作用在管道表面，使管道腐 蚀停止时的电流。 ▪ 主要可根据保护电流密度的大小来判断绝缘涂层的 质量、老化程度。
▪ 埋地管道采用外防腐层与电法保护是延长管道运 行寿命、减少管道运行故障的有效手段。七十年代初， 自美国首次立法开始，一些国家相继立法，规定埋地 管道必须采用防腐涂层与阴极保护的双重保护措施。 防腐涂层是对埋地管道外壁的面保护，主要是针对均 匀腐蚀而言，阴极保护则主要以点保护为主，是针对 防腐涂层的漏损处。
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▪ ⑷自然电位：管道在没有进行阴极保护送电时，所 测得的管道对地电位。
▪ ⑸管道沿线的土壤电阻率：土壤电阻率越低，管道 腐蚀就越高。
▪ ⑹覆盖层电阻：覆盖层电阻的好坏直接影响阴极保 护的输出功率和保护距离。
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3.阴极保护基本形式
A. 牺牲阳极保护 ⑴牺牲阳极保护结构图
牺牲阳极
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被保护体
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▪ ⑵牺牲阳极基本原理 ▪ 采用比被保护金属电位更负的金属材料与被保护金