阴极保护系统 ppt课件
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《燃气管道阴极保护》课件
《燃气管道阴极保护》PPT课件
• 阴极保护概述 • 燃气管道腐蚀的原因与影响 • 阴极保护在燃气管道中的应用 • 阴极保护与其他防腐措施的关系 • 阴极保护的发展趋势与展望
01
阴极保护概述
阴极保护的定义
阴极保护是一种通过向被保护的金属 提供足够的阴极电流，使其电位负于 某一预定的腐蚀介质中的阳极反应， 从而抑制金属腐蚀的方法。
参比电极
用于监测管道电位，通常采用 铜/硫酸铜电极或饱和硫酸铜 电极。
电源设备
提供阴极保护所需的电流和电 压，通常由恒电位仪或恒电流 仪等设备组成。
辅助阳极
与被保护管道相连，将电流传 输到管道上，通常采用镀锌钢 、不锈钢等材料。
绝缘接头
将管道与阳极地床隔离，防止 电流流失。
阴极保护的施工工艺
前期准备
阴极保护的重要性
阴极保护是防止金属腐蚀的有效方法之一，广泛应用于各种腐蚀介质中的金属管道 、储罐、结构物等。
对于燃气管道等长距离、大口径的金属管道，阴极保护可以有效地防止电化学腐蚀 ，保证管道的安全运行，延长管道的使用寿命。
阴极保护还可以防止由腐蚀引起的泄漏和环境污染等问题，对于保障人民生命财产 安全和环境安全具有重要意义。
。
详细描述
涂层保护能够为燃气管道提供物理隔离，减少管道与土壤中腐蚀性物质的接触。然而， 涂层可能会因为老化、破损或施工质量问题而出现缺陷，此时阴极保护可以作为补充手
段，通过向管道施加阴极电流，使管道成为原电池的阴极，从而抑制腐蚀的发生。
阴极保护与牺牲阳极的配合使用
总结词
牺牲阳极是一种通过电化学反应产生电流，为阴极保护提供电源的辅助装置。 阴极保护与牺牲阳极的配合使用，可以实现自给自足的保护系统，降低维护成 本。
• 阴极保护概述 • 燃气管道腐蚀的原因与影响 • 阴极保护在燃气管道中的应用 • 阴极保护与其他防腐措施的关系 • 阴极保护的发展趋势与展望
01
阴极保护概述
阴极保护的定义
阴极保护是一种通过向被保护的金属 提供足够的阴极电流，使其电位负于 某一预定的腐蚀介质中的阳极反应， 从而抑制金属腐蚀的方法。
参比电极
用于监测管道电位，通常采用 铜/硫酸铜电极或饱和硫酸铜 电极。
电源设备
提供阴极保护所需的电流和电 压，通常由恒电位仪或恒电流 仪等设备组成。
辅助阳极
与被保护管道相连，将电流传 输到管道上，通常采用镀锌钢 、不锈钢等材料。
绝缘接头
将管道与阳极地床隔离，防止 电流流失。
阴极保护的施工工艺
前期准备
阴极保护的重要性
阴极保护是防止金属腐蚀的有效方法之一，广泛应用于各种腐蚀介质中的金属管道 、储罐、结构物等。
对于燃气管道等长距离、大口径的金属管道，阴极保护可以有效地防止电化学腐蚀 ，保证管道的安全运行，延长管道的使用寿命。
阴极保护还可以防止由腐蚀引起的泄漏和环境污染等问题，对于保障人民生命财产 安全和环境安全具有重要意义。
。
详细描述
涂层保护能够为燃气管道提供物理隔离，减少管道与土壤中腐蚀性物质的接触。然而， 涂层可能会因为老化、破损或施工质量问题而出现缺陷，此时阴极保护可以作为补充手
段，通过向管道施加阴极电流，使管道成为原电池的阴极，从而抑制腐蚀的发生。
阴极保护与牺牲阳极的配合使用
总结词
牺牲阳极是一种通过电化学反应产生电流，为阴极保护提供电源的辅助装置。 阴极保护与牺牲阳极的配合使用，可以实现自给自足的保护系统，降低维护成 本。
阴极保护培训实用教程课件PPT
阳极地床安装
阳极地床中的阳极材料采用的是高硅铸铁 阳极，具有性能稳定，介质实用性强，电流密 度宽，电化学性能好，腐蚀消耗小等优点。在 安装时采用20根阳极单列串联安装的方式。其 安装方向与管道成90度角。在连接各个阳极时 选用了16平方的铜芯屏蔽电缆。连接时采用液 压钳接的连接方式，将各个阳极串联在一根电 缆上，尽量减少电缆接头。有效保证了整个阳 极地床的接地电阻最小。
阴极保护基础培训
腐蚀定义
金属与环境介质间的物理化学相互作用，其结果使金属的 技术性能发生变化，并常可导致 金属、环境或由它们组成的作为 部分技术体系的功能受到的损伤。
腐蚀危害
美国1998年统计结果显示，1998年每够 总的腐蚀损失为2757亿美元，占国民经 济总值的4.9%。 中国1999年进行的咨询项目“中国工业 与自然环境腐蚀调查与对策”结果显示， 中国每年腐蚀总损失可达5000亿元以上， 约占国民经济总值的5%。
道道
绝缘 法兰
测试桩面板
连接恒电位仪
在测试桩安装完成，各项数据测试无 误后将阳极地床，参比电极及管道通电 点，分别连接到恒电位仪上。连接完毕 后，即可开启恒电位仪。此时由于管道 极化需要一定时间，因此不能马上测量 阴极保护的具体数值。
恒电位仪接线图
恒电位仪
负
正
极
极
阳极地床 参比电极
采四
绝缘
站内管线
埋地管道的腐蚀过程
当燃气管道埋设在土壤中时，土壤 成为一种良好的导电电解质。由于金属 管道内部的化学成分不均匀，管道不同 部位具有不同的自然电位。这样当管道 其表面防腐层出现破损点时，这不同破 损点处的金属在与土壤接触后就变成了 原电池的两个电极。这样就形成了腐蚀 电池反应。板
阴保系统运维护知识讲座专家课件PPT
缺点
1、需要外部电源； 2、对临近金属构筑物干扰大； 3、维护管理工作量大。
1、高电阻环境不宜使用； 2、保护电流几乎不可调； 3、覆盖层质量必须好； 4、投产调试工作复杂法，即通过施加外部 电源，对管道进行阴极极化而实施的电化学方法。
大；
c)牺牲阳极安装处和两组阳极的中间； d)电绝缘装置安装处； e)被保护管道与其他埋地管道的交叉处； f)电气化铁路和大型河流穿、跨越处； g)在交、直流电干扰区域内的管道应根据具体情况确定检
测点的位置和间距。
2、绝缘装置及接地电池
电绝缘和电连续性都是阴极保护体系必不可少的先决条件。管道应 与保护电池以外的任何金属结构实现电绝缘。
腐蚀是一种趋势。换句话说，大多数的金属处于热力 学不稳定性，具有寻求低能量状态的倾向，如氧化物或其 他化合物。
2、腐蚀的分类 1）按腐蚀环境分类
化学介质腐蚀、大气腐蚀、海水腐蚀、土壤腐蚀、杂散 电流腐蚀、细菌腐蚀、应力腐蚀、接触腐蚀等。
2）按腐蚀反应机理分类 化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀。
3）按腐蚀破坏的特征分类 全面腐蚀和局部腐蚀
阴极保护系统的维护讲座
前言
管道腐蚀问题遍及国民经济和国防建设的各个部门，大量 的管道、构件和阀门等因腐蚀而损坏报废，既给国民经济带 来巨大损失，也给生产和生活造成极大的困难。
腐蚀对经济建设、城镇燃气的安全供应以至居民生活是一 种极为重要的破坏因素，它给人类和社会环境带来巨大的经 济损失和社会危害。每年因腐蚀造成的直接损失约占国民生 产总值（GDP）的2%～4%。因腐蚀消耗的钢材为年产量的三 分之一。可见腐蚀而造成的损失相当的惊人。
完
谢谢观赏!
随着现代工业和科学技术的发展，腐蚀科学和腐蚀控制技 术在国民经济中所占地位也越来越重要。对埋地管线，已发 展出了各种涂覆层技术、阴极保护技术等。
阴极保护原理讲义PPT课件
2、瞬时断电电位与自然电位之差不得小于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－1.10VCSE。
阴极保护原理讲义
第一章 绪 论 第二章 阴极保护基本原理 第三章 阴极保护主要参数 第四章 阴极保护准则 第五章 牺牲阳极保护阳极材料 第六章 外加电流阴极保护阳极材料 第七章 辅助阳极的选择 第八章 恒电位仪操作规定 第九章 阴极保护参数的测量 第十章 阴极保护的运行管理 第十一章 阴极保护中的几个屏蔽问题 第十二章 阴极保护站常见故障处理
二、参比电极
为了对各种金属的电极电位进行比较，必须有一个公共的 参比电极。
饱和硫酸铜参比电极电极，其电极电位具有良好的重复性 和稳定性，构造简单，在阴极保护领域中得到广泛采用。
土壤中或浸水钢铁结构最小阴极保护电位（V）
被保护结构 钢铁（土壤或水中）
相对于不同参比电极的电位
饱和硫酸铜 参比电 极
氯化银 参比电极
高硅铸铁阳极：适用于各种环境介质如海水、淡水、咸 水、土壤中。当阳极电流通过时，在其表面会发生氧化， 形成一层薄的SiO2多孔保护膜，极耐酸，可阻止基体材 料的腐蚀，降低阳极的溶解速率，具有良好的导电性能。 除用于焦碳地床中以外，高硅铸铁阳极有时也可直接埋 在低电阻率土壤中。 高硅铸铁硬度很高，耐磨蚀和冲 刷作用，但不易机械加工，只能铸造成型，另外脆性大， 搬运和安装时易损坏。
由于此时没有外加电流从介质中流向被保护结构，所测电 道脱离，即，阴极剥离，不仅使防腐层失效，而且电能大量消耗，还可导致金属材料产生氢脆进而发生氢脆断裂。
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－1.10VCSE。
阴极保护原理讲义
第一章 绪 论 第二章 阴极保护基本原理 第三章 阴极保护主要参数 第四章 阴极保护准则 第五章 牺牲阳极保护阳极材料 第六章 外加电流阴极保护阳极材料 第七章 辅助阳极的选择 第八章 恒电位仪操作规定 第九章 阴极保护参数的测量 第十章 阴极保护的运行管理 第十一章 阴极保护中的几个屏蔽问题 第十二章 阴极保护站常见故障处理
二、参比电极
为了对各种金属的电极电位进行比较，必须有一个公共的 参比电极。
饱和硫酸铜参比电极电极，其电极电位具有良好的重复性 和稳定性，构造简单，在阴极保护领域中得到广泛采用。
土壤中或浸水钢铁结构最小阴极保护电位（V）
被保护结构 钢铁（土壤或水中）
相对于不同参比电极的电位
饱和硫酸铜 参比电 极
氯化银 参比电极
高硅铸铁阳极：适用于各种环境介质如海水、淡水、咸 水、土壤中。当阳极电流通过时，在其表面会发生氧化， 形成一层薄的SiO2多孔保护膜，极耐酸，可阻止基体材 料的腐蚀，降低阳极的溶解速率，具有良好的导电性能。 除用于焦碳地床中以外，高硅铸铁阳极有时也可直接埋 在低电阻率土壤中。 高硅铸铁硬度很高，耐磨蚀和冲 刷作用，但不易机械加工，只能铸造成型，另外脆性大， 搬运和安装时易损坏。
由于此时没有外加电流从介质中流向被保护结构，所测电 道脱离，即，阴极剥离，不仅使防腐层失效，而且电能大量消耗，还可导致金属材料产生氢脆进而发生氢脆断裂。
《阴极保护相关培训》课件
阴极保护系统的类型
牺牲阳极阴极保护
通过将一种更活泼的金属（如锌 、镁、铝等）作为阳极，与被保 护金属相连，从而向被保护金属 提供保护电流。
外加电流阴极保护
通过外部电源向被保护金属提供 保护电流。电源的正极与辅助阳 极相连，负极与被保护金属相连 。
阴极保护系统的安装与维护
安装
在安装阴极保护系统时，需要确保阳极、电解质溶液和参比电极的位置合理， 以便提供均匀的保护电流。同时，需要确保连接线路的阴极保护技术利用电化学原理，将被保护金属与电位更负的金属连接， 使被保护金属成为整个腐蚀电池的阴极，从而受到保护。常见的牺牲阳极材料包 括镁、锌、铝等。
外加电流阴极保护技术
总结词
通过外部电源提供电流，将被保护金属作为阴极，以防止其 腐蚀的技术。
详细描述
外加电流阴极保护技术通过外部电源提供电流，将被保护金 属强制作为整个腐蚀电池的阴极，从而防止其腐蚀。该技术 需要一个稳定的电源和适当的阳极材料（如石墨、铂等）来 提供电流。
阳极系统是阴极保护系统的核心部分 ，负责提供保护电流。阳极材料通常 选用高纯度、高导电性的金属或合金 ，如镀锌钢、铝合金等。
电解质溶液
参比电极
参比电极用于监测被保护金属的电位 ，以便调整保护电流的供给。常用的 参比电极有铜/硫酸铜电极、银/氯化 银电极等。
电解质溶液是连接阳极和被保护金属 的媒介，通常选用硫酸、氯化物等溶 液。
管道阴极保护案例
总结词
管道阴极保护案例主要涉及长距离输送管道的防腐保护，通过外加电流或牺牲阳极的方法，降低管道的腐蚀速率 。
详细描述
某石油公司采用外加电流阴极保护系统，对一条长距离输油管道进行保护。通过合理设计保护方案，有效降低了 管道的腐蚀速率，延长了管道使用寿命，保证了油品安全输送。
阴极保护培训讲义图文
THANKS
感谢观看
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
《阴极保护》课件
阴极保护的应用领域
1 油气管道
阴极保护可延长管道 的使用寿命，并减少 维修和更换的成本。
2 船舶和海洋设施
3 桥梁和建筑结构
海水中的腐蚀对船舶 和海洋设施构成威胁， 阴极保护可以防止腐 蚀的发生。
在恶劣的环境条件下， 如盐湖地区和工业区， 阴极保护可保施工
系统的运行状况。
阴极保护的未来发展趋势
随着技术的不断进步，阴极保护将在更多领域得到应用，如新能源设施、航 空航天和高速铁路等。
阴极保护的原理
阴极保护的原理是通过形成保护电流来抵消金属腐蚀过程中的阳极反应。这 可以通过使用阴极保护剂、阳极材料和外部电源等手段实现。
阴极保护的方法
牺牲阳极法
通过使用比被保护金属更容易腐蚀的金属 作为阳极，从而保护被保护金属。
印流法
通过施加外部电流，将被保护金属作为阴 极，从而抑制金属的腐蚀。
《阴极保护》PPT课件
欢迎来到《阴极保护》PPT课件！通过这个课件，您将了解阴极保护的定义、 原理、方法、应用领域、设计与施工、评估与监控以及未来发展趋势。
阴极保护的定义
阴极保护是一种用于保护金属表面免受腐蚀的技术。通过在金属表面施加电流，将其作为阴极， 从而抑制氧化反应和电子流动，减少或消除金属的腐蚀。
系统设计
阴极保护系统的设计要考虑金属类型、环境条 件和保护需求等因素。
施工步骤
施工包括表面处理、安装阴极保护装置和进行 系统测试等。
阴极保护的评估与监控
1
评估方法
通过测量金属腐蚀速率、阴极保护
监控技术
2
电位和电流密度等参数，评估阴极 保护系统的性能。
使用远程监控系统、故障报警和定
期检查等技术，持续监控阴极保护
阴极保护安装培训基础课件PPT
基本参数及性能： 柔性阳极外径：35mm； 最大输出电流密度：52mA/m。 阴极保护系统安装分为三步： （1）柔性阳极敷设； （2）参比电极安装； （3）防爆接线箱及恒电位仪安装。
➢柔性阳极敷设
柔性阳极敷设于储罐底板下500mm深粗砂垫层中，柔性阳极 预埋孔中心位于罐区地坪下500mm，共12个，采用4”PE管预 埋在储罐圈梁内。 柔性阳极敷设断面图：
阴极保护安装
第一节 阴极保护安装
阴极保护安装概述
储罐阴极保护采用柔性阳极阴极保护，柔性阳 极是整个阴极保护系统的核心部件，该系统安 装在储罐底板下500mm深粗砂层中，并连接到外 接电源的正极上，而储罐被保护体则连接到外 接电源的负极上，这样，就形成一个回路。通 电后，适量的阴极防护电流就可以通过导线均 匀分散到每一个部位，使储罐得到完整保护。
柔性阳极平面布置图：
1、柔性阳极敷设过程： （1）测量放线
（2）阳极沟开挖
（3）柔性阳极敷设
（4）柔性阳极预埋孔留头
（5）柔性阳极接头制作
剥离保护层
压接铜管
用砂纸打磨粗糙
2、参比电极安装过程： （1）参比电极敷设
开挖参比电极PE管管沟， 并敷
阴极保护PPT课件
高保护效果。
定期维护与检测
03
定期对阴极保护系统进行检查和维护，确保系统正常运行，延
长使用寿命。
降低成本与可持续发展的挑战
降低能耗优化阴极保护Fra bibliotek统的设计和运行，降低能耗，减少对环境的影响。
资源回收与再利用
研究阴极保护材料的回收和再利用技术，降低资源消耗和环境污 染。
政策支持与标准制定
推动政府出台相关政策，鼓励阴极保护技术的研发和应用，同时 制定相关标准，规范行业的发展。
排流保护法利用排流器将 干扰源与被保护金属进行 电气隔离，从而消除杂散 电流对阴极保护系统的影 响。排流器可以等效为一 个电阻，通过调整电阻值 可以控制排流量的大小。
排流保护法广泛应用于存 在杂散电流干扰的场合， 如电气化铁路、高压输电 线路等附近金属设施的保 护。
可以有效消除杂散电流对 阴极保护系统的影响。
硅基阳极
硅基阳极具有较好的电化 学性能和稳定性，可用于 强酸、强碱等腐蚀环境。
石墨阳极
石墨阳极价格低廉，导电 性好，但易受到氧化和高 温的影响。
电解质
硫酸盐
硫酸盐是常用的电解质之 一，具有较高的离子导电 性和稳定性。
氯化物
氯化物也是常用的电解质 之一，具有较低的离子导 电性和稳定性。
硝酸盐
硝酸盐具有较好的离子导 电性和稳定性，但易分解 产生氧气。
01 定义
02 工作原理
03 应用范围
04 优点
05 缺点
外加电流法是通过外加电 源的方式，将被保护金属 与电源负极相连，利用电 流通过电极反应使被保护 金属得到阴极极化的方法 。
外加电流法通过外加电源 提供电流，使被保护金属 得到阴极极化。电流的大 小和方向可以通过电源进 行控制，从而实现精确的 阴极保护。
阴极保护课件
11
阴极保护的基础知识
相同
对金
于属
饱的
和 硫 酸 铜 参
在 土 壤 中 的 腐
比蚀
电电
极位
不。
镁
-1.75 V
锌
-1.10 V
铝 35-H
-1.05 V
高精度钢、碳钢
-0.50 to
铸铁
-0. 80 V -0.50V
不锈钢 430 AISI (17% 铬) -0.57V
不锈钢 304 AISI (18% 铬,18% 镍)
4
阴极保护的基础知识
一、阴极保护的定义
通过外加电流或在被保护体上连接一个电位更负 的金属或合金作为阳极，从而使被保护体阴极极化， 消除或减轻金属的腐蚀叫做阴极保护。
5
阴极保护的基础知识
二、阴极保护原理
从电化学理论出发，阴极保护就是用外电流实现阴极 极化，使局部电池的阴极区域达到其阳极开路电位，表 面变成等电位腐蚀电流不再流动。
向偏移，导致金属腐蚀速率减小。当适当调整电流的
6
阴极保护的基础知识
大小并使其超过由阳极区释放的腐蚀电流时，将 会有净电流流入管线表面的这些区域 上，管线 的整个表面将是阴极，腐蚀速率被减小。防腐工 程师的主要工作就是决定将腐 蚀速率减小到可 以接受水平时所需的阴极保护电流的大小，为做 出正确决策，需要开展 腐蚀检测并参考权威的 阴极保护准则。
8
阴极保护的基础知识
1、牺牲阳极阴极保护技术
牺牲阳极阴极保护技术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。
•
•
a－腐蚀电池；b－阴极保护；A－阳极；
阴极保护的基础知识
相同
对金
于属
饱的
和 硫 酸 铜 参
在 土 壤 中 的 腐
比蚀
电电
极位
不。
镁
-1.75 V
锌
-1.10 V
铝 35-H
-1.05 V
高精度钢、碳钢
-0.50 to
铸铁
-0. 80 V -0.50V
不锈钢 430 AISI (17% 铬) -0.57V
不锈钢 304 AISI (18% 铬,18% 镍)
4
阴极保护的基础知识
一、阴极保护的定义
通过外加电流或在被保护体上连接一个电位更负 的金属或合金作为阳极，从而使被保护体阴极极化， 消除或减轻金属的腐蚀叫做阴极保护。
5
阴极保护的基础知识
二、阴极保护原理
从电化学理论出发，阴极保护就是用外电流实现阴极 极化，使局部电池的阴极区域达到其阳极开路电位，表 面变成等电位腐蚀电流不再流动。
向偏移，导致金属腐蚀速率减小。当适当调整电流的
6
阴极保护的基础知识
大小并使其超过由阳极区释放的腐蚀电流时，将 会有净电流流入管线表面的这些区域 上，管线 的整个表面将是阴极，腐蚀速率被减小。防腐工 程师的主要工作就是决定将腐 蚀速率减小到可 以接受水平时所需的阴极保护电流的大小，为做 出正确决策，需要开展 腐蚀检测并参考权威的 阴极保护准则。
8
阴极保护的基础知识
1、牺牲阳极阴极保护技术
牺牲阳极阴极保护技术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。
•
•
a－腐蚀电池；b－阴极保护；A－阳极；
《阴极保护工程介绍》课件
牺牲阳极阴极保护是通过电化学 反应，使阳极金属逐渐溶解，释 放出的电流对被保护的金属进行 阴极保护的方法。
原理
牺牲阳极阴极保护利用了不同金 属在电化学反应中的电位差异， 使阳极金属发生氧化反应，释放 电流，从而抑制被保护金属的腐 蚀。
应用范围
牺牲阳极阴极保护适用于土壤、 淡水和海水等环境中的管道、储 罐、结构物等金属设施的保护。
被保护结构的腐蚀速率应小于预设的腐蚀 速率值。
评估实例
某管道阴极保护工程
通过电阻测量法和保护电位法评估， 得出保护率为95%，电位处于保护电 位范围内，评估结果为优秀。
某储罐阴极保护工程
通过极化电阻法和腐蚀速率法评估， 得出极化电阻大于预设值，腐蚀速率 小于预设值，评估结果为良好。
THANK YOU
03
阴极保护系统设计
设计原则
01
安全性原则
确保阴极保护系统在运行过程中不 会对设备或人员造成伤害。
环保性原则
设计时应考虑减少对环境的影响， 优先选择环保材料和工艺。
03
02
经济性原则
在满足保护效果的前提下，尽可能 降低成本。
可维护性原则
系统设计计步骤
需求分析
设备质量
选用质量可靠、性能稳定的阴 极保护设备。
环境因素
考虑环境因素对阴极保护效果 的影响，如土壤湿度、温度等 。
施工规范
遵循相关施工规范和标准，确 保施工质量。
维护与检测
日常巡检
定期对阴极保护系统进行巡检，检查设备运 行状况。
故障处理
发现故障时及时处理，确保系统正常运行。
定期检测
使用专业检测设备对阴极保护效果进行检测 ，确保保护效果达标。
排流保护
定义
原理
牺牲阳极阴极保护利用了不同金 属在电化学反应中的电位差异， 使阳极金属发生氧化反应，释放 电流，从而抑制被保护金属的腐 蚀。
应用范围
牺牲阳极阴极保护适用于土壤、 淡水和海水等环境中的管道、储 罐、结构物等金属设施的保护。
被保护结构的腐蚀速率应小于预设的腐蚀 速率值。
评估实例
某管道阴极保护工程
通过电阻测量法和保护电位法评估， 得出保护率为95%，电位处于保护电 位范围内，评估结果为优秀。
某储罐阴极保护工程
通过极化电阻法和腐蚀速率法评估， 得出极化电阻大于预设值，腐蚀速率 小于预设值，评估结果为良好。
THANK YOU
03
阴极保护系统设计
设计原则
01
安全性原则
确保阴极保护系统在运行过程中不 会对设备或人员造成伤害。
环保性原则
设计时应考虑减少对环境的影响， 优先选择环保材料和工艺。
03
02
经济性原则
在满足保护效果的前提下，尽可能 降低成本。
可维护性原则
系统设计计步骤
需求分析
设备质量
选用质量可靠、性能稳定的阴 极保护设备。
环境因素
考虑环境因素对阴极保护效果 的影响，如土壤湿度、温度等 。
施工规范
遵循相关施工规范和标准，确 保施工质量。
维护与检测
日常巡检
定期对阴极保护系统进行巡检，检查设备运 行状况。
故障处理
发现故障时及时处理，确保系统正常运行。
定期检测
使用专业检测设备对阴极保护效果进行检测 ，确保保护效果达标。
排流保护
定义
《阴极保护原理》课件
排流保护法
适用范围
适用于存在杂散电流干扰的金属结构的阴极保 护。
优点
可以有效消除杂散电流对阴极保护系统的影响 。
缺点
需要额外安装排流设备，可能影响原有阴极保护系统的正常运行。
04
阴极保护效果评估
电位测试
总结词
通过测量金属的电位判断其是否处于保护状 态。
详细描述
电位测试是评估阴极保护效果的重要手段之 一。通过测量被保护金属的电位，可以判断 其是否处于保护状态。正常情况下，被保护 金属的电位应该处于稳定的保护电位范围内 ，如果电位偏离这个范围，说明阴极保护效 果不佳，需要调整保护参数。
阳极安装
阳极应安装在被保护的管 道或设备附近，确保电流 传输的有效性。
阳极消耗
阳极材料在发生氧化反应 时会逐渐消耗，需要定期 检查和更换。
阴极系统
阴极材料
通常采用钢材、铸铁等金 属材料作为阴极。
阴极涂层
在阴极表面涂覆绝缘层， 防止电流流失，提高保护 效率。
阴极连接
确保阴极与被保护管道或 设备之间的连接电阻足够 小，保证电流传输效果。
案例总结
阴极保护在油气管线防腐中具 有重要作用，能够延长管道使
用寿命，降低维护成本。
船舶阴极保护案例
案例概述
船舶长期处于水环境中，船体 容易受到腐蚀。
阴极保护原理应用
通过在船体上施加外加电流或 牺牲阳极，使船体成为原电池 的阴极，从而减缓腐蚀。
案例分析
某大型货船采用外加电流阴极 保护，有效降低了船体的腐蚀 速率，提高了航行的安全性。
阴极保护的原理
当向金属提供阴极电流时，金属的电 位负移，从而使其成为原电池中的阴 极，避免了腐蚀的发生。
阴极保护的原理基于电化学反应，通 过改变金属的电位来抑制腐蚀反应的 进行。
最新-阴极保护原理-PPT课件
在阴极保护中，提出阴极保护电位值并不是越负越有 利于金属的防护，而应有一个绝对值最大的负电位值，称之 为最大保护电位。
一些涂料耐负电压的性能
涂料种类
耐阴极保护电压 (V)
油性 涂料
-0.88
沥青系涂 料
-1.20
环氧沥青 涂料
-1.50
环氧系涂料 （3层pe）
-1.30— -1.5
三层PE防腐层
采用聚乙烯对钢管进行防腐，是近年来逐步推广开来 的一种钢管防腐技术。聚乙烯涂层的主要特点是： • 防腐性能极佳，可耐受在自然环境下存在的各种腐蚀 ； • 具有较高的质价比； • 绝缘性能极好，而且在干燥条件下与长期浸水条件下 电性能基本不变，可有效的防止杂散电流引起的电化 学腐蚀；
2.3.2 特点
一、强制电流
特点：必须有常年供电的直流电源和长寿命辅助阳极地床
1、优点 A: 驱动电压高，能够灵活地在较宽的范围内控制阴极保护电流 输出量； B: 在恶劣的腐蚀条件下或高电阻率的环境中也适用； C: 选用不溶性或微溶性辅助阳极时，可进行长期的阴极保护； D: 每支辅助阳极床的保护范围大，当管道防腐层质量良好时， 一个阴极保护站的保护范围可达数十公里； E: 对裸露或防腐层质量较差的管道也能达到完全的阴极保护
三层PE结构示意图
第三章 腐蚀发生的不同类型
第四章 阴保系统构成
2、强制电流阴极保护系统示意图
本规程主要面向日常操作、管理和维护，简要说明了IHF数控高频开关恒电位仪及 YHS-1控制柜常用操作方法和注意事项，可以作为日常使用及管理维护的依据，详
细的使用方法请参阅恒电位仪及控制柜的使用说明书。
第一章 腐蚀原理
腐蚀原理
1.1 腐蚀是什么？
腐蚀的定义：腐蚀是金属与周围介质发生化学、电化学反应导致金属破坏 的过程。
一些涂料耐负电压的性能
涂料种类
耐阴极保护电压 (V)
油性 涂料
-0.88
沥青系涂 料
-1.20
环氧沥青 涂料
-1.50
环氧系涂料 （3层pe）
-1.30— -1.5
三层PE防腐层
采用聚乙烯对钢管进行防腐，是近年来逐步推广开来 的一种钢管防腐技术。聚乙烯涂层的主要特点是： • 防腐性能极佳，可耐受在自然环境下存在的各种腐蚀 ； • 具有较高的质价比； • 绝缘性能极好，而且在干燥条件下与长期浸水条件下 电性能基本不变，可有效的防止杂散电流引起的电化 学腐蚀；
2.3.2 特点
一、强制电流
特点：必须有常年供电的直流电源和长寿命辅助阳极地床
1、优点 A: 驱动电压高，能够灵活地在较宽的范围内控制阴极保护电流 输出量； B: 在恶劣的腐蚀条件下或高电阻率的环境中也适用； C: 选用不溶性或微溶性辅助阳极时，可进行长期的阴极保护； D: 每支辅助阳极床的保护范围大，当管道防腐层质量良好时， 一个阴极保护站的保护范围可达数十公里； E: 对裸露或防腐层质量较差的管道也能达到完全的阴极保护
三层PE结构示意图
第三章 腐蚀发生的不同类型
第四章 阴保系统构成
2、强制电流阴极保护系统示意图
本规程主要面向日常操作、管理和维护，简要说明了IHF数控高频开关恒电位仪及 YHS-1控制柜常用操作方法和注意事项，可以作为日常使用及管理维护的依据，详
细的使用方法请参阅恒电位仪及控制柜的使用说明书。
第一章 腐蚀原理
腐蚀原理
1.1 腐蚀是什么？
腐蚀的定义：腐蚀是金属与周围介质发生化学、电化学反应导致金属破坏 的过程。
详解管道阴极保护原理ppt课件
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• 应用无污染的热源将钢管加热至合适的涂敷温度， 环氧粉末涂料均匀地涂敷到钢管表面；胶粘剂的 涂敷必须在环氧粉末胶化过程中进行；聚乙烯层 的涂敷可采用纵向挤出工艺或侧向缠绕工艺。公 称直径大于5OOmm的钢管，宜采用侧向缠绕工艺。 采用侧向缠绕工艺时，应确保搭接部分的聚乙烯 及焊缝两侧的聚乙烯完全辊压密实，并防止压伤 聚乙烯层表面;采用纵向挤出工艺时，焊缝两侧不 应出现空洞。聚乙烯层涂敷后，确保熔结环氧涂 层固化完全，然后用水冷却至钢管温度不高于 60℃。
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• (4)修补
• 在FBE管道上发现缺陷时，应先清除掉缺陷 部位的所有锈斑、鳞屑、裂纹、污垢和其 他杂质及松脱的涂层；将缺陷部位打磨成 粗糙面， 用干燥的布或刷子将灰尘清除干 净，用双组分液体环氧树脂涂料进行局部 修补。
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• 4、聚乙烯防腐层
• （1）防腐层结构
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• 对大于30mm的损伤，先除去损伤部位的污 物，将该处的聚乙烯层打毛，并将损伤处的 聚乙烯层修切成圆形，边缘应倒成钝角。在 孔洞部位填满与补伤片配套的胶粘剂，贴上 补伤片。最后，在修补处包覆一条热收缩带， 包覆宽度应比补伤片的两边至少各大50mm。
• 补伤时也可以先清理表面，然后用双组分液 态环氧涂料防腐，干膜厚度与主体管道相同， 然后贴上补伤片或再加热收缩带。
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二、腐蚀的分类
• 腐蚀按材料的类型可分为金属腐蚀和非金 属腐蚀，就腐蚀破坏的形态分类，可分为 全面腐蚀和局部腐蚀。全面腐蚀是一种常 见的腐蚀形态，包括均匀的全面和不均匀 全面腐蚀。按腐蚀的机理可分为化学腐蚀 和电化学腐蚀。
• 金属管道常见的腐蚀按其作用原理可分为 化学腐蚀和电化学腐蚀两种。
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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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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。
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 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
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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3
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。
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。
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。
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11
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。
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。
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。
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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12
⑸牺牲阳极维护管理
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。
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2
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。
②相对Байду номын сангаас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）
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。
阴极保护系统维护
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1
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。
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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13
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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牺牲阳极（组）输出电流测量接线图
数字万用表
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8
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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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。
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 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
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。
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。
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。
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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。
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。
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。
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
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。
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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。
②相对Байду номын сангаас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）
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。
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。
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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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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牺牲阳极（组）输出电流测量接线图
数字万用表
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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