管道阴极保护评价..

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2. 牺牲阳极电位、电流测试
牺牲阳极输出电流
标准电阻法
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2. 牺牲阳极电位、电流测试
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2. 牺牲阳极电位、电流测试
牺牲阳极输出电流
直测法
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3. 阳极接地电阻
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1. 管地电位测试
断电电位
断电电位测量接线同自然电位的接线。 将电压表调至适宜的量程上，读取数据，读数应在通/断 电 0.5s 之后进行。 记录管道对电解质的通电电位和断电电位以及相对于硫酸 铜电极的极性。
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2. 强制电流阴极保护系统故障分析
施加电压正常，电流小但不为零。 阳极或地床破坏； 地床干燥或阳极露出水面； 土壤环境中，阳极地床的“气阻”； 阳极接头断开； 阴极引线断开。 施加电压、电流偏大。 变压比例不合适。
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牺牲阳极输出电流
标准电阻法 标准电阻的两个电流接线柱分别接到管道和牺牲阳极的接 线柱上，两个电位接线柱分别接数字万用表，并将数字万 用表置于DC电压最低量程。 接入导线的总长不大于 1m，截面积不宜小于 2.5mm2。 标准电阻的阻值宜为 0.1Ω ，准确度为 0.02 级；
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1. 管地电位测试
近参比法 当土壤IR降较大时，推 荐采用近参比法。 沿管顶方向，距测试桩 1m范围内挖一个安放参 比电极的探坑，将参比 电极置于距管壁3～5cm 处。
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1. 管地电位测试
自然电位
测量前，应确认管道是处于没有施加阴极保护的状态下。 对已实施过阴极保护的管道宜在完全断电 24h 后进行。 将电压表调至适宜的量程上，读取数据，作好管地电位值 及极性记录，注明该电位值的名称。
CIPS测量简图
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1. 管地电位测试
密间隔电位 在所有电流能流入测量区间的阴极保护直流电源处安装电 流同步断续器，并设置在合理的周期性通/断循环状态下 同步运行，同步误差小于 0.1s。典型的循环时间：通电 12s，断电 3s。 设置为 CIPS 测量模式，设置与同步断续器保持同步运行 的相同的通/断循环时间，并设置合理的断电电位测量延 迟时间，典型的延迟时间设置宜为 50~100ms。
1. 管地电位测试
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1. 管地电位测试
密间隔电位 密间隔电位测量（CIPS）适用于对管道阴极保护系统的有 效性进行全面评价的测试。本方法可测得管道沿线的通电 电位（Von）和断电电位（Voff）。
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CIPS测量简图
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2. 强制电流阴极保护系统故障分析
通电后，构筑物/电解质电位变正。 这是正、负极接反了，必须立即更正，否则将会造成 被保护体快速电解腐蚀，危险性极大。 施加电压正常，电流为零。 阴、阳极引线断开，或阳极完全失效。 施加电压、电流偏小。 变压比例不合适； 变压、整流器故障； 供电系统故障。
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二、阴极保护参数测试
1. 管地电位测试 2. 牺牲阳极电位、电流测试
3. 阳极接地电阻
4. 绝缘法兰绝缘性能测试
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1. 管地电位测试
地表参比法 CSE放在管道顶上 方潮湿土壤，保证与 土壤接触良好。
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1. 管地电位测试
密间隔电位
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2. 牺牲阳极电位、电流测试
牺牲阳极开路电位 测量前，应断开牺牲阳极与管道的连接。 测量中，将数字万用表的正极与牺牲阳极连接，负极与硫 酸铜电极连接。 将硫酸铜电极放置在牺牲阳极埋设位置正上方的潮湿土壤 上，应保证硫酸铜电极底部与土壤接触良好。 将数字万用表调至适宜的量程上，读取数据，作好电位值 及极性记录，注明该电位值的名称。 测量完成后将牺牲阳极与管道恢复连通。
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2. 强制电流阴极保护系统故障分析
施加的电压、电流正常，但构筑物/电解质电位负移不够 电连接点断开或接头电阻过大； 测试点处土壤干燥或土壤充气过多； 环境去极化作用过强，或水中含氧量增大； 绝缘故障，与其他构筑物短路； 金属构筑物的屏蔽作用； 相邻阴极保护装置失效； 防腐覆盖层老化或损坏。
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4. 绝缘法兰绝缘性能测试
PCM漏电率检测法 已建成的管道上的绝缘接头（法兰），可用管道电流测 绘系统（PCM）测量漏电率，判断绝缘性能。
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4. 绝缘法兰绝缘性能测试
PCM漏电率检测法
断开保护侧阴极保护电源。 按 PCM 操作步骤，用 PCM 发射机在保护侧接近绝缘接头 （法兰）处向管道输入电流 I。 在保护侧电流输入点外侧，用PCM接收机测量并记录该侧 管道电流I1。 在非保护侧用PCM接收机测量并记录该侧管道电流I2。
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2. 强制电流阴极保护系统故障分析
施加的电压、电流正常，但构筑物/电解质电位负得不正 常 在远端电连续性跨接断开； 调试之后，电解质的充气降低； 电解质流速降低； 干扰跨接断开。 施加的电压、电流正常，但构筑物/电解质电位波动 杂散电流干扰。
当相邻两个安放点测试的管地电位相差小于 2.5mV 时， 参比电极不再往远方移动，取最远处的管地电位值作为该 测试点的管道对远方大地的电位值。
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2. 牺牲阳极电位、电流测试
牺牲阳极闭路电位
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2. 牺牲阳极电位、电流测试
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一、管道阴极保护评价指标
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一、管道阴极保护评价指标
4. 保护电位 管道阴极保护电位应为-850mV（CSE）或更负。 阴极保护状态下管道的极限保护电位不能比-1200mV更负。 对高强度钢和耐蚀合金钢，如马氏体不锈钢，双相不锈钢 等，极限保护电位则要根据实际析氢电位来确定。其保护 电位应比-850mV（VSE）稍正，但在-650mV至-750mV的电 位范围内，管道处于高pH值SCC的敏感区，应予注意。
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1. 管地电位测试
密间隔电位 从测试桩开始，沿管线管顶地表以密间隔（一般是 1~3m） 逐次移动硫酸铜电极，每移动探杖一次就采集并记录存储 一组通电电位（Von）和一组断电电位（Voff）。 同时应使用米尺线轴、GPS坐标测量或其它方法，测量硫 酸铜电极安放处沿管线的距离，应对管道通电电位（Von） 和断电电位（Voff）异常位置处作好标志与记录。
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1. 管地电位测试
通电电位 本方法适用于施加阴极保护电流时，管道对电解质电位的 测量。本方法测得的电位是极化电位与回路中所有电压降 的和。 测量前，应确认阴极保护运行正常，管道已充分极化。
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1. 管地电位测试
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4. 绝缘法兰绝缘性能测试
电位法
已建成的管道上 的绝缘接头（法兰）， 当阴极保护可以运行 时，可用电位法判断 其绝缘性能。
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4. 绝缘法兰绝缘性能测试
电位法 在对被保护管道通电之前，用数字万用表测试绝缘接头 （法兰）非保护侧a的管地电位Va1； 保持硫酸铜电极位置不变，对保护管道通电，并使保护侧 b点的管地电位Vb达到-0.85V～-1.20V之间，测试a点的管 地电位Va2。 若Va2与Va1基本相同，认为绝缘法兰绝缘性能良好； 若Va2>Va1，且Va2接近Vb的数值，则一般认为绝缘法兰绝缘 性能很差。
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主讲：寇 杰
中国石油大学（华东）储运工程系
管道阴极保护评价
一、管道阴极保护评价指标
二、管道阴极保护参数测试 三、管道阴极保护故障分析 四、阴极保护系统维护周期
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管道阴极保护评价
一、管道阴极保护评价指标
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管道阴极保护评价
一、管道阴极保护评价指标
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4. 绝缘法兰绝缘性能测试
PCM漏电率检测法
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管道阴极保护评价 三、阴极保护故障分析
1. 牺牲阳极阴极保护故障分析
2. 强制电流阴极保护故障分析
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1. 牺牲阳极阴极保护故障分析
阳极输出电流减小，达不到保护电位 阳极消耗掉，可能需要更换； 阳极/阴极的连接断开； 阳极/导线接头断开； 阴极/导线接头断开； 阳极周围土壤干燥； 环境污染对阳极性能的影响。
在土壤电阻率较均匀地区， d13取2L，d12取L； 在土壤电阻率不均匀的地 区，d13取3L，d12取1.7L 在测试过程中，电位极沿辅助阳极与电流极的连线移动三 次，每次移动的距离为d13的5%左右，若三次测试值接近， 取其平均值作为辅助阳极接地电阻值；若测试值不接近， 将电位极往电流极方向移动，直至测试值接近为止。但d13 不得小于40m，d12不得小于20m。
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管道阴极保护评价
一、管道阴极保护评价指标


在厌氧菌或SRB及其他有害菌土壤环境中，管道阴极保护 电位应为-950mV（CSE）或更负。 在土壤电阻率100 Ω ·m至1000 Ω ·m环境中的管道， 阴极保护电位宜负于-750mV（CSE）；在土壤电阻率ρ 大 于1000 Ω ·m的环境中的管道，阴极保护电位宜负于650mV（CSE）。 当上述准则难以达到时，可采用阴极极化或去极化电位差 大于100mV的判据。
断电电位 消除了由保护电流所引起的IR降后的管道保护电位。对有 直流杂散电流或保护电流不能同步中断的管道本方法不适 用。 测量之前，确认阴极保护正常运行，管道充分极化。 测量时，在所有电流能流入测量区间的阴极保护电源处安 装电流同步断续器，并设置在合理的周期性通/断循环状 态下同步运行，同步误差小于 0.1s。典型的通/断周期设 置为：通电 12s，断电 3s。
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管道阴极保护评价
1. 牺牲阳极阴极保护故障分析
阳极体腐蚀不严重，但阳极已不能工作。可能的原因为， 阳极成分不合理，在工作环境中造成钝化所致，影响因素 有温度、含盐类型等。 阳极体局部腐蚀严重，造成阳极体断裂。可能的原因是阳 极合金化不均匀，造成局部腐蚀。 未达设计寿命，阳极失效。可能的原因为，阳极杂质含量 高，阳极效率降低。 在交流电干扰状态下，有时阳极会发生极性逆转，管理中 ，如有交流干扰要严密监视。
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管道阴极保护评价
2. 牺牲阳极电位、电流测试
牺牲阳极开路电位
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管道阴极保护评价
2. 牺牲阳极电位、电流测试
牺牲阳极闭路电位 将硫酸铜电极朝远离牺牲阳极的方向逐次安放在地表上， 第一个安放点距管道测试点不小于 20m，以后逐次移动 5m。 将数字万用表调至适宜的量程上，读取数据，作好电位值 和极性记录。
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管道阴极保护评价
1. 牺牲阳极阴极保护故障分析
阳极输出电流增大，但保护构筑物电位极化不上去 被保护构筑物所需电流过大，阳极输出的电流远小于所需 电流； 被保护体与相邻金属构筑物有电连接； 环境改变引起迅速去极化或者水的含氧量增大； 绝缘装置失效； 覆盖层老化或破坏。