管道阴极保护效果检测

管道阴极保护效果检测

作者：河南中拓石油管道

1 电位测量

电位测量目的

电位测量是阴极保护系统测量祁监控中的主要手段。根据电位测量的结果，可以了解阴极保护工程所处介质的腐蚀性，验证牺牲阳极的质量+确定被保护结构的保护状况，检测出保护不良的部位，测量杂散电流通过的部位，以及判断对相邻结构干扰的程度。

阴极保护系统的电位测量可分为开路电位测量，牺牲阳极工作电位铡量，保护电位测量和杂散电流干扰下的电位测量。

2 开路电位测量

开路电位指金属构筑物未加阴极保护时的电位，即自然腐蚀电位。根据开路电位测量结果可了解介质的腐蚀性。例如，未加阴极保护的管／地电位l坝I量是衡量土壤腐蚀性的一个参数。表1给出钢管对地电位与土壤腐蚀性的关系。对牺牲阳极来说，开路电位指其在介质中的自然腐蚀电位。对各种不同的阳极材料，开路电位值都有严格的规定。阴极保护要求牺牲阳极有足够负的开路电位，若测量结果达不到，说明该阳极材料的质量有问题。

表1 钢管对地电位与土壤囊蚀性[1钢管对地电位．-V(vs Cu／CuSO

) 土壤腐蚀

4

性等级

3 工作电位测量

工作电位又称闭路电位，指牺牲阳极在介质中与被保护结构连接在一起时的电位。牺牲阳极要有足够负的闭路电位，这样可以在工作状态下与被保护结构之间有一定的电位差，输出必要的阴极保护电流。特别是在电阻率较高的介质中，例如土壤或淡水中，足够的电位差是必不可少的。所以，在阴极保护中牺牲阳极必须要有足够负的电位，为此，要求牺牲阳极是一类不容易极化的电极材料。

4 保护电位测量

保护电位指被保护结构在施加阴极保护后的电位，是判断阴极保护程度的一个重要参数。根据阴极保护原理，测量的保护电位应是纯极化电位，不应含有介质IR降。为了保证电位测量的可靠性，测量所用的电压表应是高电阻的。

四杂散电流干扰下的电位测量

杂散电流指设计的或规定昀回路以外流动的电流。杂散电流一旦流入埋地(或水下)金属体，再从它流出，进入大地或水中并在电流流出部位发生局部腐蚀。埋地金属管道深受杂散电流腐蚀的危害，常常造成泄漏事故。可通过管／地电位测量来判断是否受到杂散电流的干扰。我国标准中规定：

1）当管／地电位由自然电位向正方向变化20mV时，为存在干扰；

2)当管／地电位由自然腐蚀电位向正方向变化1OOmV时，必须采取防护措施，英国标准也作出了类似的规定：在被杂散电流干扰的结构物任何部位，电位困干扰作而向正方向变化的最大值应不超过20mV，大地中若存在大量的杂散电流，必然会引起大地电位梯度的变化．可根据其变化值大小来判断管道受到干扰的程度。我国行业标准规定，管道附近的土壤中电位梯度大于0．5mV／m 时认为有干扰的可能．当大于2．5mV／m时，应考虑采取防护措施。

1 电位测量仪器

2 测量仪表

测量仪表应具有满足测试要求的显示速度，同时还应具有携带方便、耗电少、坚固耐震等特点、并应按国家有关规定进行定期校验。为了提高测试精度，宜选用数字式仪表。直流电压表选用有以下原则：

(1)电压表的内阻应≥100kfl／V；

(2)电压表的灵敏度应小于被测电压值的5 ；

(3)电压表准确度应不低于2．5级

在现场测量中经常采用数字式万用表或数字电压表。为了对电位进行监控，数字式多通道数据记录装置正用于大型恒电位仪上。

3 参比电极

测量用参比电极应具有下列特点!长期使用时电位稳定，重现性好，不易极化，寿命长，并有一定的机械强度。参比电极种类很多，常用的有铜／硫酸铜，银／氯化银和锌电极。铜／硫酸铜参比电极最适用于土壤环境，银／氯化银参比电极

则宜优先用于水中，而锌电极既可用于土壤中又可用于水中。

4 管道电位测试

管地电位测量的3种意义：

测量方法有：地表参比法、近参比法和滑动参比法。常用测量方法是地表参比法。地表参比法的测试要点是将参比电极放在地下金属构筑物顶部比较潮湿的地面上，并确保参比电极和土壤电接触良好，用从地下金属构筑物上引出地面的测试导线和参比电极引线同时接入高阻电压表，直接读取数据。

电位测量中要注意的问题：土壤的IR降；参比电极的精度、内阻和测量流过的电流。

5 消除土壤IR降检测

IR降是指电流在介质中流动所形成的电阻压降，在电位测量中IR降是有害成份，应予去除。

消除IR降可采用（1）瞬间断电法：AMP-1型智能电极电位测量仪是采用现代微电子技术，结合断电测量技术和曲线拟合数学处理方法，消除电化学介质中IR 降对电极电位测量的影响。

测试方法：

1)将阴极保护电位测试探头置于被测管线正上方，并使探头与较湿的土壤充分接触；

2)将探头与主机相连，将主机1号接线柱与被测体充分连接，保证其各端

子连接良好；

，等数据稳定后，在显示电位数值状态

3)通电开机，观察未断电电位值U

下，按下断电测量钮，显示断电电位即为管线实际保护电位；

4)记录并处理数据。

（2）CIPS测量：对于投入阴极保护的管道,对管道保护电位异常段进行密间距电位的测量，绘制测量管段的消除及未消除IR降的电位曲线图，并进一步分析受干扰较严重的部位。

测量方法：测试时通过偏转旋钮的调整使测试表的指针在任何一次脉冲时都能在测试表的刻度范围内摆动。而测试电极应保持与管道的轴线平行。每两个测试桩

做为一个测试间隔区，在调查每个测试间隔区时，调查应在每个与管道具有永久的电连接处开始和结束。在沿着管道每个与管道电连接的测试桩处，开始CIPS 一系列的在“开”和“关”电流中断模式下的电位测量。这些测试的目的是为了使获得去除在衰减过程的正确的电位值.