管道陰極保護基本知識

10管道陰極保護根本學問內容提要：陰極保護系統(tǒng)治理學問陰極保護系統(tǒng)測試方法恒電位儀的根本操作一、陰保護系統(tǒng)治理學問〔一〕陰極保護的原理的電解質發(fā)生反響、從原子變成離子的過程稱為腐蝕。每種金屬浸在肯定的介質中都有肯定的電位,〔自然電位，腐蝕電位可表示金屬失去電子的相對難易。腐蝕電位愈負愈簡潔失去電子,我們稱失去電子的部位為陽極區(qū)，得到電子的部位為陰極區(qū)。陽極區(qū)由于〔如鐵原子失去電子而變成鐵離子溶入土壤電子受到保護。保護。1、犧牲陽極法〔即犧牲陽極相連，使被保護體極化以降低腐蝕速率的方法。故此稱之為“犧牲”陽極，從而實現(xiàn)了對陰極的被保護金屬體的防護，如圖1—3。-1.75V；高鈍鋅，其電位為-1.1V；工業(yè)純鋁，其電位為-0.8V〔相對于飽和硫酸銅參比電極。2、強制電流法〔外加電流法〕1-4示。1-4恒電位方式示意圖因此，關心陽極本身存在消耗。面積大的長距離、大口徑管道。筑物干擾影響小，適用于短距離、小口徑、分散的管道。〔二〕外加電流陰極保護系統(tǒng)的組成IHF系列數(shù)控高頻開關恒電位儀，它的主要作用是向管道輸出保護電流。2、陽極地床：由假設干支關心陽極〔高硅鑄鐵〕組成，通過關心陽極把保護學腐蝕)，電流再由管道流入電源負極形成一個回路，這一回路形成了一個電解患病腐蝕，或是四周電解質被氧化。陰保站的電能60式、場所的選擇,對減小電阻節(jié)約電能是至關重要的。珠三角管道的陽極地床關心3Ω〔設計要求〕，陽極地床與503、參比電極：為了對各種金屬的電極電位進展比較，必需有一個公共的參參比電極、鋅電極等。用是將陰極保護電流限制在兩個陰極保護站之間的管道上。550×100mm果。6、測試樁：為了檢測維護管道的陰極保護系統(tǒng)，在管道沿線設置電流及電5測試樁每個套管處設置一個；絕緣接頭電位測試樁每一絕緣處設一個?！踩酬帢O保護的根本參數(shù)最小保護電流密度電流密度。小。最小保護電位值，稱之為最小保護電位。保護的重要參數(shù)。試驗測定在土壤中的最小保護電位為－0.85V〔相對飽和硫酸銅參比電極。最大保護電位下管道的防腐層不受到破壞。此電位值就是最大保護電位。最大保護電位值的大小通過試驗確定。一般?。?.5〔CSE。將使被保護管道的防腐絕緣層與管道金屬外表的粘接力受到破壞，產生陰極剝形成能量鋪張。〔四〕陰極保護投入前的預備和驗收1、陰極保護投入前對被保護管道的檢查管道對地絕緣的檢查：從陰極保護的原理介紹,已得知沒有絕緣就沒有保護項絕緣措施正確無誤。應檢查管道的絕緣接頭的絕緣性能是否正常；管道沿線用埋地檢漏儀檢測，修補后回填。2、對陰極保護施工質量的驗收的要求，各種接地設施是否完成，并符合圖紙設計要求。對陰極保護的站外設施的選材、施工是否與設計全都。對通電點、測接正極，管道匯流點接負極，嚴禁電極接反。圖紙、設計資料齊全完備。〔五〕陰極保護投入運行的調試1、組織人員測定全線管道自然電位、土壤電阻率、陽極地床接地電阻，同2、陰極保護站投入運行依據恒電位儀的操作程序給管道送電，使電位保持在-1.20伏左右，待管道陰極極化一段時間(四小時以上)定值，連續(xù)給管道送電使其完全極化(24小時以上)。再重復第一次測試全線陰極保護電位指標為止。3、保護電位的掌握各站通電點電位的掌握數(shù)值,應能保證相鄰兩站間的管段保護電位到達-0.85伏，同時各站通電點最負電位不允許超過規(guī)定數(shù)值。調整通電點電位時，管道上相鄰陰極保護站間加強聯(lián)系，保證各站通電點電位均衡。4、當管道全線到達最小陰極保護電位指標后，投運操作完畢，各陰極保護站進入正常連續(xù)工作階段?！擦酬帢O保護站的日常維護治理1、恒電位儀的巡檢和維護。1)9：0021：00電流、保護電位數(shù)值,與前次記錄(或值班記錄)比照是否有變化，假設不一樣應查找緣由，實行相應措施使管道全線到達陰極保護。2〕1日對恒電位儀進展切換使用。改用備用的儀器時，應即時進展一次觀測和修理，覺察儀器故障應準時檢修，保證供電。維護內容：緣由再更換。好，接頭是否結實。10歐姆，在雷雨季節(jié)要留意防雷。搞好站內設備的清潔衛(wèi)生，留意保持室內枯燥，通電良好，防止儀器過熱。2、參比電極的維護。的輸出數(shù)值，覺察特別可檢查參比電極井是否枯槁，影響儀器正常工作。3、陽極地床的維護。道所需保護電流時，應當更換陽極地床或進展修理，以減小接地電阻。4、測試樁的維護。100千歐，用萬用表測量，假設小于此值應檢查接線柱與外套鋼管有無接地，假設有則需更換或修理。測試樁應每年定期刷漆和編號。傳教育工作。5、絕緣接頭的維護。作鑒別。如有漏電狀況應實行相應措施。6、陰極保護系統(tǒng)的治理目標〔主要掌握指標〕100％；管道總長－未達有效陰極保護管道長保護率=─────────────────×100％管道總長運行率〔開機率〕大于98％；全年小時數(shù)－全年停機小時數(shù)開機率=──────────────×100％全年小時數(shù)85％；G1/S1－G2/S2保護度=─────────×100％G1/S1式中：G1——未施加陰極保護檢查片的失重量，g；S1——未施加陰極保護檢查片的暴露面積，cm2；G2——施加陰極保護檢查片的失重量，g；S2——施加陰極保護檢查片的暴露面積，cm2；0.5%時為－0.95V或更負〔IR降的影響?！财摺酬帢O保護系統(tǒng)常見故障的分析1、保護管道絕緣不良，漏電故障的危害在陰極保護站投入運行，或犧牲陽極保護投產一段時間后，消滅了在規(guī)定的通電點電位下,輸出電流增大，管道保護距離卻縮短的現(xiàn)象，或者在犧牲陽極接地故障使得被保護管道的陰極保護電流流入非保護金屬體，在兩管道的“短接”處形成“漏電點”,這就會造成陰極保護電流的增大，陰極保護電源的過負荷和陰極保護引起的干擾。推斷陽極地床連接電纜斷路時可承受：測輸出電流,將恒電位儀開啟，在恒電位儀陽極輸出端串上一電流表，假設電流為零，則說明有斷路現(xiàn)象。將恒電位儀機后陽極輸出線斷開，接入臨時地床或其它接地裝置，假設有應設置接線用水泥井或標志。2、造成管道漏電的緣由施工不當，穿插管道間距不合標準，即當兩條管道一條為陰極保護的管道，另一條為未保護的管道穿插時，施工要求應保持管道間的垂直凈距不小于述規(guī)定去做，那么管道埋設一段時間后，在土壤應力的作用下,管道相互可能搭接在一起，會造成絕緣層破損，金屬與金屬的相連形成漏電點。絕緣接頭失效或漏電，絕緣接頭質量欠佳，在使用一段時間后絕緣零件不再具有絕緣性能。從上述緣由看,漏電點只可能發(fā)生在保護管道與非保護管道的穿插點，或保護,點。3、漏電點的查找利用查找管道絕緣層破損點，從而確定管道的漏電點或短接點的方法。此方法首先將脈沖信號送到被測管道上,假設管道防腐絕緣層良好,流入管道的兩個參比電極在管道正上方探測行走時,，是目前國際上公認的檢漏方法(DCVG)?？衫脺y定管內電流大小的方法查找漏電點。在無分支的陰極保護管道,,IR壓降法或者補償法(詳見有關說明)測定管內電流，再通過比較各點電流的大小來確定漏電點的電位。,則可通過在絕緣接頭兩側管段上,分別測量管地電位，假設保護側為保護電位，非保護的對地電位,頭漏電。測定流過絕緣接頭的電流,端一側，能測出電流則法蘭漏電；假設測不出電流絕緣接頭不漏電。近間距電位測量法CIPS1—2米測量一次管地電位,可以準確的檢測出沒有得到保護的管段。4、陽極接地故障陰極保護另一常見故障是由陽極接地引起的。陽極接地電阻與陽極地床的設計與施工質量親熱相關?！皟鐾痢皶龟枠O地床電阻增加幾倍至十幾倍,“氣阻“也會使陽極地床電阻增加。當陽極使用一段時間后,也會由于腐蝕嚴峻,外表溶解,而保護電流下處的腐蝕與斷路，使陰極保護電流斷路而無法輸入給管道。〔八〕陰極保護中的幾個屏蔽問題當管道四周有絕緣層或金屬構造存在時,會影響陰極保護電流的流淌,使電流的屏蔽也是一個重要緣由。金屬構造對管道的屏蔽1、管道穿越大路、鐵路以及河流時套管的屏蔽在管道穿越大路、鐵路以及河流時,常常需要將輸油管放在金屬套管中，以對管道進展附加保護,并認為,發(fā)生：輸送管與套管完全絕緣,套管與輸送管的環(huán)型空間內沒有電解液存在，在這種狀況下陰極保護電流被完全屏蔽,但輸送管僅受大氣腐蝕。,,此時陰極,在這種狀況下輸送管以及套管的外壁會得到陰極保護,而套管的內壁由于排放電流而加快腐蝕。套管與輸送管短路,,陰極保護電流沿套管通過接觸點返回到輸送管,此時,假設套管與輸送管之間有電解液,輸送管將發(fā)生嚴峻腐蝕,即使沒有電解液,假設套管防腐層較差,也會泄漏大量電流,使套管四周的一段管道得不到充分保護。因此,在設計中應當盡量避開承受套管,而靠提高輸送管的壁厚來提高強度.在必需使用套管的狀況下,應實行必要的密封措施,防止電解液進入,并保證套管與輸送管的絕緣。2、固定墩鋼筋的屏蔽當固定墩內的鋼筋與輸送管發(fā)生意外接觸時,其影響相當于一個短路的套管，陰極保護電流通過鋼筋并通過接觸點返回管道。盡管鋼筋之間存在間隙,但,.因此,在設計中應減小鋼筋與套管短路的可能性，在施工中也要常常檢測鋼筋與輸送管的電阻。絕緣體對管道的屏蔽,而且絕緣,,陰極保護電流可以通過絕緣體與管道之間的空隙到達管道外表,事實是假設該空隙之間布滿電解液,電阻率很小,這種看法是正確的。通過對“管中管”的腐蝕狀況進展調查覺察,假設防水層破壞,水分進入保溫層,假設水分充分,管道會得到陰極保護,一般不會發(fā)生腐蝕，如長期處于水下的管道。假設僅有少量的水分進入管道,則在漏點兩側〔2-3倍間隙的距離以外〕一般會發(fā)生較嚴峻的腐蝕。另外,假設管道四周有其他絕緣體或巖石存在,也會影響電流的流淌,對管道的保護電流起到屏蔽作用。因此,當管道通過巖石地帶時,應實行措施,如：承受柔性陽極或帶狀陽極,保證陰極保護電流順當?shù)牡竭_管道外表。二、陰極保護系統(tǒng)測試方法1、恒電位儀設備運行狀況測試測試內容：輸出電壓、輸出電流、給定電位、長效參比電極狀態(tài)。測試儀器：數(shù)字萬用表〔2Cu/CuSO〔2、電工工具〔14套〕測試方法：檢查陰極保護恒電位儀設備的型號、制造廠商、出廠日期、規(guī)格等。記錄恒電位儀電壓表和電流表的數(shù)值，計算出設備的輸出功率?！步o定電位〕推斷長效參比電極狀態(tài)。2、陰極保護站強制電流陰極保護關心陽極地床測試測試內容：陽極地床接地電阻1×1.5mm測試方法：測試接線示意圖見圖1。在土壤電阻率較均勻的地區(qū)，d2取2L，d1L；在土壤電阻率不均勻的地區(qū)，d23L，d11.7L。在測試過程中，電位極沿關心陽極與電流極的連線移動三次，每次移動的距離為d25%左右，假設位極往電流極方向移動，直至測試值接近為止。LZC-8陽極地床電位極電流極d1d2LZC-8陽極地床電位極電流極d1d2圖1關心陽極接地電阻測試接線示意圖3、絕緣接頭的絕緣性能測試測試內容：絕緣接頭〔接頭〕絕緣性能

電極〔1支、電工工具4測試方法：已安裝到管道上的絕緣接頭〔接頭，可用電位法推斷其絕緣性V〔接頭〕非保護側a的管地電位Va1；調整陰極保護電源，使側b點的管地電位Vb到達-0.85~-1.50aVa2Va1Va2〔接頭〔接頭足夠遠，接頭〔接頭〕的絕緣性能很差〔嚴峻漏電或短路。陽極地床陽極地床E絕緣接頭管道abCSEV22電位法測試接線示意圖4、管地電位測試測試內容：管道保護電位、自然電位測試儀器：數(shù)字萬用表、標準Cu/CuSO4

電極〔1支、銅芯絕緣軟線(截面積mm2)、電工工具〔1、測量用鍔魚夾〔2〕71mVVCSE管道圖圖7地表參比法測試接線示意圖測試樁電位的方法。其電位一般為-0.4V~-0.6V。試樁電位的方法。其電位應在-0.85V~-1.5V。間歇供電管道電位測試：在陰極保護設備向管道供電12秒、停3秒的狀況下，在停3秒期間，用硫酸銅參比電極測沿線測試樁電位的方法。其斷點電位應在-0.85V~-1.15V。5、管道沿線管內電流測試測試內容：管內電流、測量用鍔魚夾〔2〕測試方法：a、bLab，1%3ab兩點間的電壓降。在干擾區(qū)內測試宜承受數(shù)字萬用表。②abV.π〔D-δ〕δabI=ρLab式中I-ab〔A〕；V-ab〔V〕abD-管道外徑〔mm〕δ-管道壁厚〔mm〕ρ-管材電阻率〔Ω.mm2/m〕，0.166.L-ab〔m〕。ab測試樁+測試樁+-地面UJ-33aa管道bL3電壓降法測試接線示意圖6、雜散電流干擾測試溝通干擾測試內容：管道溝通干擾電壓〔1〕銅芯1.0mm2)、電工工具〔1、測量用鍔魚夾〔2〕測試方法：按圖5進展接線測試。電容V電容V測試樁金屬電極管道>10m5管道溝通干擾電壓測試接線示意圖直流干擾測試