阴极保护准则
城镇燃气阴极保护 标准
城镇燃气阴极保护标准以下是对城镇燃气阴极保护标准的详细介绍：一、概述城镇燃气阴极保护是一种用于防止地下燃气管道腐蚀的电化学保护技术。
其基本原理是通过对燃气管道施加阴极电流，使管道成为原电池的阴极，从而防止金属腐蚀的发生。
这种保护方法可以有效延长燃气管道的使用寿命，确保燃气的安全供应。
二、标准范围城镇燃气阴极保护标准适用于城镇燃气管网的阴极保护设计和施工，包括燃气输配管网、调压站、阀门井等设施。
标准规定了阴极保护系统的设计、施工、检测和维护等方面的技术要求，以确保燃气管道的安全运行。
三、标准主要内容1. 设计和施工要求：标准规定了阴极保护系统的设计原则和施工要求，包括对管道腐蚀状况的评估、阴极保护方案的制定、材料的选择和施工工艺等。
要求设计者根据实际情况选择合适的阴极保护方案，确保施工质量。
2. 检测和维护要求：标准规定了阴极保护系统的检测和维护要求，包括对管道电位的测量、电流密度的检测、阳极材料的检查和维护等。
要求检测和维护人员具备相应的专业知识和技能，及时发现和处理问题，确保阴极保护系统的正常运行。
3. 安全要求：标准规定了阴极保护系统的安全要求，包括对电流大小的控制、阳极材料的选型和安装、电缆的连接和绝缘等。
要求相关人员遵守安全操作规程，确保人身安全和设备安全。
4. 验收要求：标准规定了阴极保护系统的验收要求，包括对管道电位测量、电流密度检测、阳极材料检查等方面的验收。
要求验收人员具备相应的专业知识和技能，确保阴极保护系统的质量和效果达到预期要求。
四、应用实例在某市燃气公司的燃气管网中，由于部分管道处于腐蚀环境，公司采用了阴极保护技术对其进行保护。
在设计阶段，技术人员对管道进行了腐蚀状况评估，选择了合适的阴极保护方案，并选择了高质量的材料和施工队伍。
在施工过程中，技术人员对施工进行了严格的监督和检查，确保施工质量符合要求。
在运行阶段，公司定期对阴极保护系统进行检测和维护，及时发现和处理问题，确保系统的正常运行。
国家标准阴极保护技术条件
国家标准《阴极保护技术条件》编制说明中国工业防腐蚀技术协会厦门易亮科技有限公司1.工作简况1.1阴极保护技术的发展和编制标准的意义我国每年因腐蚀问题直接损失已超过1.5万亿元，造成的间接损失就更高，其中1/4的腐蚀问题可通过改善防腐措施避免，使损失下降20%~30%。
腐蚀与防护是跨行业、跨部门带有共性科学技术，因它不直接创造经济效益，不太引人注意。
在大规模经济建设高潮时期，应特别关注基础设施的腐蚀与防护，投入少量的腐蚀防护系统的建设成本，可换取维修成本和间接损失的大幅度下降。
腐蚀要从源头抓起，形成腐蚀与防护法规，把腐蚀控制工程和管理纳入法制轨道，以预防为主。
决不能靠放松腐蚀控制的方法降低成本，因为这样一来，腐蚀损失至少增加20%~50%。
美国早在1971年规定，该年8月1日前己运行的地下管道要补加阴极保护，后续建设的要配套涂层与阴极保护；又规定，1998年以前对己建300万座地下储罐也要追加阴极保护。
美、日、前苏工业法规：禁止未加阴极保护而只有防护涂层的管道使用。
目前发达国家正以能源效率、资源效率和环境效率的大幅度提高作为他们的战略目标。
1995年，美国每年腐蚀损失3000亿美元，相当于4%~5%GNP；2002年，腐蚀损失5520亿美元，由于从设计到维修普及了合适的耐蚀材料和合宜的防腐措施，使腐蚀损失对GNP的占比由4.9%下降为4.2%。
我国在十一五规划中特别强调以科学发展观带动各项事业的发展，节约能源、资源、改善环境作为今后工作的出发点，搞好防腐工作是我们今后刻不容缓的重大任务。
目前我国有部分行业制订了相应的阴极保护设计规范，但还没有对阴极保护系统进行全面规定的国家标准，存在规范多、执行困难等问题。
本标准不违背安全法规，并且不宜用来违反保护人员、环境和设备的基本要求。
在任何情况下，构筑物的阴极保护设计应综合满足由国家及地方权威机构发布的所有相关法规、标准的要求。
本标准的编制旨在为阴极保护设计施工及材料生产提供宽泛的指导。
阴极保护原理
阴极保护原理•相关推荐阴极保护原理一、金属的阴极保护1金属的腐蚀金属有许多优良的性质，例如导电性、导热性、强度、韧性、可塑性、耐磨性、可铸造性等。
金属材料至今依然是最重要的结构材料，广泛应用于生产、生活和科技工作的各个方面。
金属制品在生产和使用的过程中，受到各种损坏，例如，机械磨损、生物性破坏、腐蚀等。
１.1、金属腐蚀的定义金属的腐蚀是金属在环境的作用下所引起的破坏或变质。
金属的腐蚀还有其他的表述。
所谓环境是指和金属接触的物质。
例如自然存在的大气、海水、淡水、土壤等，以及生产生活用的原材料和产品。
由于这些物质和金属发生化学作用或电化学作用引起金属的腐蚀，在许多功能情况下还同时存在机械力、射线、电流、生物等的作用。
金属发生腐蚀的部分，由单质变成化合物，至使生锈、开裂、穿孔、变脆等。
因此，在绝大多数的情况下，金属腐蚀的过程是冶金的逆过程。
1.２、金属腐蚀的分类有多种分类方法。
（１）按腐蚀过程的分，主要有化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学腐蚀是金属和环境介质直接发生化学作用而产生的损坏，在腐蚀过程中没有电流产生。
例如金属在高温的空气中或氯气中的腐蚀，非电解质对金属的腐蚀等。
引起金属化学腐蚀的介质不能导电。
电化学腐蚀是金属在电解质溶液中发生电化学作用而引起的损坏，在腐蚀过程中有电流产生。
引起电化学腐蚀的介质都能导电。
例如，金属在酸、碱、盐、土壤、海水等介质中的腐蚀。
电化学腐蚀与化学腐蚀的主要区别在于它可以分解为两个相互独立而又同时进行的阴极过程和阳极过程，而化学腐蚀没有这个特点。
电化学腐蚀比化学腐蚀更为常见和普遍。
（２）按金属腐蚀破坏的形态和腐蚀区的分布，分为全面腐蚀和局部腐蚀。
全面腐蚀，是指腐蚀分布于整个金属的表面。
全面腐蚀有各处的腐蚀程度相同的均匀腐蚀；也有不同腐蚀区腐蚀程度不同的非均匀腐蚀。
在用酸洗液清洗钢铁、铝设备时发生的腐蚀一般属于均匀腐蚀。
而腐蚀主要集中在金属表面的某些区域称为局部腐蚀。
尽管此种腐蚀的腐蚀量不大，但是由于其局部腐蚀速度很大，可造成设备的严重破坏，甚至爆炸，因此，其危害更大。
阴极保护电位准则的调试和实际应用
阴极保护电位准则的调试和实际应用阴极保护电位准则的调试和实际应用阴极防腐系统投入运行后要对保护电流进行调节，是所有测量桩上通电电位Uein≤Us﹣0.30V，并在保护范围内。
无IR降的电位，按管道防腐层的状况和电解质的特性，从自腐蚀电位开始仅慢慢地负移。
在较短的馈电时间内不可能也不需要达到Uaus=Us水平。
反复调整阴极保护电流，是所有测试桩上的电位都达到保护准则Uaus=Us，并且必须消除土壤和但水中的IR降。
一般来说，断电电位的测定可用于此目的。
若在个别上不能实现公式中Uaus的准则，则阴极保护是不完全的。
但是，根据自然腐蚀电位的负移，腐蚀速度仍然可减小、当Uein≤Us时，由腐蚀电池形成的危险便可消除。
阴极保护电位准则的调试和实际应用阴极防腐系统投入运行后要对保护电流进行调节，是所有测量桩上通电电位Uein≤Us﹣0.30V，并在保护范围内。
无IR降的电位，按管道防腐层的状况和电解质的特性，从自腐蚀电位开始仅慢慢地负移。
在较短的馈电时间内不可能也不需要达到Uaus=Us水平。
反复调整阴极保护电流，是所有测试桩上的电位都达到保护准则Uaus=Us，并且必须消除土壤和但水中的IR降。
一般来说，断电电位的测定可用于此目的。
若在个别上不能实现公式中Uaus的准则，则阴极保护是不完全的。
但是，根据自然腐蚀电位的负移，腐蚀速度仍然可减小、当Uein≤Us时，由腐蚀电池形成的危险便可消除。
阴极保护电位准则的调试和实际应用阴极防腐系统投入运行后要对保护电流进行调节，是所有测量桩上通电电位Uein≤Us﹣0.30V，并在保护范围内。
无IR降的电位，按管道防腐层的状况和电解质的特性，从自腐蚀电位开始仅慢慢地负移。
在较短的馈电时间内不可能也不需要达到Uaus=Us水平。
反复调整阴极保护电流，是所有测试桩上的电位都达到保护准则Uaus=Us，并且必须消除土壤和但水中的IR降。
一般来说，断电电位的测定可用于此目的。
阴极保护
阴极保护1、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。
2、阴极保护的原理当外加的电子来不及与电解质溶液中的某些物质起作用时，就在金属表面聚积起来，导致阴极表面金属电极电位向负方向移动，即产生阴极极化。
3、阴极保护的方法（1）牺牲阳极保护法1）、要有足够的负电位，且很稳定；2）、工作中阳极极化要小，溶解均匀，产生易脱落；3）、阳极必须具有高的电流效率，即实际电容量和理论电容量之比要大；4）、电化当量要高，即单位重量的电容量要大；5）、腐蚀产物无互、无污染环境；6）、材料来源要广、加工容易，价格便宜；7）、在一般情况下，牺牲阳极提供的电流是有限的，牺牲阳极阴极保护一般都用在所需保护电流较小的声合（通常小于1A）及土壤电阻率较低（通常小于1000欧·厘米）采用适量阴级就可以获得所需保护电流的地方。
同样管道钢材和牺牲阳极金属之间的驱动电压也是有限的，因此阳极和土壤之间的接触电阻必须很低以使阳极输出足够的电流。
这也就意味着牺牲阳极通常用低电阴率土壤中常用的牺牲阳极有镁（mg.-1.6v）阳极和锌（2n.-1.1v）阳极。
（2）强制电流保护法定义：用外部的直流电源作阴极保护的极化电源，将电源的负极接到管道（被保护体）上，电源的正极接辅助阳极，在电流的作用下，使管道发生阴极极化，实现阴极保护。
（3）排流保护定义：当有杂散电流存在时，可通过排流实现对管道的阴极极化，这时杂散电流就形成了阴极保护的电流。
4、阴极保护原理（另释）在腐蚀原电池的阴极区，金属不断的失去电子，以离子的形式进入电解质液，即位于阳极区的金属不断的腐蚀。
管道的阴极保护就是利用外加电流对管道进行阴极极化，使管道成为阴极区，从而受到保护。
a图将被保护的金属管道与电源的负极相连，把辅助的阳极接引电源的正极，便管道成为阴极，这种阴极保护的方法称为强制电流阴极保护。
阴极保护主要参数及准则
阴极保护主要参数与阴极保护准则内容：1、自然电位自然电位是金属埋入土壤后，在无外部电流影响时的对地电位。
自然电位随着金属结构的材质、表面状况和土质状况，含水量等因素不同而异，一般有涂层埋地管道的自然电位在-0.4～0.7VCSE之间，在雨季土壤湿润时，自然电位会偏负，一般取平均值-0.55V。
2、最小保护电位金属达到完全保护所需要的最低电位值。
一般认为，金属在电解质溶液中，极化电位达到阳极区的开路电位时，就达到了完全保护。
3、最大保护电位如前所述，保护电位不是愈低愈好，是有限度的，过低的保护电位会造成管道防腐层漏点处大量析出氢气，造成涂层与管道脱离，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，所以必须将电位控制在比析氢电位稍高的电位值，此电位称为最大保护电位，超过最大保护电位时称为"过保护"。
4、最小保护电流密度使金属腐蚀下降到最低程度或停止时所需要的保护电流密度，称作最小保护电流密度，其常用单位为mA/m2表示。
处于土壤中的裸露金属，最小保护电流密度一般取10mA/m2。
5、瞬时断电电位在断掉被保护结构的外加电源或牺牲阳极0.2—0.5秒中之内读取得结构对地电位。
由于此时没有外加电流从介质中流向被保护结构，所以，所测电位为结构的实际极化电位，不含IR降（介质中的电压降）。
由于在断开被保护结构阴极保护系统时，结构对地电位受电感影响，会有一个正向脉冲，所以，应选取0.2—0.5秒之内的电位读数。
为了便于实际应用，通过多年的实践与研究，得出了以下几个判断结构是否得到充分保护得判断准则。
1、NACERP0169建议“在通电的情况下，埋地钢铁结构最小保护电位为-0.85VCSE或更负，在有硫酸盐还原菌存在的情况下，最小保护电位为-0.95VCSE，该电位不含土壤中电压降（IR降）”。
实际测量时，应根据瞬时断电电位进行判断。
目前流行的通电电位测量方法简便易行，但对测量中IR降的含量没有给予足够重视。
阴极保护的准则
时间：2005-7-4 16:01:24美国腐蚀工程师协会（NACE）在《埋地和水下金属管道外防腐推荐规范》RP-0l-69（1983年修订）的标准中,对阴极保护准则做了如下的规定,并已被世界各国采用20多年。
（一）对于在天然水和土壤中的钢和铸铁构筑物的阴极保护的要求。
1.测得构筑物表面和接触电介质的饱和硫酸铜参比电极间的阴极电压,至少0.85V,这一电压是在施加阴极保护电流情况下测得的。
2.通电情况下产生的最小负电位值较自然电位负移至少300mV。
此电位差是在构筑物与电介质接触的稳定参比电极间测得的。
3.在中断保护电流情况下,立即测得的时阴极极化电位较自然电位在负方向上的偏移值,应大于l00mV。
4.钢和铸铁构筑物相对土壤的负电位至少和原先建立的logI曲线的塔菲尔曲线的初始负电位点一样。
5.所有电流均为从土壤电解质流向钢和铸铁构筑物。
以上NACE标准使用最为普遍的是前三条。
这是因为这三条都是以电位为参数，这在阴极保护工程系统的水平评估和衡量中,使用方便。
而后两项是电流密度和电流为参数,使用起来有诸多不便、因此很少使用。
70年代末和80年代有关“IR”降的国际、国内的大讨论，又引发了对阴极保护准则的争议。
讨论主要围绕RP-01-69的五项指标。
基本观点在于NACE和联邦法规在已使用的几十年中，已成功的控制了管道的腐蚀。
（二）对阴极保护的“IR”降和与阴极保护电位标准做大量的研究与调查工作。
1.-0.85V/CSE准则应是极化电位值,应消除了土壤介质中的“IR”降成分。
2.-l00mV极化电位准则是更科学、更准确于-300mV准则。
3.E-logI准则是最小电流密度的准则，使用不方便。
4.净电流的阴极保护准则实际中无法应用应予取消。
德国腐蚀专家经大量研究工作,在近一万公里的管道上进行了每五公尺一个测量数据的详细调查,耗费650万美元。
在1985年的DIN30676标准中,对钢铁阴极保护准则作了下列规定,见表1。
阴极保护应用技术
阴极保护应用技术(1)阴极爱护的基本参数最小爱护电流密度和最小爱护电位是衡量阴极爱护是否达到完全爱护的两个基本参数。
外加阴极电流强度越大，被爱护金属的腐蚀速度就越小，使金属停止腐蚀。
亦即达到完全爱护时所需的最小电流值称为最小爱护电流密度，此时的电位称为最小爱护电位。
由于在实际工作条件下，往往很难直接测量被爱护金属表面的电流密度，因此常以测定金属在所处介质中的电位值来评定其爱护程度。
最小爱护电流密度和最小爱护电位都通过试验确定。
它们与被爱护金属的种类、表面状态以及腐蚀介质的性质、浓度、温度、运动状况等因素有关。
(2)阴极爱护设计要点及原则设计要点：①确定合理的爱护度。
阴极爱护的爱护效果以爱护度Z表示：<imgborder=“0”src=“/UploadFiles/201200/20 1210/Manage/201210111038347762.jpg”width=“4 50”/式中Z——爱护度；V1——未爱护前金属的腐蚀速率；V2一—爱护后金属的腐蚀速率。
一般阴极爱护的效果随外加阴极电流的增大而增高，但并非按比例提高；当电流密度增大到肯定程度后，再连续增加电流密度还会降低爱护度。
如图5-3-7，碳钢在静止海水中，当i保=2mA/dm2时，已接近完全爱护，假如将爱护电流密度增大到62mA/dm2以上，则爱护度反而有所下降，这种现象称为“过爱护”。
产生“过爱护”不仅铺张电，而且还会使被爱护金属表面因发生析氢，导致钢材“氢脆”；所以采纳阴极爱护时，并非任何场合都要求达到完全爱护，其爱护度应依据被爱护设备使用寿命与常常性消耗费(电能或护屏的消耗)等进行综合经济核算后确定。
<imgborder=“0”src=“/UploadFiles/201200/20121 0/Manage/201210111038340997.jpg”width=“450”/②阳极材料的选择。
就护屏爱护来说，阳极材料对爱护效果的影响往往是起打算性作用的因素。
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阴极保护准则
阴极保护准则是用来判断金属构筑物是否达到充分有效保护的判据标准。
保护电位EP，是腐蚀速率小于0.01mm/a时的金属对电解质电位。
这一腐蚀速率足够小，以至于在设计寿命内不会发生腐蚀破坏。
阴极保护的准则为E≤EP 某种金属的保护电位一定程度上取决于腐蚀环境，但主要取决于所用的金属类型。
保护电位准则仅适用于金属构筑物/电解质界面处的电位，即不含介质IR降的电位。
有些金属在很负的电位下可能受到腐蚀破坏。
对于这些金属，保护电位不应比极限临界电位E1更负。
在这种情况下：E1≤E≤EP
目前普遍认可的阴极保护准则有三种，分别是通电电位-850mV准则、极化电位-850mV准则和100mV极化值准则。
1、通电电位-850mV准则
该准则是在施加阴极保护时阴极电位至少为-850mV，这个电位是相对于电解质接触铜/饱和硫酸铜参比电极测得的。
为了准确地分析电压测量结果，必须考虑除去构筑物-电解质界面之外的那些电压降。
这种方法简单易行，但目前对测量IR降的影响没有引起足够的重视，其结果是很多被认为阴极保护良好的金属构筑物发生腐蚀穿孔。
尽管通行的管地电位测量方法尽管简便省事，但所测得的电位并不是管道的真实保护电位，而是含有相当大IR降成分在其内，只有断电电位通常才是管道真实的保护电位。
有效的方法是实际测量几个点的IR降，保护电位按0.85+IR 降来确定。
IR降可以通过通电电位减去瞬时断电电位来获得。
对于最大保护电位的确定也应以断电电位为准，只要管道断电电位不超过标准要求，通电点电位
再大也不会引起氢致破坏。
综上所述，通电电位-0.85V(CSE)准则的最大优点是：
1、简单方便，省工省事。
2、所需测量时间最少。
缺点：
1、测得的电位值含有金属构筑物/电解质界面以外的所有电压降。
2、在解释准则的有效性时，应考虑到电压降问题。
2. 极化电位-850mV准则
本项准则指的当构筑物相对于铜/饱和硫酸铜参比电极的极化电位至少为-850mV时，就能达到充分保护。
极化电位的含义是构筑物/电解质界面上的电位，它是腐蚀电位与阴极极化值之和。
本准则主要应用于可以切断直流电源的带涂层的构筑物。
对于输气管线而言，切断所有的电源、牺牲阳极等是极为困难的。
因此，该准则的优缺点都很突出。
与其他方法相比，极化电位-0.85 V(CSE)准则的优点是：
1、已消除由保护电流所引起的电压降误差；
2、主要适用于可以切断直流电源的带涂层的构筑物。
缺点：
1、需要设备多，且费工费事；
2、如果有杂散电流，或牺牲阳极与构筑物直接相连、或存在外部强制电流设备并且不能被中断的话，其结果有很大的不确定性；
3、受测量方法、测量季节、测试点的变化，以及构筑物表面涂层状况、
大地电流效应、介质条件的影响等，也存在误差问题。
3、100mV极化值准则。
本准则规定当构筑物表面与稳定参比电极之间的最小阴极极化值达到100mV 时，便可认为达到充分保护。
极化值可通过测量极化形成或衰减来测得。
在测量之前，应确认阴极保护正常运行，构筑物已充分极化。
测量时，对测量区间有影响的阴极保护电源应安装电流同步中断器，同步中断所有阴极保护电流。
采用极化形成法测量是在施加阴极保护之前，先测量金属构筑物的自然腐蚀电位，然后施加阴极保护电流，待构筑物充分极化后，进行断电电位测量。
然后比较断电电位和自然电位，如果电位差超过100mV，那么便满足了本准则的要求。
采用极化衰减法测量是首先断开保护电流，可立即测得金属构筑物的瞬间断电电位，此后持续测量到的是金属构筑物的去极化电位。
该瞬间断电电位和去极化电位之差值就是实际极化值。
只要去极化达到了100mV，即可满足极化值准则要求。
但不一定要求去极化电位完全回复到自然电位。
100mV极化值准则不仅可以用于钢质和铸铁构筑物，也可用于铝质、铜质构筑物，以及混凝土中的钢筋。
与其他方法相比，100mV极化值准则的优点是：
1、裸管或涂覆层很差的管道特别适用；
2、在腐蚀电位非常低（例如，500mV或更负）和/或达到负850mV极化电位准则所需的电流非常大的情况下，该方法是非常有效的。
3、以减小对涂覆层的破坏，避免产生氢脆。
缺点：
1、需测量时间长、费用高；
2、如果有杂散电流、或牺牲阳极与构筑物直接相连、或存在外部强制电流设备并且不能被中断的话，很难测得理想结果，或者说测量结果无法分析；
3不能用于高温条件下、SRB的土壤中存在杂散电流干扰及异种金属电连接的构筑物。
除以上准则外，尚有净保护电流准则和300mV电位偏移准则等。
净保护电流准则，是在预先确定的放电点处测量从电解质流向金属构筑物表面的净保护电流，就可认为达到阴极保护。
其腐蚀活性点的测定，可采用密间隔电位测试法(CIPS)。
此项技术最适用于裸管。
通常不适用于多条管道处于同一通道、电解质电阻率较高、管道埋设较深、大直径的管道、杂散电流区域或与其他埋地构筑物没有绝缘的管道。
300mV电位偏移准则，是以金属构筑物的自然电位为基准，再将电位负移300mV为最小保护电位。
该准则在有些情况下似乎是可行的，但在有些情况下，是不可采用的。
因为电位偏移含有IR降引起的误差。
这项准则在早期版本RP 0169中曾提出，目前国内外的标准中都已不再使用。
为了保证阴极保护准则执行准确，这些年来，国内外发布的标准规范中，对通电电位-0.85V(CSE)准则、极化电-0.85V(CSE)准则及100mV极化值准则的测量方法进一步细化、并做了注释说明。
例如，国外标准BS EN 12954: 2001、ISO 15589-2003和NACE SP 0169--2007等；国内标准CJJ 95-2003、GB/T 21447-2008、GB/T 21448--2008和GB 50393-2008等。
其中GB/T 21448与NACE SP 0169相比，更便于理解和操作。
国标不仅给出了埋地钢质管道阴
极保护的最小保护电位，而且给出了最大保护电位。