阴保
阴极保护_精品文档
阴极保护引言：阴极保护是一种常用的金属腐蚀防护方法，主要应用于金属设备、管道、船舶和建筑等领域。
通过采取适当的措施，将金属材料的电位移到更负的方向，从而减少金属材料的腐蚀速度。
本文将介绍阴极保护的原理、应用领域、常用方法以及一些优缺点。
一、阴极保护的原理阴极保护是基于金属腐蚀的电化学原理而实施的一种防护方法。
金属腐蚀是指金属在水、空气、土壤等介质中，受到氧化或其他化学物质作用而逐渐破坏的过程。
通过施加外加电源，将金属材料的电位移向更负的方向，实施阴极保护，可以有效地减缓金属的腐蚀过程。
具体而言，阴极保护主要包括两种方式：1) 通过阴极电流的施加，在结构表面形成一个足够厚度的电子屏蔽，从而降低腐蚀的速率；2) 通过阳极材料的提供，以消耗环境中的氧气而达到抑制腐蚀的效果。
二、阴极保护的应用领域阴极保护广泛应用于金属设备、管道、船舶和建筑等领域，并且有着重要的经济和社会效益。
以下是几个常见的应用领域：1. 管道防腐阴极保护在石油、天然气、水泥、化工等行业中广泛应用于管道防腐。
通过在管道表面施加电流，降低金属管道的腐蚀速率，延长其使用寿命。
这种方法具有效果明显、使用方便等优点，已被广泛采用。
2. 船舶防腐船舶在海域中长时间暴露于水中，容易受到海洋环境的腐蚀。
阴极保护在船舶上的应用可以有效地减缓腐蚀速度，延长船舶的使用寿命。
通过在船体附近安装阴极保护系统，将船体电位负化，以减少腐蚀。
3. 油罐防腐石油储罐是石油储存和运输的重要设施，经常接触到腐蚀性介质。
阴极保护可以在油罐内外表面施加电流，降低其腐蚀速率，保护油罐的安全运营。
三、阴极保护的常用方法阴极保护有多种常用的方法，具体选择方法应根据不同情况和需求作出。
以下是几种常见的阴极保护方法：1. 外加直流电源法该方法是最常见的阴极保护方法之一，通过外接直流电源，在金属结构和电源之间建立电路，施加足够的电流来实现保护。
通过控制电流大小和施加时间，可以有效地减缓金属的腐蚀速度。
阴保
. 阴极保护阴极保护的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开路电位，表面变成等电位，腐蚀电流不再流动。
在工程条件下，任何一条管线表面都会出现阳极区和阴极区，在阳极区电流由管道钢表面流出，进入周围环境电解质（土壤和水），管线在该区域将会发生腐蚀。
在阴极区，电流由电解质流到管道表面上，该区域的腐蚀速率将减小。
基于以上观点，很明显，若使得管线表面暴露的每一点都有电流流入，那么就可以减小腐蚀速率。
准确地说，这就是阴极保护所要完成的任务，强制直流电流入管线的表面上，就可以使管线的电位向负方向偏移，导致金属腐蚀速率减小。
当适当调整电流的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。
当然，若使电流强制性地流到管线以前流出电流的部位上，那么阴极保护系统的驱动电压就必须大于要克服的腐蚀电池的驱动电压。
4.1.1极化(polarizing)：由于净电流的流入或流出而在电极上引起的电位变化称为极化。
电位的变化方向总是反抗平衡的移动，也就是说反抗电流的流动。
阴极电位向负的方向偏离，阳极电位向正的方向偏离，使得阴极和阳极之间的电位差减小，如果电池的电阻不发生变化，电动势的减小会使电流减弱。
4.1.2阴极保护的类型阴极保护可以通过牺牲阳极(Galvanic Anodes)和外加电流（强制电流Impressed current）两种形式来实现，原理一致，区别在于阳极产物不同（MgCl2\HCl)。
图8-3.2 阴极保护系统的基本构成图表8-3.3 阴极保护方法优缺点比较4.2 牺牲阳极阴极保护4.2.1牺牲阳极阴极保护简介两种金属相接触产生的腐蚀电池中，比较活泼的一种金属将发生腐蚀。
阴保设备培训资料
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根据需要定期更换设备耗材，如过滤器、密封圈等。
定期记录设备的运行情况，以便及时发现异常。
研发更高效、节能的阴保设备，降低设备运行成本，提高设备的经济效益。
高效能技术
采用新型材料和工艺，提高阴保设备的耐久性和可靠性，延长设备使用寿命。
新型材料技术
工业领域
随着工业生产对设备安全和稳定性的要求不断提高，阴保设备在工业领域的应用将更加广泛。
能源领域
随着新能源的发展，阴保设备在风能、太阳能等新能源领域的应用也将得到进一步拓展。
防爆设计
紧急停车系统
安全防护装置
配备紧急停车系统，在紧急情况下能够迅速切断电源并停止设备运行。
安装必要的安全防护装置，如防护罩、安全门、联锁装置等，以防止意外伤害。
03
02
01
采用低噪音技术，降低设备运行时的噪音污染。
低噪音设计
优化设备能效，降低能源消耗，减少污染物排放。
节能减排
配备废弃物处理装置，确保生产过程中产生的废弃物得到妥善处理。
确保设备电源正常，如有问题及时处理。
检查电源
检查传感器是否正常工作，如有问题及时更换或维修。
检查传感器
如设备出现故障码或异常情况，检查电路板是否正常。
检查电路板
如无法自行排除故障，应及时联系专业人员进行维修。
管输中阴保工作的重要性
最后恢复由于埋设电缆而被破坏 的地形地貌。
阴保站的装修要求
• • • • 防水防潮 防鼠 防火石棉板 室内最好用暗线Biblioteka 阳极地床阳极地床简介
• 由若干支辅助阳极组成，通过辅助阳极把保护电 流送入土壤，经土壤流入被保护的管道，使管道 表面进行阴极极化，电流再由管道流入电源负极 形成一个回路，这一回路形成一个电解池，管道 在回路中为负极处于还原环境中，防止腐蚀，而 辅助阳极进行氧化反应遭受腐蚀，或是周围电解 质被氧化。阴保站的电能60％消耗在阳极接地电 阻上，故阳极材料的选择和埋设方式、场所的选 择，对减小电阻节约电能是至关重要的。
深埋式阳极
当阳极地床周围存在干扰、屏蔽、地床 位置受到 限制，或者在地下管网密集区进行区域性阴极保 护时，使用深埋式阳极，可或得浅埋式阳极所不 能得到的保护效果。深埋式地床根据埋设深度不 同可分为浅深井（20-40米）、中深井（50-100 米）和深井（＞100米）三种。 深埋式阳极地床的特点是接地电阻小，对周围干 扰小，消耗功率低，电流分布比较理想。它的缺 点是施工复杂技术要求高，单井造价贵。
①不能停输； ②最好输送的是柴油
焊接视频
• • • • IMG_0513.MOV IMG_0514.MOV IMG_0515.MOV IMG_0516.MOV
• 清除钢管表面的焊渣、毛刺、油脂和污垢 等附着物。对于防腐层大修的管道，应使 用合适的方法去除原有的防腐层及残渣。 • 除锈后，对钢管表面露出的缺陷应进行处 理，附着表面的灰尘、磨料应清除干净， 钢管表面应保持干燥。 • 涂刷环氧底漆或热熔胶
铝热焊接的特点和优点
1. 焊接点的电流截流量和导线相等； 2. 焊接点是永久性的，不会因松动或腐蚀造 成高电阻； 3. 焊接点像铜一样，而比铜本身更加坚韧， 且不受腐蚀性产物的影响； 4. 焊接操作方法简单，容易上手； 5. 设备轻便，携带方便；
阴极保护管理制度
阴极保护管理制度1总则1.1本制度规定了埋地钢质管道干线保护管理的基本要求。
1.2本制度适用于XX有限公司所辖范围内的钢质管道。
2管理职责2.1公司负责安全生产领导主管阴极保护管理工作。
2.2生产技术管理部为公司的阴极保护管理工作的归口管理部门。
2.2.1贯彻执行国家石油、天然气行业有关阴极保护管理的规章制度和规定,组织制定和修订公司内相应的阴极保护系统管理规定，并督促贯彻执行；2. 2.2配合上级有关阴极保护工作的检查或外单位的业务联系；2. 2.3组织各分公司、子公司建立阴极保护基础资料；2. 2.4技改、大修方案和计划的审定；2. 2.5组织腐蚀事故的调查和分析；2. 2.6做好阴保工作人员专业技术培训和考核工作；2.2.7负责新建阴保项目和新购阴极设备的验收。
2.3各分公司、子公司履行阴极保护运行和维护的责任。
3阴极保护的主要控制指标1.1埋地钢质管道采用投运电法保护。
中断运行和停止使用的管道，在未明确报废前，电法保护应保持连续投运，主要控制指标如下：a.管道保护率达到100%保护率：对所辖埋地钢质管道施加阴极保护的程度保护率二有效保护管道长度/管道总长义100%b.运行率大于98%运行率：埋地钢质管道年度内阴极保护有效投运时间与全年时间的比率。
运行率（年）=年度内有效投运时间（小时）/全年小时数XlO0%C.保护电位：应能保证相邻两站间的保护电位均能达到到-o. 85V 或更负（相对硫酸铜参比电极）。
当土壤或水中含有硫酸还原菌且硫酸根含量大于0.5%时为-0.95丫或更负。
1.2管道保护状态的确定，采用测量管地电位判断，测试柱的管地电位大于-0.85V时,为未达到有效保护。
1.3各阴极保护站通电点电位不得小于-L 5V。
4不得中断管道的导电4.1除与站内管道相接的绝缘法兰及根据特殊需要设置的绝缘法兰外，其它一切管道上的绝缘法兰必须进行桥接,桥接导线应用截面不小于10mm2铜线两根,或者以电阻相当的其它材料代替。
阴保参数测量方法
由于测试地点都在野外，一旦有一样工具损
坏或短缺，都可能导致测试工作难以为继， 测试前准备好这些工具包括辅助工具都是为 了节约时间，更好完成电位测试工作所必须 的。 测试前的检查 测试前首先要检查以下项目 1、携带的饱和硫酸铜参比电极内溶液液位是 否在铜电极的2/3以上，硫酸铜溶液中是否有 硫酸铜结晶体。如果参比电极的液位低于铜 电极的2/3，要适量加注纯净水，并轻轻摇动 参比电极，直至溶液均匀；摇动后的均匀溶 液中如果没有硫酸铜结晶体，尚需向溶液中 添加一定量的晶体硫酸铜，以保证溶液处于 饱和状态。
远参比法的接线示意图如下：
4
V 测 试 桩 牺牲阳极 或辅助阳极
阳极
3
5
5
5 5—参比电极 2—管道 3—测试桩 4—数字万用表
将硫酸铜参比电极朝远离地电场的方向逐次 安放在地表上，第一个安放点距管道测试点 不小于10m，以后逐次移动10m。用数字万 用表按上图所示测试管地电位，当相邻两个
阴保参数测量方法 （一）
管地保护电位测量方法 管地自然电位测量方法 管道负偏移电位的测量
埋地管道保护电位的测量方法
埋地管道管地电位是腐蚀防护——阴极保护技术中
一个重要参数，无论管道腐蚀态势、保护状况，都 可根据测得的管地电位进行分析、判断，是直接、 明确、唯一进行管道保护情况分析、判断的依据。 管地电位是管道保护电位。我们知道，没有强制电 流保护的管道，管地电位负的地方表示管道处于金 属活性强的区域，有阳极区存在，腐蚀性较强；有 强制性电流保护的管道，阴极保护管地电位较正的 地方表示阴极保护较弱，防腐涂层可能有破损，如 果管地电位在－850mV以下（绝对值），意味着管 道存在被腐蚀危险；到目前为止，管道企业还没有 提出能替代电位分析和判断埋地管道腐蚀态势的新 方法和新技术指标。
阴极保护培训基础知识及主要设备培训
一、阴保必要理论
5.IR降
5.1 什么是IR降？ IR降：由于阴极保护电流在土壤中流动， 在土壤电阻上产生的电压降。
回顾下
的管道电位：
测试电位时，黑表笔接参比电极，
红表笔接管道，万用表打到直流电压档
，测试得电压数值为负。换句话说，测
试时电压表是反接，电流从参比电极流
出，经过电压表，再到管道，经土壤再
影响来源：结构物受阳极电场（阳极干扰）影响，吸收电流（阳极干扰源电势高于结构物电势，电场 方向由阳极干扰源指向结构物），电位负向极化；结构物受阴极电场（阴极干扰）影响，排放电流（ 阴极干扰源电势低于结构物电势，电场方向由结构物指向阴极干扰源），电位正向极化。
联合描述：管道受阳极干扰、吸收电流、发生极化、电位负偏；管道受阴极干扰、释放电流、发生去 极化、电位正偏。这不就是直流杂散的影响方式么？
科学家经过多年的研究与实践，发现碳钢结构不论在何种环境下，最负阳极电位不会比0.85VCSE更负，所以将-0.85VCSE定义为碳钢结构的最小保护电位。
一、阴保必要理论
7.阴极保护理论
阴极保护基本原理是使被保护金属作为阴极，对其施加一定的直流电流，使其产生阴极极化，当金 属的电位负于某一电位值时，该金属表面的电化学不均匀性得到消除，腐蚀得到有效抑制，达到保护的 目的。根据提供电流的方式不同，阴极保护又分为牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护两种。
2价Fe在自然环境中极易被氧化成3价Fe ，形成Fe2O3 ·xH2O(铁锈）
一、阴保必要理论
3.钢铁的电化学腐蚀 3.2 析氢腐蚀 发生条件：钢铁表面水膜，呈较强酸性（H+浓度高） 有 H2 析出。
阳极反应：2Fe－4e－＝2Fe2＋ 阴极反应：2H++2e－=H2↑ 总反应式：Fe＋2H+=Fe2++H2↑
阴极保护的施工方案
目录1 工程概况 (2)2 主要实物工程量 (2)3 施工工艺依据的标准、规范及设计文件 (2)4 施工技术要求 (3)4.1恒电位仪的安装和接线 (3)4.2加铬高硅铸铁阳极的安装 (3)4.3柔性阳极的安装 (3)4.4汇流点、馈流点、测试点的安装 (4)4.5参比电极的安装 (4)4.6均压连接 (4)4.7阴极保护电缆的连接与敷设 (4)5、质量保证措施 (5)6、安全技术措施 (6)7、主要劳动力 (6)8、主要施工机具 (6)1 工程概况本工程区域性阴极保护工程，主要分为设备区厂房、设备辅助区两个区块。
本工程阴极保护采用强制电流保护法，阴极保护的对象主要是埋地金属管道及电力接地系统。
本工程阴极保护系统主要由一台四回路恒电位仪、柔性阳极地床、参比电极、馈流点和测试点、分流箱、连接电缆构成，系统共分为四个回路。
其中1#回路作为接地系统的阴极保护系统、2#回路作为设备区及其周围管网的阴极保护系统、3#回路作为厂房部分埋地管网的阴极保护系统、4#回路作为设备区埋地管网的阴极保护系统。
本工程的重点施工内容有加铬高硅铸铁阳极的安装、柔性阳极的安装、馈流点及测试点的安装、分流箱的安装、参比电极的安装、测试桩的安装以及均压连接、阴极保护电缆的连接和敷设。
2 主要实物工程量3 施工工艺依据的标准、规范及设计文件3.1相关标准、规范3.1.1 GB/T 21447-2008 钢质管道外腐蚀控制规范3.1.2 GB/T 21448-2008 埋地钢质管道阴极保护技术规范3.1.3 GB/T 21246-2007 埋地钢质管道阴极保护参数测量方法3.1.4 Q/SY 29.1-2002 区域性阴极保护技术规范3.1.5 94D101-5 35KV 及以下电缆敷设3.2 阴极保护相关设计文件4 施工技术要求4.1恒电位仪的安装和接线本工程区域性阴极保护恒电位仪采用四回路型，电源为交流AC380V，50Hz，设备规格为50V/30A（每回路），其安装主要包括：恒电位仪与阳极电缆、阴极电缆、零位接阴电缆、参比电缆的连接；电缆连接时应确保极性正确，并且确保电气接触导通良好。
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阴极保护参数测试
01 02
测试所需仪器 测试项目 测试步骤
03
01
测试所需仪器
02
测试项目
检测项目 防腐层绝缘电阻 防腐层 防腐层缺陷 外观检测、粘结性检测、电火花检测 管道通电电位；管道极化电位（断电电位）； 牺牲阳极 保护系统 单支阳极输出电流；组合阳极联合输出电流； 阳极开路电位；单支阳极接地电阻； 组合阳极接地电阻；阳极埋设点的土壤电阻率；
强制电流
保护系统
管道通电电位；管道极化电位（断电电位）； 管道沿线土壤电阻率；辅助阳极接地电阻； 辅助阳极埋设点的土壤电阻率； 绝缘装置、接地设备和金属管道的电绝缘有效性； 跨接装置电连续性；
每月25日前 每年六月份
绝缘装置
每年十月份
排流设施
排流设备运行是否正常；排流电流量；地床接地电阻值； 每月一次
5、牺牲阳极输出电流测试
5.1直测法 5.2应选用4位半的数字万用表，用DC 10A量程直接读出电流值。 5.3将牺牲阳极与原有管道接线断开，串入电流表进行测试即可。
6、辅助阳极地床接地电阻测试
6.1在土壤电阻率较均匀的地区，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
检测周期及时间 高压、次高压三年1次；中压五年1次；低压八年1次； 《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》 CJJ95-
2013
《压力管道定期检验规则-长输管道》TSG D7003-2010 每月25日前 每季度（3月、6月、9月、12月）
每年九月份
恒电位仪运行状况（给定电位、输出电流、输出电压） 每天
03
测试操作程序
1、阴保通电电位 所需仪器：万用表（四位半）、硫酸铜参比电极、水、万能钥匙
1.1利用专用工具打开测试桩上部，露出接线板，将所有接线柱进行紧固， 并将需测量接线柱进行处理，确保测量时与仪器表笔良好的电接触。 1.2将万用表拨至直流电压档（2V），将电压表的负表笔（COM端）与硫 酸铜参比极连接，正表笔与管道连接（测量接线如图1），仪表所指示的数 值即为管道相对于参比电极的电位值，正常情况下显示为负值。
2、阴保断电电位
对于已加装上阴保检查片的测试桩，应将通电组的检查片与测试桩断开，并 且在最短的时间内将万用表的负表笔（COM端）与参比电极连接，正表笔 与检查片引出线连接，仪表所指示的数值即为管道的断电电位。
3、管道自然电位测试
3.1管道在施加阴极保护之前，测量的管道电位为自然电位。 3.2所测量管道已经实施了阴极保护措施的，就需要将被测管道完全断电24小 时后再进行自然电位测量。 3.3将电压表的负表笔（COM）端接至参比电极上，电压表的正表笔与被测 管道连接，仪表示值即为0m,d12不得小于20m。
8、土壤电阻率测试
8.1从地表至深度为a的平均土壤电阻率，采用四极法测试，四个电极布置在一条直线上， 间距a、b代表测试深度且a=b,电极入土深度应小于a/20,常用接地电阻仪为ZC-8。 8.2按上述步骤测得电阻R后，土壤电阻率按下式计算。ρ=2∏aR
ρ—测量点从地表至深度a土层的平均土壤电阻率（Ω˙m） a—相邻两电极之间的距离（m） R—接地电阻仪示值（Ω）
7、牺牲阳极接地电阻测试
7.1测量牺牲阳极接地电阻之前，必须将牺牲阳极与管道断开，按图进行接线， 沿垂直于管道的一条直线布置电极，d13约40m,d12取20m左右，按8.1的操 作步骤测量接地电阻值。 7.2当牺牲阳极的支数较多或为带状牺牲阳极，该组牺牲阳极的对角线长度 （或带状牺牲阳极长度）大于8m时，按辅助阳极测试方法进行测试，但d13
9、绝缘接头绝缘性能测试
已安装到管道上的绝缘法兰（接头），可用电位法判断其绝缘性能。 在被保护管道通电之前，用数字万用表测试绝缘法兰（接头）非保护侧a的管地电位 Va1；调节阴极保护电源，使保护侧b点的管地电位Vb达到-0.85—1.50V之间，再测试 a点的管地电位Va2，若Va1和 Va2基本相等，则认为绝缘法兰（接头）的绝缘性能良 好；若∣Va2∣>∣Va1∣且Va2接近Vb值，则认为绝缘法兰（接头）的绝缘性能可疑， 若辅助阳极距绝缘法兰（接头）足够远，且判明与非保护侧相连的管道未同保护侧的管 道接近或交叉，则可判定为绝缘法兰（接头）的绝缘性能很差。
4、牺牲阳极开路电位测试
4.1测量前，应断开牺牲阳极与管道的连接。 4.2将数字万用表的正表笔与牺牲阳极连接，负表笔与硫酸铜电极连接。 4.3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。 4.4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， 注明该电位值所测试位置。 4.5测量完成后恢复牺牲阳极与管道的连接。