管道阴极保护的电位极性和自然电位
阴极保护检查片测量管道的极化电位的过程
河南汇龙合金材料有限公司Henan Huilong alloy material Co., Ltd阴极保护检查片测量管道的极化电位过程河南汇龙合金材料有限公司技术部刘珍河南汇龙合金材料有限公司Henan Huilong alloy material Co., Ltd参比电极用试片法测量管道的极化电数字签名者 ：fenghongchen DN ：cn=fenghongchen,o=rainbow, ou=head offic一、摘要 冯洪臣 email=corrtech@126.com, c=CN日期：2020.05.0614:20:43随着人们对阴极保护理论认识的提高，现在，从业者大多都知道，判断管道阴极+保08'护00'是否充分或是否有过保护，依据的是管道的极化电位，即断电电位。
然而，在某些情况下，作用在管道上的所有电流源是没有办法同步中断 的，如牺牲阳极保护管道。
即便是阴极保护系统可以同步中断，如 GPS 同步的外加电流电源的同步中断，但由于管道不同位置的极化程度不同， 所以，电源中断后，管道各部位之间的长线电流也无法消除，这也会给断电电位测量带来误差， 研究发现，该误差在 10-30mV 之间。
用地的紧缺造成多条管道、高压输电线路、电力机车系统经常公用一个走廊，各种电气化设施以及各条管道的阴极保护系统电源都会成为干扰源，而同步中 挂片断这些干扰源更是不可能的。
这就给管道极化电位的测量带来了困难。
为克服这些环境因素带来的困难，古老的试片法又重新得到人们的关注，而用试片法进行管道断电电位的测量也得到了进一步的研究。
二、测量原理众所周知，管道的腐蚀会发生在防腐层缺陷点处，如果防腐层是完整的，管道不会腐蚀。
我们真正关注的是管道防腐层缺陷点处的保护水平。
为了测量到防腐层缺陷点处的保护电位，我们用试片来模拟管道防腐层缺陷点。
该试片平时通过测试桩与管道连接，得到同样的阴极保护。
测量时，瞬时从管道上断开，这样，就可以测量到试片的断电电位而不需要对管道上的所有电源进行中断。
管道阴极保护知识阴极保护参数
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在工程实际中也可采用通电情况下管道对 地电位较自然电位向负偏移300mV以上的指标。 选用这个偏移指标时应考虑以下因素：
(1)本指标不能提供完全的保护，但在无 杂散电流环境下，对裸露或防腐层质量低劣的 管道则是切实可行的手段：
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(2)在具有良好防腐绝缘层的管道或受到杂散 电流干扰的管道上，使用本指标是浪费的或错误 的；
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三、最大保护电位
管道通人阴极电流后，管道电位变负，当 其负电位提高到一定程度时，H+在阴极表面还 原，使得管道表面会析出氢气，减弱甚至破坏 防腐层的粘结力。所以必须将通电点电位控制 在比析氢电位稍正一些的位置。这个电位称为 最大保护电位。最大保护电位应经过试验，考 虑防腐层的种类及环境来确定，以不损坏防腐 层的粘结力为准。
本指标用于管道表面是均匀极化而又没有 杂散电流干扰的情况ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，判定阴极保护效果是 相当准确的。在具有中断电流测量手段时，推 荐采用这个指标。
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(二)特殊条件的考虑
(1)对于裸钢表面或涂敷不良的管道，在 预先确定的电流排放点(阳极区)确定净电流 是 从电解质流向管道表面。
(2)当土壤或水中含有硫酸盐还原菌，且 硫酸根含量大于0．5％(质量百分数)时，通 电保护电位应达到一950mV或更负。
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五、阴极保护准则
SY／T 0036--2000提出的阴极保护准则 有以下内容。
(一)埋地钢质管道阴极保护准则
(1)在施加阴极电流的情况下，测得管地电位 为一850mV(CSE)或更负。测量中必须排除附加电 压降(IR降)的影响。
该指标是一个被广泛接受的参数，大量试验
管道阴极保护管理规定
管道阴极保护管理规定
管道阴极保护管理规定一、目的与范围为了规范站内阴极保护站的管理，制定本规定。
本规定适用于某省天然气公司各阴极保护站。
二、保护要求与职责1、管道阴极保护电位达到-0.85V至-1.50V。
2、管道阴极保护率达到100%，全年送电率不低于98%。
停电一天以上报管道保护部备案。
3、管道防腐检测设备、检测仪表等由专人负责，并按操作维护保养规程进行维护保养。
4、每年春、秋两季各测量一次阳极地床接地电阻。
5、每月对运行设备和备用设备进行一次切换。
6、每天检查测量通电点电位、恒电位仪的输出电压、输出电流，并填写运行记录。
7、每年检测一次绝缘接头性能。
8、当发现仪器有故障或输出不正常时，及时查找原因并进行处理，并把处理结果汇报管道保护部。
9、阴极保护站投用后，不得任意停用设备或改变管道给定电位；如因管线保护情况发生变化，报管道保护部同意后，可适当提高或降低通电点的给定电位，以达到管线阴极保护电位标准。
10、与恒电位仪配套的（Cu/CuSO4）永久性参比电极根据当地实际情况应定期在其上方浇水，要求土壤充分润湿。
11、阴极保护站室内及仪器必须保持清洁、卫生，确保无锈蚀。
12、阴极保护站内应保持清洁，禁放其它物品。
管道阴保知识问答
管道阴保知识问答1、什么是腐蚀？答：腐蚀是金属和周围环境起化学或电化学反应而导致的一种破坏性侵蚀。
2、什么是原电池？答：两个浸在电解质中的导体组合称为原电池，其中的导体称为电极。
3、腐蚀发生的条件是什么？答：不论哪一种腐蚀电池形成条件都是：（1）有电解质溶液和金属相接触；（2）金属的不同部位或两种金属间存在电极电位差；（3）电极之间相互连通。
4、什么叫腐蚀电位？答：金属与电解质溶液接触，经过一定的时间之后，可以获得一个稳定的电位值，这个电位值通常称之为腐蚀电位。
无外部电流影响的腐蚀电位也叫自然电位。
5、阴极保护的原理是什么？答：阴极保护的原理就是用外电流实现阴极化，使局部电池的阴极区域达到其阳极开路电位，表面变成等电位，腐蚀电流不再流动，腐蚀就不会发生。
6、什么是参比电极？答：测量金属电极电位时所用的基准电极称为参比电极。
参比电极必须耐介质腐蚀，不极化或极化度小，在一定条件下有相当稳定的电位。
7、什么是绝缘法兰？答：绝缘法兰是对具有电绝缘性能的管道法兰接头的统称，它包括一对钢质法兰、法兰间的绝缘密封垫片，紧固件和紧固件绝缘零件，以及一对与法兰相焊的钢质短管。
8、安装绝缘法兰的目的是什么？答：安装绝缘法兰的目的是将被保护的管线和设备与不应受保护的管线和设备从导电性上分开，因为当保护电流流到不应受保护的管线与设备上后，会引起不良作用，同时被保护管线边界上安装了绝缘法兰或采取了绝缘措施，还能防止电流漏失，可减小保护电流和电功率，延长保护长度。
9、什么是阴极保护站？答：阴极保护站就是安装有向管线或其他保护设施送以阴极电流的设备及一些附属设施的站。
一般站内安装有恒电位仪或其他类型的送电设备，站外有阳极线路和阳极埋设区等。
10、什么叫牺牲阳极保护？答：在被保护体上，连接一种电位更负（更活泼）的金属或合金，它与被保护体在电解质溶液中组成腐蚀电池，靠它的不断“牺牲”（腐蚀）而使被保护金属表面不断得到阴极极化，降低金属腐蚀速度的方法叫牺牲阳极保护。
埋地钢制管道阴极保护技术规范
《埋地钢制管道阴极保护技术规范》规定国标GB/T21448-2008《埋地钢制管道阴极保护技术规范》规定，管道的阴极保护系统中极化电位应为-850mV CSE或者更负，（不含IR 将，数值等于瞬间断电电位）。
管道的最大极化电位不能比-1200mV CSE更负。
在厌氧菌或SRB及其他有害菌土壤环境中，管道极化电位应为-950mV CSE或者更负。
在土壤电阻率100~1000欧姆每米环境中的管道，管道极化电位负于-750mV CSE。
在土电阻率 大于1000欧姆每米的环境中的管道，管道极化电位负于-650mV CSE。
当以上准则难以达到的时候，也可以采用阴极极化大于100mV的判断依据。
但是在高温条件下、SRB的土壤中、存在杂散电流干扰及异种金属材料偶合的管道中不能采用100mV极化准则。
国际标准ISO15589-1 2003《陆上管道阴极保护标准》的规定：与国际相同。
通电电位判断标准，如果无法进行瞬间断电电位测量时，保护电位可以遵循以下原则：1、针对于埋在电阻率非常低的土壤（低于2000ohm.cm）中的管道，在一公里测试桩上测量的通电电位低于-1.30V CSE；或近间距通电电位（15m或更小间距）低于-1.10V CSE。
2、如果被保护管道在土壤电阻率比较大的环境中（大于2000ohm.cm），在一公里测试桩上的通电电位低于-1.50V CSE，或者近间距通电电位（15m或者更小）低于-1.20V CSE。
3、通电电位比自然电位负向偏移250mV或者300mV（该指标应该已经从NACESP-2007标准中删除）。
阴极极化是指瞬间断电测量得出的电位减去金属结构物的自然电位，所得到的数值不能小于100mV。
在普通情况下断开电源以后不到一秒内测量瞬间断电的电位值。
等一定时间以后大约一天或者两天的时间金属结构去极化后再次测量金属结构的自然电位，这样的差值就是阴极极化电位，所得数值正常情况下不会超过一百毫伏。
管道阴极保护基本知识
管道阴极保护基本知识内容提要：◆??阴极保护系统管理知识一、阴保护系统管理知识（一）阴极保护的原理1、牺牲阳极法将被保护金属和一种可以提供阴极保护电流的金属或合金（即牺牲阳极）相连，使被保护体极化以降低腐蚀速率的方法。
在被保护金属与牺牲阳极所形成的大地电池中，被保护金属体为阴极，牺牲阳极的电位往往负于被保护金属体的电位值，在保护电池中是阳极，被腐蚀消耗，故此称之为“牺牲”阳极，从而实现了对阴极的被保护金属体的防护，如图1—3。
牺牲阳极材料有高钝镁，其电位为-1.75V；高钝锌，其电位为-1.1V；工业纯铝，其电位为-0.8V（相对于饱和硫酸铜参比电极）。
2、强制电流法（外加电流法）图1-4而于被保护面积大的长距离、大口径管道。
牺牲阳极阴极保护不需外部电源，维护管理经济，简单，对邻近地下金属构筑物干扰影响小，适用于短距离、小口径、分散的管道。
（二）外加电流阴极保护系统的组成1、恒电位仪：珠三角管道采用的是IHF系列数控高频开关恒电位仪，它的主要作用是向管道输出保护电流。
2、阳极地床：由若干支辅助阳极（高硅铸铁）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?(防止电化学腐蚀)，电流再由管道流入电源负极形成一个回路，这一回方式、345、于自然腐蚀状态。
经过一定时间后将两组检查片的失重量进行比较，可分析管道的阴极保护效果。
6、测试桩：为了检测维护管道的阴极保护系统，在管道沿线设置电流及电位测试桩，电位测试桩每公里设置一个；电流测试桩每5公里设一个；套管电位测试桩每个套管处设置一个；绝缘接头电位测试桩每一绝缘处设一个。
（三）阴极保护的基本参数（1）最小保护电流密度阴极保护时，使腐蚀停止，或达到允许程度时所需的电流密度值称为（2极）。
（3）最大保护电位在阴极保护中，所允许施加的阴极极化的绝对值最大的负电位值，在此电位下管道的防腐层不受到破坏。
此电位值就是最大保护电位。
阴极保护的参数
阴极保护的参数一、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结构对地电位。
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-0.40~0.70V CSE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 CSE。
二、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。
三、最大保护电位保护电位不是越低越好，它是有一个限度的。
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。
它不仅使防腐层失效，而且电能大量消耗，碱性环境会加速防腐层的老化。
氢原子的析出还可导致金属管道发生氢鼓包进而引发氢脆断裂，所以必须将电位控制在比析氢电位稍正的电位值，此点位称为最大保护电位，超过最大保护电位时称为“过保护”。
四、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/㎡。
处于土壤中的裸露金属，最小保护电流密度一般取10mA~30mA/㎡。
五、瞬间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。
六、IR降前面我有提到IR降这个词，可能好多朋友不懂这个是什么，在这里我就具体给大家解释一下。
由于阴极保护电流在土壤中流动而引起的电压降称为“IR”。
在日常进行管理保护电位测量时，所测电位由管道的自然电位、阴极极化、土壤中IR组成。
为了有效评价阴极保护状况，我们所关心的是管道的极化电位(不含IR降)，因此，必须消除测量中的IR降，才能知道管道的实际极化电位。
管道的自然电位范围
管道的自然电位范围
管道的自然电位范围是指在无外部电源干扰的情况下，管道表面与周围土壤或水域中的电位差异。
通常情况下，管道表面的电位与周围土壤或水域的电位存在一定的差异，这是由于管道与周围环境的化学成分、温度、湿度等因素引起的。
管道的自然电位范围通常在-1.0V到-0.6V之间，这个范围是由管道材料、土壤或水域中的离子浓度、氧化还原电位等因素决定的。
当管道表面的电位低于自然电位范围时，就会出现管道的腐蚀，从而导致管道的严重损坏。
为了防止管道腐蚀，通常会采取一些措施，如阴极保护、涂层保护等。
阴极保护是通过在管道表面施加电流，使得管道表面的电位保持在自然电位范围之上，从而防止了管道的腐蚀。
涂层保护则是在管道表面涂上一层防腐涂料，从而隔绝了管道表面与周围环境的接触，达到防腐的目的。
总之，了解管道的自然电位范围对于管道的防腐工作至关重要，只有通过科学有效的措施，才能够有效地保护管道，延长其使用寿命。
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管道阴极保护的电位极性和自然电位
采用直流数字式电压表测量管地电位的时候，应该将电压表的负接线柱（COM）与硫酸铜电极连接，正接线柱（V）与管道连接。
仪表指示的是管带相对于硫酸铜参比电极的电位值，正常情况下显示负值。
如果采用直流指针式电压表测量管地电位的时候，应该将电压表的负接线柱与管道连接在一起，正接线柱与硫酸铜电极连接，在指针没有发生反转的情况下，所记录的数据都应该加上负号。
自然电位：管道在施加阴极保护之前，测量的管道电位为腐蚀电位（自然电位）。
测量被保护管道之前，应该首先确认管道是在没有施加任何阴极保护措施的状态中，如果要测量的管道已经实施过一定量的阴极保护措施的就应该选择在完全断电24小时以后的情况中进行。
接下来应该根据阴极保护设计进行测量接线，将电压表接地极连接在参比电极上，将电压表的正极与被保护管道连接。
数字电压表读数为负值。
最后将电压表调制2V的量程上读取数据，做好管地电位值及极性记录，注明该电位值的名称、参比电极。
通电电位，这种方法比较适合在被保护管道正在施加阴极保护电流的时候，用于管道对其环境电解质如土壤等电位的测量。
通过这种方法测量得到的电位数据包括管道极化电位数值和回路中其他所有电压降的和。
在测量通电电位之前，首先应该做的是确认整个阴极保护系统运行正常，管道已经充分极化。
接下来开始正式的测量工作，将硫酸铜
电极放置在管道上方地表的潮湿土壤上，应该保证硫酸铜电极底部与土壤接触良好。
将电位表的测量线连接在被保护管道上和硫酸铜电极上。
然后将电压表调至正确的量程上，普通情况下为2V档，读取上面测量出的数据，一定要注意做好管地电位数值和管道极性电位数据的记录，并注明该电位值的名称。