测量被保护管道的近间距电位
钢制管道阴极保护电位检查片测试方法及应用
河南汇龙合金材料有限公司 刘珍 阴极保护产品、设计、工程施工一站式服务；提供阴极保护完整解决方案
典型位置处（测试桩号 25-1）检查片阴极极化衰减及形成电位曲线 见图 4，结果显示：虽然检查片通电电位受到直流干扰影响而持续波动，但瞬间 断开电位基本保持不变，说明地铁对管道的动态直流干扰属于短极化过程，并没 有影响阴极保护系统对管道的长极化结果。
摘要
根据相关标准规定，钢制埋地管道阴极保护效 果评价应采用断电电位指标，现场测试通常使用同步中断法， 但其并不适用于无法同步中断管中阴极保护电流，以及受杂 散电流干扰的管段。阴极保护电位检查片可以解决这一难题， 通过模拟管道防腐层漏点，利用检查片的瞬间断开电位实现 近似管道断电电位的测量。本文详细介绍了管道阴极保护电 位检查片的适用范围、设计、安装、测试及分析等内容，通 过具体实施案例明确了数据记录的规范性，并验证了测试方 法的可行性，为该方法的推广应用奠定实践基础。
3 检查片安装
阔面应平行于管道，且裸露面背对管道埋设，检查片中心应与管道 中心处于统一标高，与管壁净距离宜为 0.1～0.3m。每处埋设位置分别在管道两 侧安装 2 个检查片，即阴保极化试片和自腐蚀试片。检查片埋设宜符合图 2 规定。
图 2：检查片安装示意图
检查片周围的土壤用水润湿并压实，使检查片与土壤紧密接触，确 保其充分极化。阴保极化试片通过测试桩或其它易连接装置与管道连接，并串联 电气开关或类似装置（例如电流中断器）使检查片能够迅速与管道断开。若检查 片长期埋设监测阴极保护效果，宜使用长效参比电极，且尽量靠近检查片的位置
（3）存在直接连接的、不能中断的牺牲阳极；
（4）存在直流杂散电流影响，导致断电电位不 能代表阴极保护电位；
埋地钢制管道外检测解决方案之密间隔电位法(CIPS)检测阴极保护有效性
埋地钢制管道外检测解决方案之密间隔电位法（CIPS）检测阴极
保护有效性
引言
目前管道承担着国内油气运输的主要任务,油气管道的安全关乎民生大计。
对油气管道运行中面临的风险因素进行识别和评价，通过监测、检测、检验等各种方式，对管道进行完整性管理，将风险控制在最小范围内，保障油气运输，至关重要。
技术原理
该技术使用CIPS密间隔电位检测系统,沿管线以小间隔测量管-地电位，这样可测出管道上任意点的保护电位。
该技术用一个具有记录功能的毫伏计替换了常规的万用表，可以大量记录检测到的电位数据，进而得到整个管线上的保护电位分布图。
布置方案
在CIPS检测中通过测量保护电流的ON电位和OFF电位，可以消除管道周围土壤对检测结果的影响。
OFF 电位作为非常有用的参数，在很大程度上消除IR降读数过程中出现的数值偏差。
当是阴保电流处于关闭状态时，电压测量中的IR降成分几乎同时衰减，使得管体和所接触的土壤之间电压衰减到很小。
通过在管道阴保仪的输出端串接一个断流器，来测量保护断电位（OFF 电位），从而实现在没有IR降影响的基础上对管道真实保护情况进行准确的评估。
利用CIPS方法轴向测量管道ON/OFF电位，CIPS测点间隔2-3 米，每个点采集的数据8 个，其中包括：开电位、关电位、开电压梯度、关电压梯度、距离、采样时间、经度、纬度。
测量过程中，如受杂散电流的干扰，需要过滤掉90%-95%杂散电流的干扰。
得到整条线路的阴保电位,评价线路阴极保护效果，对恒电位仪的输出参数提出合理化建议,判断局部保护电位异常原因。
图1 CIPS检测
工程案例。
3.测量管道保护电位
第二种方法：选择50V 档位
1、刻度值：20+7*1=27V 2、倍率：500/50=10V 3、读数：27*10v=270V
电阻读数练习
已知：档位调至电阻档Rx10
1、刻度值：15+3.8*1=18.8Ω 2、倍率：x10 3、读数：18.8*10Ω=188 Ω
注意：
利用电阻档可检测电路短路和开路
正确使用MF500-B型万用表
（2）转换开关 转换开关的作用是选择测量的项目及量程。 万用表的选择开关是一个多档位的旋转开关。用来选择测量项目和量程。一般的 万用表测量项目包括：“mA”，直流电流；“V”，直流电压；“V”，交流电压； “Ω”：电阻。每个测量项目又划分为几个不同的量程以供选择。 ①直流电压 有2.5V 10V 250V 500V五个量程挡位。 ②交流电压 有10V 50V 250V 500V四个量程挡位。
正确使用MF500-B型万用表
（1）表头 万用表的表头是灵敏电流计。表头上的表盘印有多种符号，刻度线和数 值。符号A一V一Ω表示这只电表是可以测量电流、电压和电阻的多用表。表 盘上印有多条刻度线，其中右端标有“Ω”的是电阻刻度线，其右端为零， 左端为∞，刻度值分布是不均匀的。符号“－”或“DC”表示直流，“～” 或“AC”表示交流，“～”表示交流和直流共用的刻度线。刻度线下的几 行数字是与选择开关的不同档位相对应的刻度值。 表头上还设有机械零位调整旋钮，位于表盘下部中间的位置，用以校正 指针在左端指零位。 MF500型多用表有4条刻度线。从上往下数，第一条刻度线是测量电阻 时读取电阻值的欧母刻度线。第二条刻度线是用于交流和直流的电流、电压 读数的共用刻度线。第三条刻度线是测量10V以下交流电压的专用刻度线。 第四刻度线是测量音频电平（Audio level) -10~+22dB 。
长输管道外加电流阴极保护及阴极保护站维护基础知识
长输管道外加电流阴极保护及阴极保护站维护基础知识河南汇龙合金材料有限公司1.目的：随着国内长输管道的大规模建设，我国的天然气管网已初具规模，长输管道外加电流阴极保护技术也被大量广泛应用，为了使阴极保护站场内维护人员以及现场巡线人员有效地实施阴极保护，做到科学操作、安全维护、确保质量、特编此文，提供对站场内及管线上阴极保护系统正常运行并科学维护指导。
一.防腐蚀的重要意义自然界中，大多数金属是以化合状态存在的。
通过炼制，被赋予能量，才从离子状态转变成原子状态。
然而，回归自然状态是金属固有本性。
我们把金属与周围的电解质发生反应、从原子变成离子的过程称为腐蚀。
金属腐蚀广泛的存在于我们的生活中, 国外统计表明，每年由于腐蚀而报废的金属材料, 约相当于金属产量的20～40％,全世界每年因腐蚀而损耗的金属达1 亿吨以上,金属腐蚀直接和间接地造成巨大的经济损失, 据有关国家统计每年由于腐蚀而造成的经济损失,美国为国民经济总产值的4.2％; 英国为国民经济总产值的3.5％;日本为国民经济总值1.8 ％。
二.防腐蚀工程发展概况六十年代初,我国开始研究阴极保护方法,六十年代末期在船舶,闸门等钢铁构筑物上得到应用。
我国埋地油气管道的阴极保护始于1958 年,六十年代在新疆、大庆、四川等油气管道上推广应用,目前,全国主要油气管道已全部安装了阴极保护系统，收到明显的效果。
2.阴极保护原理2.1 所谓阴极保护是通过降低管道的腐蚀电位而使管道得到保护的电化学保护（其实质：给金属补充大量的电子,使被保护金属整体处于电子过剩的状态,使金属表面各点低于一负电位，使金属原子不容易失去电子而变成离子溶入电解质的过程。
）。
通常施加阴极保护电流有两种方法：强制电流和牺牲阳极保护。
2.2 牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与被保护金属连接,并处于同一电解质中，通过电解质向被保护体提供一个阴极电流，使被保护体进行阴极极化，从而实现阴极保护。
阴极保护牺牲阳极原理是由托马晓夫三电极原理来解释，内容是：（a）两电极电位不同的两电极；（b）两电极必须在同一电解质溶液里；（c）两电极间必须有导线连接。
CIPS技术方法及应用
埋地管道阴极保护的密间距电位检测技术及应用天津嘉信技术工程公司林守江一、引言埋地钢质管道阴极保护效果的传统测量方法是在管道测试桩位置进行管-地电位测量，通过测得的管道对大地的电位差数值来判断管道是否达到-0.85V的保护基准电位。
一般使用数字万用表和Cu/CuSO4饱和硫酸铜参比电极，在管线测试桩处进行电位的接触式测量。
该检测方法的最大问题在于检测工作只能对测试桩附近1到2米的距离有效，而常规管道上的两个测试桩之间相距在一公里以上，这使得管道绝大部分位置上的管-地电压无法测量出来。
因此，管道沿线的某些局部影响因素，如距离测试桩很近的较大防腐层缺陷可以对测试桩的检测读数产生较大的影响，对于距离测试桩较远管道上的诸如金属搭接等故障，对于测试桩处保护电位的影响却无法检测出来。
由此可见，通过在测试桩上得到管道防护效果方面的信息是十分有限的。
为打破只能在测试桩上阴保电位的测量局限，大约在50年前发明了管道密间距电位的检测方法（Close-Interval Potential Survey简称CIPS, 也称CIS）。
在检测过程中，用一根长导线通过某个测试桩上连线与管道相连，沿着管线路由以小间距测量管-地电压。
由于整条管道的金属管体可以看成一个电位的等位体，这样可测出管道路由上任意点的阴极保护电位，进而得到整个管线上阴极保护电位的分布。
CIPS检测设备是使用一个具有数据记录功能的灵敏毫伏表替换常规的万用表，对大量检测数据加以记录，并配合数据分析软件进行数据处理和分析。
图1 典型的密间距检测数据记录仪和工作图在CIPS检测中通过测量保护电位的断（OFF）电位，可以消除管道周围土壤条件对检测结果的影响，大大降低了IR因素导致错误读数的可能性。
ON/OFF电位的概念基础是：在当阴极保护电流被关闭时，电压测量中的IR成分几乎同时的衰减，而管道和所接触土壤之间的电压衰减则很小（在甚至几个小时甚至几天都不会变化）。
这样得到的有效保护电位（即OFF 电位）是比较准确的，可以实现对管道阴极保护效果进行更好的评测。
长输管道阴保及阴极保护站维护基础知识
长输管道阴极保护及阴极保护站维护基础知识1.目的为了使阴极保护站场内维护人员以及现场巡线人员有效地实施阴极保护，做到科学操作、安全维护、确保质量、特编此文，提供对站场内及管线上阴极保护系统正常运行并科学维护指导。
一.防腐蚀的重要意义自然界中，大多数金属是以化合状态存在的。
通过炼制，被赋予能量，才从离子状态转变成原子状态。
然而，回归自然状态是金属固有本性。
我们把金属与周围的电解质发生反应、从原子变成离子的过程称为腐蚀。
金属腐蚀广泛的存在于我们的生活中, 国外统计表明，每年由于腐蚀而报废的金属材料, 约相当于金属产量的20～40％,全世界每年因腐蚀而损耗的金属达1 亿吨以上,金属腐蚀直接和间接地造成巨大的经济损失, 据有关国家统计每年由于腐蚀而造成的经济损失,美国为国民经济总产值的4.2％; 英国为国民经济总产值的3.5％;日本为国民经济总值1.8 ％。
二.防腐蚀工程发展概况六十年代初,我国开始研究阴极保护方法,六十年代末期在船舶,闸门等钢铁构筑物上得到应用。
我国埋地油气管道的阴极保护始于1958 年,六十年代在新疆、大庆、四川等油气管道上推广应用,目前,全国主要油气管道已全部安装了阴极保护系统，收到明显的效果。
2.阴极保护原理2.1所谓阴极保护是通过降低管道的腐蚀电位而使管道得到保护的电化学保护（其实质：给金属补充大量的电子,使被保护金属整体处于电子过剩的状态,使金属表面各点低于一负电位，使金属原子不容易失去电子而变成离子溶入电解质的过程。
）。
通常施加阴极保护电流有两种方法：强制电流和牺牲阳极保护。
2.2 牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与被保护金属连接,并处于同一电解质中，通过电解质向被保护体提供一个阴极电流，使被保护体进行阴极极化，从而实现阴极保护。
阴极保护牺牲阳极原理是由托马晓夫三电极原理来解释，内容是：（a）两电极电位不同的两电极；（b）两电极必须在同一电解质溶液里；（c）两电极间必须有导线连接。
CIPS 埋地管道阴极保护密间距电位测量仪 用户操作手册
CIPS密间隔电位测量管道阴极保护检测仪用户操作手册天津市嘉信技术工程公司2008年1月目 录1．Quantum L Plus设备清单 (5)1.1 设备开箱 (7)1.2 连接线 (7)2．设备描述 (9)2.1 Quantum（量子）数据记录仪 (9)2.2 Quantum记录仪键盘 (15)2.2.1 主菜单系统 (15)2.2.2 主菜单 (16)2.2.3 模式设置（1-SetMode） (16)2.3 记录模式 (16)2.4 ON/OFF脉冲选择 (16)2.5 特征点输入 (17)2.6 输入距离 (17)2.7 下载数据 (18)2.8 清除内存 (18)2.9 设置 (18)2.10 波特率 (18)2.11 PTS采样（屏幕上的T标记） (18)2.12 同步方式（SYNC）设定 (18)2.13 Quantum记录仪与断流器的卫星同步方式 (19)2.14 探杖和电极 (20)2.15 电池充电器 (21)2.16 设备情况 (22)3．检测前准备设备 (23)3.1 电池充电 (23)3.2 探针电极 (23)4．数据记录项目列表 (24)4.1 每5秒钟数据记录的项目列表如下： (24)4.2 每1.25秒的数据记录 (24)5．卫星同步 (25)6．应用CIPS数据记录仪的先决条件 (25)7．CIPS/DCVG的联合检测时Quantum数据记录仪的设置 (25)8．通用部件 (26)9．用Excel表格计算QUANTUM GPS距离 (27)10．Quantum数据排序 (29)附录A：创建并运行interpolator.xls (34)附录B：Quantum按键功能概要 (35)版权及专利声明密间隔电位（CIPS）检测仪的所有组成部分都受国际版权局和版权法所保护，未经DCVG公司书面允许，不得进行任何的复制，再造，更改和修改。
DCVG公司将追究任何违反国际版权专利法的行为，保留诉讼和追究损失的权利。
牺牲阳极接入点的管地电位
牺牲阳极接入点的管地电位近间距电位的测量方法首先在测量之前应该首先确保阴极保护系统是正常工作的，而且管道已经充分极化。
接下来安装电流同步通断器，按照要求安装并且根据实际使用的阴极保护电源设备和测量仪器的不同来设置合理的通/断周期。
最常用的通断周期设置为：通电800毫秒，断电200毫米；通电4秒，断电1秒；通电12秒，断电3秒。
然后是用连接测量导线一端与测量主机连接在一起，另一端与测试桩连接，将一支硫酸铜电极与测量主机连接。
打开测量主机设计测量模式，这里的设置要与同步通断器保持同步运行的相同通断周期和断电时间。
设置测量模式的时候还需要设置出合理的断点电位测量的延迟时间，最普遍的延迟时间设置是50到100毫秒。
在进行近间距电位测量的时候，首先要用探管仪对被保护管道进行定位用以保证放置硫酸铜参比电极的位置要在管道的正上方。
从测试桩的位置开始，沿着整条管线的管顶地表以近间距大概位置在1米到3米之间逐次移动硫酸铜参比电极，每移动一次电极就记录一组通电电位和断点电位一直到下一个测试桩，按照这种方法完成对整条管道的电位测量。
在测量电位的同时还应该使用米尺和GPS坐标测量或者其他方式来确定硫酸铜参比电极放置的位置，应该记录整条管道的固定标志和周围参照物等详细信息。
最主要的记录信息是在整条管道中出现通电电位和断点电位异常的位置，记录并且做好标志。
管道的测量进行到一部分的时候，如果当天不会再次进行测量，应该及时通知阴极保护站恢复管道的阴极保护系统为连续供电状态。
最后一部分工作是数据处理，首先将现场测量得到的数据输入到计算机中，进行数据分析。
然后对每一处测量点的通电电位和断点电位数值分别取算术平均值，代表此处的通电电位和断点电位。
最后以距离为横坐标、电位为纵坐标分别绘制出测量段的通电电位和断点电位的分布曲线图，如果所测环境中不计算直流干扰和平衡电流的影响，那么所绘制的断电电位曲线就可以直接作为阴极保护的保护电位分布曲线。
阴极保护系统常见故障保护管道绝缘不良
阴极保护系统常见故障保护管道绝缘不良河南汇龙合金材料有限公司漏电故障的危害在阴极保护站投入运行，或牺牲阳极保护投产一段时间后，出现了在规定的通电点电位下，输出电流增大，管道保护距离却缩短的现象，或者在牺牲阳极系统中，牺牲阳极组的输出电流量增大，其值已超过管道的保护电流需要，但保护电位仍达不到规定指标的现象。
发生上述情况的原因，主要是被保护金属管道与未被保护的金属结构物“短路”，这种现象称之为阴极保护管道漏电，或者叫做“接地故障”。
接地故障，使得被保护管道的阴极保护电流流入非保护金属体，在两管道的“短接”处形成“漏电点”，这就会造成阴极保护电流的增大；阴极保护电源的过负荷和阴极保护引起的干扰。
另外，阳极地床断路、阴极开路、零位接阴断路都会导致阴极保护不能投保。
例如：格尔木站、甘森站，93年由于阳极电缆断路，造成阴极保护体系不能正常工作，判断阳极地床连接电缆断路时，可采用：(1)测输出电流，将恒电位仪开启，在恒电位仪阳极输出端串上一电流表，如果电流为零，则说明有断路现象。
(2)将恒电位仪机后阳极输出线断开，接入临时地床或其它接地装置，若有输出电压、电流，则可断定阳极地床连接线断路。
在阳极电缆与地床阳极接线处应设置接线用水泥井或标志。
2、造成管道漏电的原因(1)施工不当，交叉管道间距不合规范，即当两条管道，一条为阴极保护的管道，另一条为未保护的管道交叉时，施工要求应保持管道间的垂直净距不小于0.3m，并在交叉点前后一定长度内将管道作特别绝缘，如果施工时不严格按照上述规定去做，那么在管道埋设一段时间后，在土壤应力的作用下，管道相互可能搭接在一起，会造成绝缘层破损，金属与金属的相连，形成漏电点。
(2)绝缘法兰失效或漏电，绝缘法兰质量欠佳，在使用一段时间后绝缘零件受损或变质，使法兰不再绝缘，从而使得两法兰盘侧不再具有绝缘性能，阴极保护电流也就不再有限制；或者是输送介质中有一些电解质杂质使绝缘法兰导通，不再具有绝缘性能。
阴极保护的运行管理
阴极保护的运行管理一、阴极保护投入前的准备和验收(一) 阴极保护投入前对被保护管道的检查1、管道对地绝缘的检查从阴极保护的原理介绍，已得知没有绝缘就没有保护。
为了确保阴极保护的正常运行，在施加阴极保护电流前，必须确保管道的各项绝缘措施正确无误。
应检查管道的绝缘法兰的绝缘性能是否正常；管道沿线布置的设施如阀门、抽水缸、闸井均应与土壤有良好的绝缘；管道与固定墩、跨越塔架、穿越套管处也应有正确有效的绝缘处理措施。
管道在地下不应与其它金属构筑物有“短接”等故障。
管道表面防腐层应无漏敷点，所有施工时期引起的缺陷与损伤，均应在施工验收时使用DCVG检漏仪检测，修补后回填。
2、管道导电性检查对被保护管道应具有连续的导电性能。
3、旧管道对地绝缘状态的检查，应按设计要求处理。
对是否修补防腐涂层，排除接地故障(如防静电接地极等)，应根据技术经济条件比较确定。
对管道导电性的检查，仍需按前述要求进行。
(二) 对阴极保护施工质量的验收1、对阴极保护间内所有电气设备的安装是否符合《电气设备安装规程》的要求，各种接地设施是否完成，并符合图纸设计要求。
2、对阴极保护的站外设置的选材、施工是否与设计一致。
对通电点、测试桩、阳极地床、阳极引线的施工与连接应严格符合规范要求。
尤其是阳极引线接正极，管道汇流点接负极，严禁电极接反。
3、图纸、设计资料齐全完备。
二、阴极保护投入运行1、组织人员测定全线管道自然电位、土壤电阻率、各站阳极地床接地电阻。
同时对管道环境有一个比较详尽的了解，这些资料均需分别记录整理，存档备用。
2、阴极保护站投入运行按照直流电源(整流器、恒电位仪、蓄电池等)操作程序给管道送电，使电位保持在-1.30伏左右，待管道阴极极化一段时间(四小时以上)开始测试直流电源输出电流、电压、通电点电位、管道沿线保护电位、保护距离等。
然后根据所测保护电位，调整通电点电位至规定值，继续给管道送电使其完全极化(通常在24小时以上)。
再重复第一次测试工作，并做好记录。
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测量被保护管道的近间距电位开始测量断电电位之前，应该首相确认被保护管道的阴极保护系统是正常运行的状态，并且管道已经充分极化。
测量数据的时候，应该注意对测量范围内的会影响到阴极保护系统运行的电源安装上电流同步通断器，并且要设置上合理的通/短周期，确保通不断电时间误差不超过0.1秒。
所谓合理的通/短周期时间和断电时间是可以参考一些经验原则的：第一点，断电时间要尽可能的短，但是同时要能确保有足够的时间在小鼠冲击电压影响后采集到数据；第二点，断电期不可以超过3秒钟，以前最典型的通/短周期设置为通电12秒，断电3秒。
接下来是连接电压表和管道，然后将电压表调到合适的量程上读取数据，读取数值的时候应该在通/短时间0.5秒之后进行或者读取断电后万用表的第二个数值。
测量被保护管道的近间距电位比较适合用在对整个阴极保护系统的有效性进行全面的评价。
测量近间距电位可以同时测得被保护管道沿线的通电电位和断电电位，然后在使用直流电位梯度法对整个管道的阴极保护情况全面检查，还可以找到管道防腐层的破损点。
这种方法同测量断点电位的方法一样，都不适合在保护电流不能同步中断的阴极保护工程中，比如有多组牺牲阳极组成的阳极床阴极保护系统、牺牲阳极与管道直接连接的工程、存在不能被中断的外部强制电流设备的管道工程，还有管道的破损点没有和周围土壤或者谁接触的管段都不适合用近间距电位的方法。
需要注意的下面两种情况会造成在使用近间距电位这种方法的时候出现困难或者会影响到测量结果
的准确性：第一，被保护管段处在电阻较大的覆盖层以下的环境中，比如管段上层是铺砌坚实路面、温度低造成周围土壤被冻、在城市中大量的钢筋混凝土、在山区的工程环境中含大量岩石的回填料等。
1、近间距电位的测量方法首先在测量之前应该首先确保阴极保护系统是正常工作的，而且管道已经充分极化。
接下来安装电流同步通断器，按照要求安装并且根据实际使用的阴极保护电源设备和测量仪器的不同来设置合理的通/断周期。
最常用的通断周期设置为：通电800毫秒，断电200毫米；通电4秒，断电1秒；通电12秒，断电3秒。
然后是用连接测量导线一端与测量主机连接在一起，另一端与测试桩连接，将一支硫酸铜电极与测量主机连接。
打开测量主机设计测量模式，这里的设置要与同步通断器保持同步运行的相同通断周期和断电时间。
设置测量模式的时候还需要设置出合理的断点电位测量的延迟时间，最普遍的延迟时间设置是50到100毫秒。
在进行近间距电位测量的时候，首先要用探管仪对被保护管道进行定位用以保证放置硫酸铜参比电极的位置要在管道的正上方。
从测试桩的位置开始，沿着整条管线的管顶地表以近间距大概位置在1米到3米之间逐次移动硫酸铜参比电极，每移动一次电极就记录一组通电电位和断点电位一直到下一个测试桩，按照这种方法完成对整条管道的电位测量。