城镇燃气埋地钢质管道阴极保护的设计
埋地钢质管道阴极保护测量技术
埋地钢质管道阴极保护测量技术沈阳龙昌管道检测中心马负1 前言埋地钢质管道阴极保护系统一旦投用，就要定期对该系统的性能进行评价，确认阴极保护系统的效果,以判断其是否能够充分控制腐蚀。
但是,在实际工作中直接确定管道是否处于腐蚀状态是十分困难和复杂的。
且有些技术在工业化的现场条件下是无法实现的，因此必须依赖一些间接的、技术上可行的方法来评估阴极保护系统的有效性.目前我们采用的主要方法是通过测量管道的电位、电流、电阻等相关参数，与选定的判据进行比较以达到评价阴极保护系统有效性的目的。
阴极保护测量技术内涵十分丰富。
因为腐蚀是电化学过程，所以是电化学和电学测量技术的结合。
为达到测量的规范和统一，最大限度的减少测量误差,国家制定了相关标准。
即GB/T 21246—2007 《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》、GB/T 21447—2008《钢质管道外腐蚀控制规范》、GB/T 21448—2008《埋地钢质管道阴极保护技术规范》。
这里我们主要结合国家标准对阴极保护测量技术进行讨论。
2 判据阴极保护理论研究表明，被保护体达到完全阴极保护的真正判据是被保护体上的各阴极均被极化到被保护体上最活性阳极的开路电位.在这一电位点处腐蚀电流已经停止了，再施加更多的保护电流是不必要的，也是不经济的。
在这一点上对真正判据的理解是很容易的,但是应用这个判据去解决实际腐蚀问题却是不可能的，因为被保护体上最活性阳极的开路电位是不可能准确计算的也不可能在现场测量获得。
因此，必须有替代的判据。
一个替代的阴极保护判据,其目的是提供一个基准点，对某个指定物体施加阴极保护的水平可相对于此基准进行比较。
一个好的判据有某些期望特征，包括较广泛的结构体适用性、环境的实用性、便于应用、可靠的科学基础、将腐蚀减轻到可接受水平的极大可能性以及过度保护带来的危害性.目前我们采用的判据为国家标准GB/T 21448—2008《埋地钢质管道阴极保护技术规范》中的4。
阴极保护技术在埋地管道上的应用案例的总结
阴极保护技术在埋地管道上的应用案例的总结课程：现代阴极保护技术班级：学号：姓名：目录1.阴极保护技术介绍1.1阴极保护技术原理1.2阴极保护方法1.2.1牺牲阳极阴极保护技术1.2.2强制电流阴极保护技术2. 阴极保护技术在埋地管道上的应用2.1 阴极保护技术的应用现状2.2 埋地管道采取防腐措施的必要性3.应用实例分析3.1 西气东输东输管道工程阴极保护3.1.1 阴极保护设计参数选定3.1.2 阴极保护站位置的确定3.1.3 阴极保护系统的构成3.1.4 管道外防腐涂层与阴极保护的协调问题3.2 天津渤西油气处理厂管道牺牲阳极保护3.2.1 保护电位的确定3.2.2 阳极材料及数量的确定3.2.3 阳极分布及埋设3.3 长庆油田靖咸长输管道、靖惠管道、第三采油厂管道的检测与评定3.4 油气管道阴极保护的现状与展望参考文献1.阴极保护技术介绍1.1阴极保护技术原理阴极保护是通过阴极电流使金属阴极极化实现。
通常采用牺牲阳极或外加电流的方法。
系统的检测主要通过每间隔一定的距离所测得的阴极保护数据来准确分析判定管道的阴极保护状态。
1.2阴极保护方法1.2.1牺牲阳极阴极保护技术牺牲阳极法是将需要保护的金属结构作为阴极，通过电气连接与电子电位更低的金属或合金连接，使其满足腐蚀电池形成的条件，让电子电位低的阳极材料向电子电位高的阴极材料不间断地提供电子。
牺牲阳极因较活泼而优先溶解，向被保护金属通入一定量的负极直流电，使其相对于阳极接地装置变成一个大阴极而免遭腐蚀, 而阳极则遭到强烈腐蚀；此时阴极材料的结构首先极化，在结构表面富集电子，不再产生离子，进而减缓并停止结构腐蚀进程，从而达到保护阴极材料的目的。
1.2.2强制电流阴极保护技术强制（外加）电流是通过外加的直流电源（整流器等），直接向被保护的金属材料施加阴极电流，使其发生阴极极化，同样达到保护阴极金属材料的目的。
而给辅助阳极(一般为高硅铸铁或废钢)施加阳极电流，构成一个腐蚀电池，也可使金属结构得到保护。
16 阴极保护
一次检测完成。CIPS法沿管道每间隔1.5--2米左右采集一个
数据，绘成的管道的连续电位曲线反映了管道的全线电位保 护状况， 此方法可消除RI降影响。
20
防腐层检测方法
PCM多频管中电流法 测量外防腐层整体质量及防腐层绝缘电阻率。发射机可同时 向管道施加多个频率的电流信号；接收发射机所发射的不同 频率的电流信号，沿管道不同距离测量电流信号衰减，可定 量计算分析管道的防腐层整体质量。
30
电位法
31
电位法
绝缘接头性能良好的情况下，Vb在数值上和管道阴极保护电
位相近（－850mV~－1200mV），Va 在数值上与管道自然电位
（一般在－550 mV 左右）相近。
所以根据测量结果，若Vb明显地比Va更负（△V=200~500mV）， 则认为绝缘接头的绝缘性能良好。 如果电位差△V小于200mV，则应该使用其他检测方法进行进 一步测量，以确定绝缘接头是否失效。
5
牺牲阳极的埋设方式
6
强制电流法
外部直流电源直接向被保护金属
通以阴极电流，使之阴极极化，
达到阴极保护的目的。有参比电
极、辅助阳极、直流电源、连接
导线。
辅助阳极把保护电流送入电解质
流到保护体上，故阳极工作时处 在电解状态下。
7
强制电流法
8
强制电流法
9
杂散电流
杂散电流是由直流电源（如电气火车、有轨电车、电焊机 等）设备漏失出来的电流。
阴极保护
二〇一四年七月
保护电位准则
1、通电情况下，相对Cu/饱和硫酸铜参比电极极化电位至少为850mV（地表法和近参比法） 2、管道表面与土壤接触的参比电极之间测得的阴极极化电位差 不得小于100mV。用于极化的建立和衰减过程中。 3、土壤或水中含有硫酸盐还原菌，且硫酸根含量大于0.5%，通 电保护点位应达到-950mV或更负 4、最大保护电位的限制应根据覆盖层环境确定，以不损坏覆盖 层粘接力为准，一般区-1.5V（SCE） 保护电流密度——被保护物单位面积上所需的保护电流，是 阴极保护中必不可少的重要参数。
埋地管道阴极保护装置失效原因分析及建议
埋地管道阴极保护装置失效原因分析及建议摘要：随着国民经济快速发展，煤改气的推进，我国天然气用量与日俱增，而天然气的输送主要是管道运输，燃气管道的敷设数量和范围都有了较大的增长，其中有很大一部分管道是埋地钢质管道。
由于管道长期埋在地下，随着使用时间的增加，在土壤腐蚀、施工等因素影响下，因保护不到位产生腐蚀发生泄漏的可能性增大，如果未能及时发现，会导致天然气泄漏聚集后爆炸，使经济和社会效益遭受巨大损失。
对于埋地管道来讲，当前普遍选择阴极保护联合外防腐层的方法，因此阴极保护装置格外重要。
下面，文章就埋地管道阴极保护装置失效原因分析及建议展开论述。
关键词：埋地管道；阴极保护；装置失效；原因分析；对策建议引言由于埋地管道所面对的环境比较潮湿和复杂，因此需要采取合理的保护措施减少管道腐蚀。
阴极保护是当前埋地管道重要的防护措施，通过以不断促进阴极保护设施和设备管理质量的提升，彰显出管道保护的具体效益，将金属腐蚀问题尽可能的规避，促进管道应用期限的延长，提升管道运输的效率。
1阴极保护理论介绍1.1阴极保护系统原理“将负电流加到被保护的金属上，再由阴极极化将其从负电势变为稳定电势，可以起到抑制金属腐蚀的作用”。
这是一种叫做阴极保护的方法。
阴极保护是一种用于控制金属的电化学腐蚀防护。
采用阴极保护体系制成的电池，通过在阳极上进行氧化还原，可以抑制被保护的金属对阴极的侵蚀。
而阴极防护则是以电化学腐蚀为基础，发展起来的一种电化学防护技术。
在氯化钠溶液（或土壤）中，铁会在金属表面发生电化学腐蚀，而在镁阳极和外部电源的作用下，阴极保护装置可以在一定程度上改变上述反应。
这说明了不同的反应粒子与产物间的物质转移与转化。
但由于该阴极保护系统是通过牺牲阳极或外部电源来实现的，所以可以向该金属供给大量的电子（施加期望的负电流），由此使得该金属界面具有负电势，并能有效地抑制氧化反应。
在此情况下，通过采用牺牲阳极或外部电源，来达到阴极保护作用，起到抑制金属腐蚀的效果[1]。
燃气管道防腐层和阴极保护
燃气管道防腐层和阴极保护1.1.1燃气管道防腐层1.1.1.1一般规定（1）管道防腐层主要性能应符合下列规定：1）应有良好的电绝缘能力；2）应有足够的抗阴极剥离能力；3）与管道应有良好的粘结性；4）应有良好的耐水、汽渗透性；5）应具有良好的机械性能；6）应有良好的耐化学介质性能；7）应有良好的耐环境老化性能；8）应易于修复；9）工作温度应为-30℃～70℃。
（2）防腐层应根据下列因素选择：1）土壤环境和地形地貌；2）管道运行工况；3）管道系统设计使用年限；4）管道施工环境和施工条件；5）现场补口、补伤条件；6）防腐层及其与阴极保护相配合的经济合理性；7）防腐层涂覆过程中不应危害人体健康和污染环境；8）防腐层的材料和施工工艺不应对母材的性能产生不利影响。
（3）管道防腐层宜采用挤压聚乙烯防腐层、熔结环氧粉末防腐层、双层环氧防腐层等。
（4）管道附件的防腐层等级不应低于管道防腐层等级。
1.1.1.2防腐层涂覆（1）防腐层涂覆前应进行管道表面预处理，预处理方法和检验标准应符合国家现行相关标准的规定，合格后方可涂覆。
（2）管道防腐层涂覆应在工厂进行，防腐层涂覆应完整、连续及与管道粘结牢固，涂覆及质量应符合相应防腐层标准的要求。
（3）管道预留的裸露表面应涂刷防锈可焊涂料。
1.1.1.3防腐管的检验、储存和搬运（1）防腐管现场质量检验指标应符合下列规定：1）观：防腐层表面不得出现气泡、破损、裂纹、剥离等缺陷；2）粘结力：防腐层与管道的粘结力不得低于相应防腐层技术标准要求；3）连续性：防腐层中暴露金属的漏点数量应符合相应防腐层技术标准要求。
（2）防腐管现场质量检验及处理方法应符合下列规定：1）外观：应逐根检验，对发现的缺陷应修补处理直至复检合格；2）厚度：每根管应检测两端和中部共3个圆截面，每个圆截面测量上、下、左、右共4个点，以最薄点为准。
每20根抽检1根（不足20根按20根计），如不合格应加倍抽检，加倍抽检仍不合格，则应逐根检验，不合格者不得使用；3）粘结力：采用剥离法，取距防腐层边界大于10mm的任一点进行测量。
《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规章》CJJ95
城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程CJJ95Technical specification for external corrosion control of buried steel pipeline for city gas1 总则1.0.1 为使城镇燃气埋地钢质管道（以下简称管道）腐蚀控制工程达到统一标准、合理设计、规范施工、科学管理的目的，制定本规程。
1.0.2 本规程适用于城镇燃气埋地钢质管道外腐蚀控制工程的设计、施工、验收和管理。
1.0.3 腐蚀控制工程应做到技术可靠、经济合理、保护环境；并应不断采用新技术、新设备、新材料、新工艺，满足腐蚀控制要求，提高经济效益、环境效益和社会效益。
1.0.4 管道腐蚀控制工程除应符合本规程外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语2.0.1 腐蚀corrosion金属与环境介质间的物理——化学相互作用，其结果使金属的性能发生变化，并常可导致金属、环境或由它们组成的作为部分技术体系的功能受到的损伤。
2.0.2 腐蚀速率corrosion rate单位时间内金属遭受腐蚀的质量损耗量或深度损耗量，常以mm/a或g/m2·h表示。
2.0.3 腐蚀控制corrosion control人为改变金属的腐蚀体系要素，以降低金属的质量损耗和对环境介质的影响，保障管道的服役功能。
2.0.4 腐蚀电位corrosion potential在开路条件下，处于电介质中的腐蚀表面相对于参比电极的电位，也称为静止电位（rest potential）、开路电位（open-circuit potential）或自然腐蚀电位（freely corroding potential）。
2.0.5 防腐层coating涂覆在管道及其附件表面上，使其与腐蚀环境实现物理隔离的绝缘材料层。
2.0.6 漏点holiday防腐层的不连续处（孔），导致未被保护的表面暴露于环境中。
2.0.7 电绝缘electrical isolation管道与相邻的其他金属物或环境物质之间，或在管道的不同管段之间呈电气隔离的状态。
城市地下燃气钢质管道腐蚀与防护工作面临的问题及对策
城市地下燃气钢质管道腐蚀与防护工作面临的问题及对策摘要：本文介绍了城市地下燃气钢质管道腐蚀的特点、危害及防护(防腐)方法，简述了目前城市地下燃气钢质管道防腐工作存在的主要问题及制约当前防护工作的环境条件，对加强城市地下燃气钢质管道的防护主要措施进行了探讨。
关键词：城市地下燃气钢质管道腐蚀防护问题对策1 引言随着城市现代化建设的发展，城市内地铁、轻轨、高压输电线路，工厂等电气设备、高层建筑防雷接地装置迅速增多，地中杂散电流来源广、干扰强，工业、生活污水排放，地表水污染严重，土壤腐蚀性普遍较重，使得地下燃气钢质管道腐蚀日趋加重。
而且城市各种地下金属管道及设施密集、纵横交错，管道距行道树较近，特别是2000年以前敷设的管道外防腐层主要是石油沥青玻璃布、煤焦油沥青玻璃布，其吸水率高、老化快，容易被树根穿透等造成外防腐层破坏，引起管道腐蚀穿孔，施工质量参差不一等加剧管道腐蚀。
燃气既是一种高效、清洁的生活燃料，也是一种易燃、易爆的危险介质，城市地下燃气管道作为向千家万户输送燃气的通道，它的安全运行事关城市人民生命财产安全和生活秩序的正常进行。
由于上述自然环境土壤腐蚀性、输送燃气的腐蚀性及某种程度上的人为因素(第三方破坏)及城市地铁、轻轨的快速发展，引起地下杂散电流腐蚀，使城市地下燃气钢质管道经常发生腐蚀穿孔(或断裂)泄漏，甚者引发燃烧、爆炸和中毒等恶性事故。
据中国《腐蚀防护报》报道。
我国近10×104km的城市地下管道寿命有的只有2年～3年，多则20多年，比发达国家平均使用寿命差几倍，在近4×104km的油气管道中平均每年约有1000km报废更新，数万处的腐蚀穿孔事故发生[4]。
据90年代京津地区燃气公司统计，70％以上的燃气管道泄漏都是由于防腐层破损致使腐蚀穿孔所造成[2]。
昆明城市煤气管网长度2300km，从1984年至今全部采用阴极保护措施，经过对埋设试片腐蚀凋查分析对比，结果显示：采用阴极保护防腐技术可有效缓解地下煤气管道的腐蚀速度，延长管道寿命1.49倍～1.76倍。
埋地钢质管道阴极保护参数测试方法
埋地钢质管道阴极保护参数测试方法一、引言埋地钢质管道阴极保护是一种重要的保护措施，旨在减缓钢质管道在土壤中的腐蚀速度。
为了确保防护效果，需要对埋地钢质管道的阴极保护参数进行测试和评估。
本文将介绍一种常用的测试方法，并详细描述相应的步骤和要点。
二、测试设备准备1.阴极保护测试设备：包括电位计、电流计、参比电极等。
2.测试电池：一般为可充电电池或干电池，用于给测试设备供电。
3.测试线缆：用于连接测试设备和钢质管道。
三、测试步骤1.安装测试设备：将电位计和电流计等设备连接好，确保测试设备工作正常。
2.测试点选取：在埋地钢质管道上选择多个测试点，通常应包括管道起点、终点和中间等位置。
3.参比电极放置：将参比电极插入土壤中，距离要测试的钢质管道一定距离，一般建议距离为3倍管道直径。
4.测试电极放置：将测试电极与钢质管道连接，确保良好的接触，并用适当的方式固定，以防止意外移动。
5.测试电位记录：将测试设备中的电位计接触到每个测试点上，记录电位值，并记录时间。
6.测试电流记录：将测试设备中的电流计接触到测试点上，记录电流值，并记录时间。
四、测试要点和注意事项1.测试时应选择干燥的天气，以避免因为土壤含水量变化而导致测试结果不准确。
2.测试电位的测量应当静止一段时间后再进行记录，避免测试时阴极保护系统的脉冲干扰。
3.测试点选取应尽量覆盖整个钢质管道，以确保测试结果的代表性。
4.参比电极的放置位置应远离其他阴极保护系统和金属结构，以减小干扰。
5.测试电极与钢质管道的接触应良好，避免电阻过大而导致测试结果误差。
6.测试设备的精度应满足相关标准要求，以保证测试结果的准确性。
7.测试记录应包括测试时间、测试地点、测试点坐标、测试参数等信息，以备后续分析。
五、测试结果分析通过测试记录的电位和电流值，可以计算出埋地钢质管道的阴极保护参数，如夜间开路电位、电流密度等。
进一步分析这些参数，可以评估阴极保护系统的有效性，以及钢质管道的腐蚀状态。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
城镇燃气埋地钢质管道阴极保护的设计城镇燃气供应是现代城市生活中不可或缺的一部分，而城镇燃气管道的安全性是保障城市居民生活安全的重要环节。
埋地钢质管道作为城镇燃气输送的主要管道，受到外界环境的侵蚀，容易出现腐蚀现象，为了保护钢质管道，阴极保护技术成为一种重要的保护措施。
下面将介绍城镇燃气埋地钢质管道阴极保护的设计。
阴极保护技术是一种利用外部电流或天然电位来减缓导体腐蚀速率的技术。
在城镇燃气管道阴极保护设计中，需要考虑以下几个方面：防腐涂层、阴极保护电位、阴极保护电源以及监测系统。
首先，防腐涂层是阻隔钢质管道与外界环境的直接接触，起到抵御腐蚀的作用。
在设计防腐涂层时，需要考虑涂层的材料、厚度以及施工方式等因素。
一般选用的防腐涂层材料有环氧煤沥青、环氧涂料等。
涂层的厚度要满足一定的要求，以确保有效地阻隔锈蚀物质的渗透。
施工时要注意涂层的均匀性和质量，以免出现漏涂或涂层粘接不牢等问题。
其次，阴极保护电位是阴极保护系统的重要参数。
钢质管道的腐蚀速率与管道周围溶液的电位有关，通过提供负电位以调整电位差，可以减缓或抑制钢质管道的电腐蚀。
在设计阴极保护电位时，需要考虑管道材质、土壤性质以及周围环境因素等因素。
在正常情况下，一般将阴极保护电位设置为-0.85V到-1.1V之间，来达到较好的防腐蚀效果。
但需要根据具体情况进行调整。
阴极保护电源是提供阴极保护电流的装置，其作用是为阴极保护系统提供所需的电流。
常见的阴极保护电源有直流电源和交流电源。
在设计阴极保护电源时，需要考虑电源的工作稳定性、电流容量以及维护保养等因
素。
为了确保阴极保护电流的稳定性和可靠性，可以选择双电源供电系统
或备用电源供电系统。
最后，监测系统是对阴极保护系统运行状态进行监测和控制的重要手段。
通过监测系统可以实时了解阴极保护系统的运行情况，并及时发现可
能存在的问题。
常见的监测参数包括管道电位、管道电流、土壤电阻等。
监测系统可以采用有线传输或无线传输方式，以实现远程监控和管理。
总之，城镇燃气埋地钢质管道阴极保护的设计是保障燃气供应安全性
的重要一环。
在设计阴极保护系统时，需要考虑防腐涂层、阴极保护电位、阴极保护电源以及监测系统等因素，并根据具体情况进行合理的设计和调整，以确保阴极保护系统的正常运行和可靠性。