长输管道站场区域阴极保护
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是输送油气、水等液体或气体的重要通道，其保护是关系到国家能源安全和环境安全的关键问题。
阴极保护是一种有效的管道保护方法，主要是通过施加电场，使管道表面电位负化，从而减少管道金属的腐蚀速率，延长管道使用寿命。
本文将阐述长输管道的阴极保护原理、方法及故障分析。
一、阴极保护原理由于土壤中存在着各种离子，例如水、氯离子等，这些离子会形成电池，导致管道金属表面出现电位差，这种现象称为自然电位。
如果管道的自然电位低于一定的电位（通常为-0.85V），则管道处于负电位，就会发生金属的电化学腐蚀。
阴极保护的主要原理是通过施加外加电场，将管道表面电位负化，使得管道处于负电位，在靠近管道表面的电场区域内，电子从管道金属表面流向土壤中的正离子，使其发生还原反应，从而减少管道金属腐蚀速率。
1、电位调节法：通过在管道两端安装钛阳极和铁/铜阴极，以及控制钛阳极输出的电流来调节管道表面的电位，从而达到保护作用。
2、电流输出法：在管道保护系统的控制下，直接将电流输出到管道端部的阳极或在管道上部固定钛阳极来保护管道。
3、均匀分散法：通过在管道上均匀分布一定数量的阳极，使得管道表面的电位均匀调整到负电位，从而保护整个管道。
1、偏移现象：阴极保护系统在使用过程中，由于地下水流的影响，土壤的化学组成及导电性不均匀等因素，易出现管道阴极保护区域偏移的现象。
一般采用分析安装阳极的位置是否正确，调整阴阳极之间的距离和电位来解决偏移问题。
2、极化过度：在保护过程中，如果管道阴极保护电位过于负化，反而会引起金属氢化、内应力等问题，从而导致管道的损坏。
应当合理调整阴极保护的电位，避免出现极化过度的情况。
3、外来干扰：阴极保护系统如果受到外部电源干扰（例如电力系统、通信设备等），会导致保护系统失效，出现管道腐蚀。
一般应在设计阴极保护系统时，选取合适的接地点，采取防雷、防电磁干扰等措施来预防外来干扰。
综上所述，长输管道阴极保护技术是一项重要的保护措施，可有效减少管道的金属腐蚀速率，延长管道寿命。
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是输送石油、天然气等能源的重要设施，其安全运行需要关注防腐蚀和防止电化学腐蚀失效的问题。
阴极保护技术是一种保护长输管道金属的经济、有效的方法，本文将对长输管道阴极保护的原理、方法及故障的分析进行探讨。
一、阴极保护原理管道腐蚀的根本原因是电化学腐蚀，当管道作为阴极而周围环境当作阳极时，管道表面将出现金属的电子脱落，导致金属离子向外扩散，进而形成腐蚀。
阴极保护技术通过在管道表面制造负电位，使其成为静电阴极，从而减少或甚至消除电子脱落现象，从而防止或减缓管道腐蚀。
阴极保护主要包括直流阴极保护和交流阴极保护，其中直流阴极保护利用负电位防止管道腐蚀，交流阴极保护则通过改变管道表面的极性来防止腐蚀。
1. 阴极保护电流阴极保护电流是阴极保护的主要参数，它可以直接影响阴极保护的效果。
通常情况下，阴极保护电流的大小应该根据土壤电阻率和管道电流密度来确定，一般地说，管道的阴极保护电流应该保持在0.03~0.1A/m2之间。
阴极保护电源是阴极保护的核心，它通常包括直流阴极保护电源和交流阴极保护电源。
对于直流阴极保护电源，其一般需要提供相应的电流稳定性，可靠性以及有效的过流保护机制。
而对于交流阴极保护电源，其主要需要提供一定的非均匀电场分布能力，同时保证电源的电压和频率与管道周围环境相匹配。
3. 阴极保护绝缘节制阴极保护绝缘节制是一种保持管道电位稳定、减少腐蚀险情的技术。
阴极保护绝缘节制应能够有效地防止管道周围地下水的浸渍和电流干扰，同时保证管道电位的可靠性和稳定性。
一般地说，此类绝缘节制的材料应具备良好的腐蚀防护能力、良好的电绝缘性能以及耐高温、耐低温等特性。
阴极保护效果的检测是防止管道腐蚀以及其他电化学腐蚀失效的重要手段。
在阴极保护检测方面，根据管道的构造形式、使用环境以及技术特点等因素，在实际应用中常常采用电位测量、电阻率测量以及电流测量等多种检测手段。
这些检测手段在实际应用中的效果和精度均有相应的保障。
长输管道阴极保护及阴极保护站维护基础知识
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长输管道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2018年版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。
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是石油、天然气、化工产品等重要能源和物质运输的主要途径之一。
在使用过程中，长输管道的阴极保护是非常重要的。
本文将从长输管道阴极保护的原理、方法、故障类型及其分析等方面进行介绍。
一、阴极保护原理阴极保护是一种经济、有效的金属防腐措施，通过在金属表面施加一个负电位，将金属的电位调整到阴极区，在物质和能量的作用下，使金属表面处于保护状态，从而防止金属的电化学腐蚀。
在长输管道中，阴极保护的主要目的是保证管道金属表面的电位低于其溶解电位，使其处于被保护状态，从而防止腐蚀。
1. 熔融热浸镀法熔融热浸镀法是将金属作为阳极，通过在其表面浸涂含有阴离子的熔态物质，在高温下将该物质还原成金属的一种阴极保护方法。
该方法的优点是保护效果好，缺点是操作复杂，成本较高。
2. 电化学阴极保护法电化学阴极保护法是将外部电源与被保护金属合成电池，通过从外部输入一个反向电流，使金属的电位降低到保护电位以下，从而达到防腐的目的。
该方法的优点是施工简单，成本低，但需要对金属进行严格的电位控制。
渗入阻抗阴极保护法是一种新型的阴极保护方法，通过将阻抗控制器引入管道，将介质中的电导率、温度、湿度等参数作为参量，根据管道的工作状态和防腐要求计算出合适的电位值，并通过介质的渗入作用对管道进行阴极保护。
该方法的优点是操作简便，防腐效果好，但需要对阴极保护设备进行严格监护。
三、故障分析阴极保护设备在工作过程中也会出现一些故障，主要包括以下几点：1. 阳极失效阳极失效是指金属阳极在使用过程中出现脱落、损坏等情况，从而导致被保护金属表面的电位增加，无法达到保护状态，最终导致金属的腐蚀。
防止阳极失效的方法包括定期检查和更换。
2. 阴极材料污染长输管道中的介质可能会对阴极保护材料产生腐蚀或污染，从而导致阴极材料的损坏和阴极保护效果的降低。
预防阴极材料污染的方法包括管道清洗、选择防腐能力强的阴极材料等。
3. 阴极保护电流过小或过大阴极保护电流过小或过大都会导致保护效果下降。
长输管道站场区域阴极保护-精选文档
合金。工程实施后，进行电位实测，总结了很多经验。
陕京线也先后在采育、永清、通州等站实施区域阴极 保护；西气东输也陆续在甪直和古浪开展了区域阴保 研究；
边水平浅埋阳极组方式，这两个站的设计和实施由泵
站管理单位完成，由于输油泵站区域较大，地下管网
较多，管道电绝缘几乎没有实施，因此，这两个站的 区域阴保除靠近阳极地床的区域配管外，相当一部分 由于地下管道的相互电屏蔽而没有达到保护电位，普 遍在-0.75-0.8V C.S.E。
进入新世纪初，区域阴极保护进入全面尝试应用
中国石油天然气管道工程有限公司
CHINA PETROLEUM PIPELINE ENGINEERING CORPORATION
多年来站场内部埋地管网的腐蚀破坏事故不 断的发生，如忠—武输气管线站场在扩建开挖 时发现，站内管线防腐层脱落严重，又没有阴 极保护措施，造成了较为严重的腐蚀；07年初 在西气东输轮南首站以及陕京输气管道站内开 挖过程中，也同样发现防腐层破损严重，使管 道遭受了腐蚀；另外，早些年在阿—赛线、濮-临复线
由于站内设备、仪表设施以及人员相对比较 集中，站内腐蚀泄露的危害要比干线严重的多。
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正因为如此，站内腐蚀在国外油气储运工程中一直
都很重视，美国腐蚀工程师协会NACE要求站内管道 必须采取阴极保护。中石油最近十多年来也陆续在 许多管道工程中,如忠武线、库鄯线、黄岛首站、 太阳升和林源等泵站、鄯乌线，陕京输气管道、以 及广东LNG等诸多工程的工艺站场实施了区域阴极 保护，取得了一定的效果。一些管道项目如西一线、 西部原油成油管道等都正在实施增设区域阴极保护。
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是输送天然气、石油等能源资源的重要设施，其安全运行对于国家经济发展具有至关重要的意义。
长输管道在运行过程中会受到各种外部环境和内部因素的影响，其中阴极保护系统的设计和故障分析是保障长输管道安全运行的关键问题之一。
本文将围绕长输管道的阴极保护及故障分析展开讨论，以期对长输管道的安全运行提供指导和保障。
一、长输管道阴极保护的作用长输管道在运行中常受到土壤电化学环境的影响，其中的电化学腐蚀是导致管道金属材料损坏的主要原因之一。
而阴极保护是一种有效的控制管道金属材料腐蚀的措施，其基本原理是通过外加电流使管道维持在一个负电位，从而抑制管道金属的腐蚀过程。
阴极保护系统主要由阳极、电源和控制系统三部分组成，其中阳极的材料一般选用锌、铝、镁等，电源一般选用直流电源，控制系统则根据管道的具体情况进行设计。
1.抑制金属腐蚀：阴极保护系统通过外加电流维持管道在负电位，使得管道金属处于稳定的电化学环境中，从而抑制了金属的腐蚀。
2.延长管道使用寿命：有效的阴极保护系统可以有效地延长长输管道的使用寿命，降低了管道的维护成本和更换频率。
3.提高管道安全性：良好的阴极保护系统可以有效地提高管道的安全性，减少因金属腐蚀引起的事故发生的概率，保障管道的安全运行。
二、阴极保护系统的故障分析尽管阴极保护系统可以有效地保护长输管道的金属材料不被腐蚀，但在实际运行中也会出现各种故障情况，这些故障如果得不到及时发现和处理，就会对长输管道的安全运行造成严重的影响。
下面我们将针对阴极保护系统的故障进行分析，并提出相应的处理措施。
1.阳极失效：阳极是阴极保护系统中最为关键的部件之一，一旦阳极失效，就会导致管道金属材料的腐蚀。
阳极失效的原因主要包括材料腐蚀、磨损、电流分布不均等，因此在实际运行中要定期对阳极进行检查，并根据检查结果进行维修或更换。
2.电源故障：阴极保护系统的电源是维持管道在负电位的关键组成部分，一旦电源出现故障就会导致管道金属处于阳极保护的状态，从而失去了有效的防腐功能。
关于长输管道的阴极保护及故障分析
关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道的阴极保护技术是一种常用的管道防腐蚀措施，它通过在管道表面施加阴极电流来抑制金属的电化学腐蚀。
在长输管道的使用中，阴极保护系统有可能出现故障，导致管道的腐蚀防护效果下降甚至失效。
阴极保护系统的故障主要表现为以下几个方面：电流输出不稳定、电流密度异常、电流输出中断、电流阴极化效果不明显、电流与电位关系异常等。
造成阴极保护系统故障的原因很多，常见的有阴极保护装置失灵、电源欠压或过压、电缆接头松动或断裂、阳极材料耗尽、导电性能差的涂层等。
这些原因可能单独或同时发生，造成管道的阴极保护系统故障。
当发现长输管道阴极保护系统存在故障时，需要进行故障分析，并采取相应的措施进行修复。
应检查阴极保护装置是否正常工作，包括检查电源电压、电流输出稳定性等。
如果发现装置失灵，应及时修复或更换。
需要检查电缆连接是否正常。
阴极保护系统中的电缆连接非常重要，如果松动或断裂，会影响电流的输出。
应检查电缆连接是否紧固，舒展长度是否正常。
如发现有问题，应进行修复或更换。
还需要检查阳极材料的情况。
阳极材料是阴极保护系统中的关键部件，如果阳极材料耗尽，会导致阴极保护效果变差。
应定期检查阳极材料，如发现阳极材料耗尽，应及时进行更换。
还需要检查涂层的导电性能。
涂层的导电性能直接影响阴极保护系统的效果。
如果涂层导电性能差，会导致阴极保护系统无法正常工作。
应定期检查涂层的导电性能，如果发现问题，应进行修复。
通过以上的故障分析和修复措施，可以及时解决长输管道阴极保护系统的故障问题，确保管道的腐蚀防护效果。
也需要认识到，阴极保护系统的故障不仅会影响腐蚀防护效果，还可能引发其他安全隐患，因此维护阴极保护系统的正常运行十分重要。
长输管道的阴极保护及故障探讨
长输管道作为我国油气资源、供暖系统等重要的供应载体，其在用时间往往都比较长，在正常的环境条件下也较容易发生腐蚀等情况，而长输管道一旦出现腐蚀现象，不仅会使介质的正常供应带来不利影响，同时也极易造成安全事故和财产损失，因此必须重视长输管道的防腐蚀工作。
目前采用较多的有效防腐控腐手段有两种，即加涂防腐覆盖层和阴极保护技术，在这两项措施中，管道防腐涂层较为容易理解，也就是指在管道壁和管道连接等处涂覆防腐材料涂层，以达到防止有害物质与管路直接接触对管道进行侵蚀的目的。
而阴极保护技术在长输管道的防腐保护中则是一项更为关键的技术，已经成为了管道防腐保护的关键系统。
1 长输管道阴极保护的概述1.1 牺牲阳极的阴极保护方式在长输管道的阴极保护系统中，牺牲阳极的阴极保护是最为基础的保护方案措施，其主要原理是，通过电解质这一过程，金属电子大量释放，负的电位得以形成，金属管道壁受相应催化而具备类似电池阴极的特性，从而实现其材料保护的目的。
在长输管道阴极保护技术中，牺牲阳极的保护方式是一种非常便捷的保护手段，该种保护方式省略了加装外部电源的过程，可操作性极强，对于保护电阻率低于周围环境的长输管道而言效果显著，发挥作用的空间较大。
虽然说牺牲阳极的阴极保护方式具备着便捷和可操作性强等诸多优势，但就目前而言，这种保护方式也存在着很多弊端和技术难题。
一般来说，采用此种保护方式的管道整体寿命普遍不高，究其原因，主要是受其阳极表面的不利影响较大，阳极表面附着层导电性极差甚至根本不导电，使得电阻率大大提高，反而会给长输管道的保护工作带来阻碍。
1.2 外加电流的阴极保护方式 对于长输管道阴极保护系统来讲，外加电流的阴极保护技术也是一项管道保护的重要手段。
此种保护方式指的是，通过外加强力的电流，促使金属材料的管道接触更多电子，最大限度避免电离现象，使长输管道金属材料的结构电位与其所处的环境条件相比有效降低。
与牺牲阳极的保护方式相反，此种保护方式所适应的环境条件电阻率都比较高，对于大型的管路设施保护效果十分显著，在长输管道中，其应用性也更加强。
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国内近30年区域阴极保护经验证明，站场区域阴
极保护能否成功，阳极地床方式和位置至关重要，这
是我们十多项区域阴保工程的最深刻感受，可以说是 区域阴保能否成功的关键。如果地床方式或位置分布 选择不当，将会对保护范围以外的干线管道和邻近金 属构筑物形成不良的干扰影响，并且，存在对于管网
密集的地方因屏蔽而达不到保护而其它区域却产生了
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--必要绝缘设施的安装限制，站场区域性阴极保护设
计中，应当根据需要设置必要的绝缘隔离设施，但在
装置区内安装绝缘接头因数量较多、安装空间有限等 原因显得很不现实，造成一定的阴极保护电流流失。 --调试与检测，如上所述，站场区域性阴极保护的实 施受到许多制约影响，需要根据实际情况调节并合理 分配保护电流，实际操作中保护电流的调配以及保护 电位的均衡并不是十分容易取得理想效果的，有时会
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五、柔性阳极技术
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柔性阳极技术介绍
柔性阳极是目前国外区域阴极保护中普遍采用的
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站管理单位完成，由于输油泵站区域较大，地下管网
较多，管道电绝缘几乎没有实施，因此，这两个站的 区域阴保除靠近阳极地床的区域配管外，相当一部分 由于地下管道的相互电屏蔽而没有达到保护电位，普 遍在-0.75-0.8V C.S.E。
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多年来站场内部埋地管网的腐蚀破坏事故不 断的发生，如忠—武输气管线站场在扩建开挖 时发现，站内管线防腐层脱落严重，又没有阴 极保护措施，造成了较为严重的腐蚀；07年初 在西气东输轮南首站以及陕京输气管道站内开 挖过程中，也同样发现防腐层破损严重，使管 道遭受了腐蚀；另外，早些年在阿—赛线、濮-临复线
阶段。2001年11月，管道公司在所属的鄯乌线对沿线
所有工艺站场实施区域阴极保护，这次阴极保护的实
施，充
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分总结了以前的经验，先后对鄯善首站、乌石化末站、
新化分输站、城市站等所有站场进行区域保护，保护
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下图为忠武管道站内腐蚀现场图片
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长输管道站场 区域阴极保护
2009年12月 昆明
汇报总目录
1、 区域阴极保护的意义 2、 技术发展回顾 3、 区域阴极保护技术特点 4 、传统辅助阳极地床 5、 柔性阳极技术
6、 结束与建议
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1、 区域阴极保护的意义
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30多年来，随着越来越多的石油和天然气 管道工程的建设，人们对长输管道的腐蚀控制 已经得到了足够的重视，管道腐蚀泄露事故越 来越少；然而，由于对站场地下管道的腐蚀防 护缺乏重视，输油气站场内配管系统腐蚀的事 例却不断地发生，已经越来越引起大家的关注， 对输油气管道站场实施区域阴极保护的呼声越 来越高，将区域阴保纳入站场腐蚀防护工作中 已成为必须。
二、 技术发展回顾
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国内长输管道行业区域阴极保护技术始于上世纪
70年代末80年代初，当时的管道勘察设计院在管道局
所属的东营首站首次尝试进行区域阴极保护，阴极保 护采用的是深井阳极，保护站内库区与地下管网，现 场采取不断调试通电点方式，由于当时库区地下金属 管网与其它金属构筑物较多，而且分布情况不明，除
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输油管道上，也都出现过站内埋地管道腐蚀泄 漏的报导。所有这些站内管道被腐蚀的实例， 都在迫切地督促着人们尽快采取必要的防护措 施，改善和综合治理由于站内管网缺乏保护正 在遭受着的腐蚀侵害。
件下。
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深井阳极地床方式对地质条件、地下水位、地下
地层土壤电阻率等因素要求苛刻，另外深井阳极方式
存在着施工设施庞大、施工复杂、钻井配套设施复杂、 工程费用较高、钻井失败的风险较大等许多不利因素。
们也在不断与我们的国际合作伙伴如美国克罗尼尔、 MACTOR、英国CP、德国SSS等专业公司广泛合作，对国 外的区域阴保也有比较多的了解和掌握。
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三、 区域性阴极保护技术特点
过保护问题。 传统的区域阴极保护辅助阳极地床形式主要有浅 埋、深井阳极等形式。
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1 浅埋阳极地床,浅埋阳极地床是指一支或多支阳极垂
直（或水平）安装于地下15米以内的土壤中，以提供
顾此失彼；
这些因素都是区域阴保难以成功实施原因。
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四、传统辅助阳极地床
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采用深井阳极与浅埋阳极相结合分散布置的方式，以 深井阳极为主，浅埋阳极为辅，深井阳极安装于站外， 浅埋阳极靠近被保护管道，以降低屏蔽和干扰。同时 对站内接地系统进行改造，将原来的角钢接地改为锌
合金。工程实施后永清、通州等站实施区域阴极 保护；西气东输也陆续在甪直和古浪开展了区域阴保 研究；
--外界条件限制多样性，外界影响最严重、最直
接的就是站场各种电接地系统，在常规站场电力接地 系统的设计中，往往采用整体联合接地网形式，将防 雷击接地、工作接地、安全接和防静电接地做成一个 整体，使得需要保护的管段与不需要保护的设施连为
一体，会造成保护电流的大量意外流失，限制着保护
电流的合理流动，严重影响着防腐保护应有的保护效 果。
阴极保护的阳极地床。这种阳极地床适合保护几何形 状单一的构筑物，如单一长输管线。分布式浅埋阳极 地床也可用于站场区域阴极保护。 2 深井阳极地床 深井阳极地床是指在地下深层井孔中（通常井深 大于15米）垂直安装一支或多支阳极的地床形式，多 用于地表土壤电阻率高或空间狭小、无法满足浅埋阳
极地床安装空间及所需的阳极接地电阻要求的环境条
阳极材料。
柔性阳极是一种柔软、长线形的辅助阳极，在外
面包覆碳粉填料制成的缆形阳极。它包括导电聚合物、
金属氧化物、以及和铂铌合金三种。导电聚合物阳极
为早期的第一代柔性阳极，MMO柔性阳极为第二代产品。
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由于站内设备、仪表设施以及人员相对比较 集中，站内腐蚀泄露的危害要比干线严重的多。
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正因为如此，站内腐蚀在国外油气储运工程中一直
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应在阴极保护电场分布方面，直接影响着阴极保护电位 的分布。 区域保护设计中，需要根据这些不同客观条 件，采取适当调节措施，有效地均衡各区段管道的保护 电位，根据需要调节不同区域保护电流的合理分配，才