长输管道阴极保护技术全解77页PPT
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。
阴极保护原理讲义PPT课件
在有些情况下，在断开电源0.2-0.5秒内测量断电电位， 待结构去极化后（24或48小时后）再测量结构电位（自然 电位），其差值应不小于100mV。也可以用通电电位（极 化后）减去瞬时通电电位来计算极化电位。
3、最大保护电位的限制应根据覆盖层及环境确定， 以不损坏覆盖层的粘结力为准，一般瞬时断电电位不得 低于－1.10VCSE。
阴极保护原理讲义
第一章 绪 论 第二章 阴极保护基本原理 第三章 阴极保护主要参数 第四章 阴极保护准则 第五章 牺牲阳极保护阳极材料 第六章 外加电流阴极保护阳极材料 第七章 辅助阳极的选择 第八章 恒电位仪操作规定 第九章 阴极保护参数的测量 第十章 阴极保护的运行管理 第十一章 阴极保护中的几个屏蔽问题 第十二章 阴极保护站常见故障处理
二、参比电极
为了对各种金属的电极电位进行比较，必须有一个公共的 参比电极。
饱和硫酸铜参比电极电极，其电极电位具有良好的重复性 和稳定性，构造简单，在阴极保护领域中得到广泛采用。
土壤中或浸水钢铁结构最小阴极保护电位（V）
被保护结构 钢铁（土壤或水中）
相对于不同参比电极的电位
饱和硫酸铜 参比电 极
氯化银 参比电极
高硅铸铁阳极：适用于各种环境介质如海水、淡水、咸 水、土壤中。当阳极电流通过时，在其表面会发生氧化， 形成一层薄的SiO2多孔保护膜，极耐酸，可阻止基体材 料的腐蚀，降低阳极的溶解速率，具有良好的导电性能。 除用于焦碳地床中以外，高硅铸铁阳极有时也可直接埋 在低电阻率土壤中。 高硅铸铁硬度很高，耐磨蚀和冲 刷作用，但不易机械加工，只能铸造成型，另外脆性大， 搬运和安装时易损坏。
由于此时没有外加电流从介质中流向被保护结构，所测电 道脱离，即，阴极剥离，不仅使防腐层失效，而且电能大量消耗，还可导致金属材料产生氢脆进而发生氢脆断裂。
长输管线安全经验分享PPT课件
长输管线的重要性
能源供应
长输管线是能源物质运输的重要 通道，对于保障国家能源安全、 维护社会经济发展具有重要意义。
地区发展
长输管线建设能促进沿线地区经济 发展，增加就业机会，提高人民生 活水平。
环境保护
通过长输管线输送的物质多为易燃、 易爆、有毒有害物质，长输管线的 安全运行对于环境保护至关重要。
03
定期组织员工进行培训和演练，提高员工的安全意识和应急处
置能力。
第三方监管与防范
第三方监管
引入专业的第三方监管机构，对长输管线进行全面、客观的监管 和评估。
防范措施
加强与当地政府、居民的沟通与协作，建立有效的信息通报机制， 共同防范安全事故的发生。
安全宣传
加强安全宣传教育，提高公众对长输管线安全的认识和重视程度。
紧急抢修
建立应急抢修队伍，配备 必要的设备和物资，确保 在发生事故时能够迅速响 应并降低损失。
灾害预警与应急响应
预警系统
01
建立完善的灾害预警系统，通过监测和数据分析，及时发现潜
在的安全隐患。
应急预案
02
制定针对不同灾害的应急预案，明确应急处置流程和责任人，
提高应对突发事件的快速反应能力。
培训演练
第三方破坏
第三方破坏包括施工破坏、偷盗、恶意破坏等行为，是长输 管线安全风险的另一个重要来源。
防范措施：加强管线巡查和监管力度，及时发现和制止第三 方破坏行为。同时，应加强宣传教育，提高公众对管线保护 的意识，鼓励社会力量共同参与管线保护工作。
设计与施工缺陷
由于设计或施工原因导致的长输管线 缺陷，如焊缝裂纹、管材强度不足等， 也可能引发安全事故。
强调安全责任
明确各级管理人员和员工的安全职责，确保安 全责任落实到人。
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。
中国石油天然气管道工程有限公司
CHINA PETROLEUM PIPELINE ENGINEERING CORPORATION
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。
长输管道施工PPT课件
有检修便桥吊装就位 无检修便桥吊装就位
吊装就位
管道整体吊装就位 其他管道吊装就位
其他穿越工程
• 管道与光电缆（管道）交叉穿越。 • 管道与光电缆（管道）不交叉穿越，但须
对其保护。 • 不适用站内安装工程、沟下焊接管道。
四、线路土建工程
稳管 固定墩及标志桩
装配式混凝土加重块 马鞍型混凝土加重块
混凝土连续覆盖层 管沟现浇混凝土稳管 固定墩
深度在5m以内管沟沟底加宽裕量应根 据管道结构外径、开挖方式、组装焊接工
艺及工程地质等因素，按规范（表 3.1.4 )来确定。
深度超过5m的管沟，沟底宽度应根据 工地地质情况酌情处理。
开挖深度：
一般段管沟深度为管沟中心线设计深 度；
侧向斜坡管沟深度按低侧计算；
石方段管沟开挖深度为设计深度加 0.2m；
适用范围
跨越管道形式的选用，应根据不同情 况来考虑，跨度小于50m，管径较小的小 型跨越工程，可采用直管管桥；中型跨越 工程，跨度为50~120m之间，通常采用吊 架、托架、桁架或管托形式；大型跨越工 程超过120m，一般采用柔性悬索管桥、悬 缆管桥；大口径管道采用斜拉索管桥。
管道组装就位
空中发送就位
线路阀门安装
线路阀门不分类型和安装位置，一律 按管径大小分别套用定额。
线路阀门的连接方式分为法兰阀门和 焊接阀门二种。
线路截断阀门一般为气液联动或电动 阀门，都带有加长杆，因此体积大，要注 意运输和施工的交叉。
线路阀门安装不适用于站内管线阀门 安装。
地锚埋设
按穿跨越工程定额中确定的数量或施 工组织设计确定需埋设的数量，参照穿跨 越工程地锚用量表，以“个”为计量单位 计算。
南岸
北岸
阴极保护PPT课件
高保护效果。
定期维护与检测
03
定期对阴极保护系统进行检查和维护，确保系统正常运行，延
长使用寿命。
降低成本与可持续发展的挑战
降低能耗优化阴极保护Fra bibliotek统的设计和运行，降低能耗，减少对环境的影响。
资源回收与再利用
研究阴极保护材料的回收和再利用技术，降低资源消耗和环境污 染。
政策支持与标准制定
推动政府出台相关政策，鼓励阴极保护技术的研发和应用，同时 制定相关标准，规范行业的发展。
排流保护法利用排流器将 干扰源与被保护金属进行 电气隔离，从而消除杂散 电流对阴极保护系统的影 响。排流器可以等效为一 个电阻，通过调整电阻值 可以控制排流量的大小。
排流保护法广泛应用于存 在杂散电流干扰的场合， 如电气化铁路、高压输电 线路等附近金属设施的保 护。
可以有效消除杂散电流对 阴极保护系统的影响。
硅基阳极
硅基阳极具有较好的电化 学性能和稳定性，可用于 强酸、强碱等腐蚀环境。
石墨阳极
石墨阳极价格低廉，导电 性好，但易受到氧化和高 温的影响。
电解质
硫酸盐
硫酸盐是常用的电解质之 一，具有较高的离子导电 性和稳定性。
氯化物
氯化物也是常用的电解质 之一，具有较低的离子导 电性和稳定性。
硝酸盐
硝酸盐具有较好的离子导 电性和稳定性，但易分解 产生氧气。
01 定义
02 工作原理
03 应用范围
04 优点
05 缺点
外加电流法是通过外加电 源的方式，将被保护金属 与电源负极相连，利用电 流通过电极反应使被保护 金属得到阴极极化的方法 。
外加电流法通过外加电源 提供电流，使被保护金属 得到阴极极化。电流的大 小和方向可以通过电源进 行控制，从而实现精确的 阴极保护。
长输管道安全技术.ppt
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2010年7月16日18时许，大连大孤山新港，中石油大连输油管道发生爆炸起火
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大连输油管道爆炸火灾事故原因
事故单位基本情况
国际储运公司是中国石油大连中石油国际事业公司(80%股份)与大连港股份公 司(20%股份)的合资企业，成立于2005年9月，注册资金1亿元人民币。国际 储运公司原油罐区的日常运营和检维修工作由中国石油天然气股份有限公司 大连石化分公司负责。国际储运公司原油罐区内建有20个储罐，库存能力185 万立方米；周边还有其他单位大量原油罐区、成品油罐区和液体化工产品罐 区，储存原油、成品油、苯、甲苯等危险化学品。 事故简要经过
负极 Fe - 2e = Fe2+
（钢铁溶解）
正极 2H+ + 2e = H2
（析出氢气）
铁与氧化剂之间的氧化还原反应
微生物 腐蚀 应力 腐蚀
电流干扰 腐蚀
形成氧浓差电池腐蚀 , 代谢产物引起腐蚀
(SCC）是指金属及其合金在拉应力和特定介质的共同作用下引起的腐蚀 开裂。这种开裂往往是突发性、灾难性的，会引起爆炸、火灾等事故，因 而是危害最大的腐蚀形式之一。 应力腐蚀形式有：管道内硫化物引起的SCC、管道外壁高pH碱性土壤中 的SCC和管道外壁近中性土壤中的SCC等。它们的共同特点是必须同时 具备三个条件，即腐蚀环境、敏感的管材和拉应力的存在。
中国石化管道储运公司下设输油管理处，管理其旗下在全国各地的输油管道。4
5.2 长输管道泄漏事故的预防与控制
1、长输管道泄漏事故统计
第三方损伤包括 无意破坏 在建设和施工时开挖、爆破或机械操作导致管道意外损坏
有意破坏
盗取管道的防腐层，管道仪器仪表、阀门或附属设施 打孔盗油、盗气