阴极保护中存在的问题及对策
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。
输气管道阴极保护系统存在的问题及解决方法
输气管道阴极保护系统存在的问题及解决方法输气管道阴极保护系统是一种常用的防腐蚀措施，其作用是通过施加电流，使管道表面处于保护电位，从而减缓或防止管道的腐蚀。
然而，在实际应用中，输气管道阴极保护系统存在一些问题，本文将对这些问题进行分析，并提出相应的解决方法。
一、问题分析1. 阴极保护效果不佳输气管道阴极保护系统的主要目的是防止管道的腐蚀，但是在实际应用中，由于管道周围环境的复杂性，阴极保护效果往往不尽如人意。
例如，管道周围存在大量的金属结构物，这些结构物会影响阴极保护电流的分布，从而导致管道表面的一些区域无法得到有效的保护。
2. 阴极保护电流不稳定阴极保护电流的稳定性对于防腐蚀效果至关重要。
然而，在实际应用中，由于管道周围环境的变化，阴极保护电流往往会发生波动，从而导致管道表面的保护电位不稳定，无法达到预期的防腐蚀效果。
3. 阴极保护系统的维护成本高阴极保护系统需要定期进行检修和维护，以确保其正常运行。
然而，在实际应用中，由于管道的长度和分布范围较大，阴极保护系统的维护成本往往较高，给企业带来一定的经济压力。
二、解决方法1. 优化阴极保护系统设计为了解决阴极保护效果不佳的问题，可以通过优化阴极保护系统的设计来改善管道表面的保护效果。
例如，可以采用分段阴极保护的方式，将管道分成若干个段落，分别施加阴极保护电流，从而提高管道表面的保护效果。
2. 采用智能化阴极保护系统为了解决阴极保护电流不稳定的问题，可以采用智能化阴极保护系统。
智能化阴极保护系统可以根据管道周围环境的变化，自动调整阴极保护电流的大小和分布，从而保证管道表面的保护电位稳定。
3. 采用新型阴极保护材料为了降低阴极保护系统的维护成本，可以采用新型阴极保护材料。
新型阴极保护材料具有较长的使用寿命和较低的维护成本，可以有效降低企业的经济压力。
三、结论输气管道阴极保护系统是一种重要的防腐蚀措施，但是在实际应用中存在一些问题。
为了解决这些问题，可以通过优化阴极保护系统的设计、采用智能化阴极保护系统和采用新型阴极保护材料等方式来提高阴极保护效果，降低阴极保护系统的维护成本，从而保证输气管道的安全运行。
油气管道阴极保护系统常见问题及解决方法
油气管道阴极保护系统常见问题及解决方法摘要：社会的日益发展进步加速了各行各业对能源的需求，而管道作为运输石油天然气的主要途径得到了快速发展。
深埋地下的钢质管道由于受到微生物以及土壤等因素的腐蚀，对人们的生命及财产安全产生了严重的威胁。
管道外加阴极保护和外防腐层作为钢质管道的主要防腐措施，目前，研究阴极保护故障问题的问题仍然比较少。
鉴于此，本文就油气管道阴极保护系统常见问题及解决方法展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：油气管道；阴极保护；杂散电流；牺牲阳极1、阴极保护常见故障及排除方法1.1、牺牲阳极故障分析由于牺牲阳极保护无需外部电源，而且安装维护费用低、对外界的干扰比较小，具有不占用其他建筑物以及无需征地的优点，经常将其用在管线建设过程中以及输气场内管线的临时保护。
阳极材料自身的性能直接决定着牺牲阳极的保护效果，目前，经常用到的牺牲阳极的材料有锌合金、铝合金以及镁合金这三类。
牺牲阳极的常见故障如下：（1）阳极的输出电流逐渐减小，无法满足保护点位要求。
导致这种现象存在的主要原因是环境污染对阳极产生了影响、阳极消耗大、阳极周围土壤干燥以及阳极/阴极连接线断开等。
（2）随着阳极输出电流的不断增加，保护物电位级化无法满足标准要求。
出现这种现象的主要原因是被保护体和相邻的金属物由于绝缘装置失效、环境改变以及绝缘层老化而导致土的充气量增加，水的含氧量也随之加大。
（3）阳极体受到了严重的腐蚀，但是，阳极已经无法正常运作[1]。
出现这种问题的主要原因是阳极成分不合理，在工作环境中出现了钝化现象；阳极局部受到了严重腐蚀；因阳极合金化不均匀而产生了局部腐蚀现象。
就以某天然气输气站的不同牺牲阳极测试数据进行分析，具体内容如表1所示。
表1某天然气输气站内牺牲阳极测试数据管道编号管道通电电位(CSE)/V管道断电电位(CSE)/V阳极开路电位(CSE)/V阳极输出电流/mA阳极类型投运时间/a1-0.79-0.64-0.1224.42锌合金102-0.73-0.65-1.1015.91锌合金103-0.941-0.838-1.1239.27锌合金104-0.946-0.835-1.11731.30锌合金105-1.15-0.959-1.59992.69锌合金56-0.975-0.957-1.605329.20锌合金5从表中内容可以得知，1、2、3、4号管道通电(或断电)电位比保护点位低，阳极保护水平相对较差；5号和6号管道点位合格。
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。
浅谈强制电流阴极保系统运维中存在的问题及解决办法
牺牲阳极法阴极保护和强制电流法阴极保护。
牺牲
图1 电位不符
图2 电缆挖断
3）施工不规范、阴保系统中电缆接错，导致保护对象没有被保护。
防爆接线箱要求防水防潮，以防止锈蚀，防爆箱内电缆应通过接线板汇总。
但是现场发现有些防爆接线箱内部已经锈蚀，电缆直接拧在一起，未安装接线板；特别是有的施工单位把阴保系统中阴极线没与罐底板相连，而是与罐外的铁皮相连。
如某站阴保系统就把阴极线、零位线与罐外的铁皮相连。
导致没有对大罐进行保护，如所示；
图3 电缆接错
（下转第
严格检验，并对整个工程运行过程中的材料采购、验收、现场检查等各个环节不断强化管理。
再具体。
2、阴极保护系统运行常见故障、造成原因
测量回路故障（有输出V、I，无保护电位不正常）
1、参比电极失效 测试方法：将机器上的长效参比电极断开，用便携式参 比电极组与设备连接，与管道其他位置保护电位比较， 电位不同是参比电极失效，相同则是其他原因。 2、测量线老化电阻升高，保护电位飘移 测试方法：将便携式参比电极组与阴极接地线组成回路 用万用表侧保护电位，与管道其他位置保护电位比较， 电位不同是测量线老化，相同则是其他原因。 阳极床故障（干旱等）； 3、设备故障
结束
谢谢收看！
外加电流深井阳极阴极保护站
1、现象：输出电压逐渐增高，输出电流不变或逐步降低， 保护电位不变 原因：阳极床故障，阳极电缆断开、阳极体断裂或消耗 殆尽。 检测：采用ZR-8接地电阻检测仪，分别对阳极床接地电 阻测试，可判断出故障所在。 2、现象：无保护电流、电压输出，保护电位下降，成开 路状态。 原因：阴极接地、阳极电缆断开。 检测：采用镯式感应电流测试仪，判断有无保护电流输 出。 解决方法：更换阴极、阳极电缆；或重新建一座阳极床。
绝缘的种类： 调压箱绝缘：绝缘垫片、热收缩套破裂，搭接；
绝缘接头被击穿：多发生在郊外长输管 线上
绝缘法兰失效
解决方法
测试：使用便携式参比电极和万用电表检测绝缘装置两 端的保护电位；电位相同绝缘失效。 1、更换绝缘装置。 2、更新涂层。 3、增加牺牲阳极或外加电流阴极保护站用铠装电缆，开挖重新 连接。 2、阳极填料包在阳极体外结壳，造成回路电阻过高，大 于（10000Ω•m ），保护电流过小。解决方法：开挖除 去壳体，或更换填料和阳极体 3、土壤干燥，回路电阻过高。解决方法：打眼灌水或改 变保护方法。如改为外加电流深井阳极保护法。
阴极保护系统运行 常见故障
郑州华润燃气
城市燃气阴极保护的形式
试述输气管道阴极保护系统存在的问题及解决方法
试述输气管道阴极保护系统存在的问题及解决方法发表时间：2019-07-31T09:18:45.013Z 来源：《防护工程》2019年8期作者：丁泽康[导读] 本文就对输气管道阴极保护系统存在的问题进行分析，同时提出有效的解决措施。
中石化石油工程设计有限公司山东东营 257026摘要：为了缓解我国东部区域资源短缺的问题，我国利用西气东输，其有效的推动了我国东部地区社会经济发展，同时也使西部地区的资源得到合理利用。
要想使输气管道的使用时间延长，就需要做好地下钢质管道阴极保护工作。
本文就对输气管道阴极保护系统存在的问题进行分析，同时提出有效的解决措施。
关键词：输气管道；阴极；问题；对策在我国经济发展过程中，天然气所扮演的角色是非常重要的，能够更好地确保社会稳定，并且可以确保人们能够更好地进行生产生活，因此是一种非常重要的能源物质。
在天然气输送过程中，输气管道存在的问题是非常多的，为了确保对天然气更加安全的进行输送，对输气管道进行阴极保护是非常有必要的。
当前阶段，输气管道在对天然气进行输送过程中，会受到输送介质或者是外界环境等方面多种因素的影响，使得输气管道经常从出现腐蚀或者是出现针孔等问题，使得管道与外部腐蚀环境直接接触，这样在防腐层破损的位置就会出现比较严重的腐蚀，使管道发生非常严重的破坏。
因此可以通过对管道采取阴极保护的方式对这个问题进行解决，确保防腐层破损的位置管道腐蚀速率减缓。
但是当前阶段在对输气管道进行阴极保护过程中存在的问题还是相对比较多的，因此应该采取非常有效的方法，进行解决，确保输气管道可以始终处于安全稳定运行状态。
1、阴极保护的基本原理阴极保护是一种对埋地钢管的防电蚀措施，原理是在被腐蚀的金属结构物表面加一个外加电流，让被保护的结构物成为阴极，从而使得金属腐蚀所产生的电子迁移得到抑制，以此避免或减弱腐蚀现象的发生。
阴极保护分为外加电流阴极保护和牺牲阳极保护两种方式。
外加电流阴极保护方式简单、易操作，适用于保护小型的金属结构。
埋地长输天然气管道阴极保护系统故障
埋地长输天然气管道阴极保护系统故障近年来，随着能源需求的不断增长，天然气作为清洁能源的地位日益凸显。
为了保障天然气输送的安全可靠，埋地长输天然气管道阴极保护系统必不可少。
近期频繁发生的阴极保护系统故障引起了业内人士和社会公众的关注。
本文将就埋地长输天然气管道阴极保护系统故障的原因、影响和解决方案进行深入探讨。
1. 设备老化：随着使用年限的增长，阴极保护系统中的设备容易出现老化，影响系统的正常运行。
阴极保护电流源、阳极材料、引流装置等设备长期受到土壤腐蚀和外界环境影响，容易出现故障。
2. 设计缺陷：在阴极保护系统的设计阶段，如果设计不合理或者计算有误，可能导致系统故障。
阳极布设不均匀、引流效果不佳等设计问题，都有可能引发系统故障。
3. 施工质量：阴极保护系统在施工过程中，如果施工人员的技术水平不高或者操作不规范，可能导致设备安装不良、连接不严密等问题，进而引发系统故障。
4. 外部干扰：埋地长输天然气管道阴极保护系统易受到外部干扰，如施工机械作业、土地沉降、地震等因素，都可能对系统造成不利影响，增加系统故障的风险。
1. 安全隐患：阴极保护系统故障会导致管道的防腐保护失效，增加管道金属材料的腐蚀风险，从而对管道的安全稳定性造成严重威胁。
2. 生产损失：阴极保护系统故障会导致管道的正常运行受到影响，进而影响天然气输送的正常生产，给企业带来严重的经济损失。
3. 环境风险：阴极保护系统故障可能导致管道泄漏，进而造成地下水或土壤的污染，对周围环境造成危害。
1. 定期检测：加强对阴极保护系统的定期检查和监测，及时发现问题并进行处理，以防止故障的发生。
2. 设备维护：加强对阴极保护系统设备的维护保养工作，及时更换老化设备，确保系统的正常运行。
3. 加强培训：加强施工人员和维护工作人员的技术培训，提高其操作技能和管理水平，降低人为因素带来的故障风险。
4. 强化管道管理：建立健全的管道管理制度，加强对管道的日常维护和管理，保障管道的安全稳定运行。
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3、钢套管与主管道没有短路但进水的腐蚀
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二、套管内有水或土壤，部分阴极保护电流穿过套管到达主管，为主管提供阴极保护，如果套管 防腐层良好，主管可能得不到充分保护；套管内壁发生腐蚀。
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三、绝缘接头非保护侧的腐蚀
(GB-T21448,4.2.1.3)
主要内容 1. 绝缘接头的结构 2. 绝缘接头腐蚀原理 3. 预防绝缘接头腐蚀措施
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2、如何解决阀室接地与阴极保护的矛盾
① 将电动头与阀体绝缘，仪器套管采用绝缘接 头绝缘。
② 采用活性材料做接地极，如锌包钢接地极或 牺牲阳极接地极。
③ 在接地极与所有设施之间安装直流去耦合器。
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2、如何解决阀室接地与阴极保护的矛盾
采用镀锌扁钢 做接地极，在 最初时，对阴 极保护影响不 大。但要及时 投用阴极保护。
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2、如何解决阀室接地与阴极保护的矛盾
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④ 如果套管防腐层良好，则套管安装牺牲阳极，在保护套管 的同时，提供电流通路。
⑤ 套管内注满聚合物，该方式国内还没先例。
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二、阀室接地对阴极保护的影响
(GB-T21448,4.2.3)
主要内容： 1. 惰性材料接地极的危害 2. 阀室接地对阴极保护的影响 3. 如何解决阀室接地与阴极保护的矛盾
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2、钢套管内没电解质的电流屏蔽
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2Hale Waihona Puke 2012-8-232、钢套管内没电解质的电流屏蔽
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1、惰性接地材料的危害
传统的设计中，采用铜包钢或接地模块接地 极，其危害如下：
① 阴极保护电流大量流失，造成附近管段欠保 护；
② 与埋地钢制管道形成电偶，加快管道的腐蚀。
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阴极保护中存在的问题及对策
一、钢套管阴极保护屏蔽问题 二、阀室接地对阴极保护的影响 三、绝缘接头非保护侧的腐蚀
冯洪臣 2012年08月08日
一、钢套管阴极保护屏蔽问题
(GB-T21448,8.2)
主要内容： 1. 钢套管阴极保护屏蔽原理, 2. 钢套管内没电解质的电流屏蔽 3. 钢套管与主管道短路的电流屏蔽 4. 钢套管与主管道没有短路但进水的腐蚀 5. 套管内安装牺牲阳极的弊端 6. 主管道腐蚀的控制
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2、钢套管内没电解质的电流屏蔽
一、套管内没有水或土壤，阴极保护电流无法通过套管到达主管，主管没有阴极保护，为大气 腐蚀。
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3、钢套管与主管道短路的电流屏蔽
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三、套管与主管短路，阴极保护电流沿套管通过短路点进入主管，套管内主管得不到阴极保护， 还会造成套管附近一段主管道欠保护。
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4、套管内安装牺牲阳极的弊端
① 牺牲阳极主要保护 了套管内壁，寿命 很短，
② 增加了主、套管短 路的机率，
③ 在有碳酸盐的环境 中，锌带容易钝化， 没有电流输出。
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4、套管内安装牺牲阳极的弊端
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1、钢套管的电流屏蔽原理
1. 电流屏蔽：导体或非导体的存在而引起 的电流方向的改变。
2. 在套管穿越处，经常采用钢套管，其防 腐质量一般很差，或穿越时损坏很严重。 由于套管与主管道之间的空隙、短路， 阻碍了外加电流的流动，不能到达套管 内主管道表面，也就是说，阴极保护电 流受到屏蔽。
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1、惰性接地材料的危害
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1、惰性接地材料的危害
① 惰性材料接地，造成阴极保护电流大 量流失，阀室附近几公里的管道得不 到有效的阴极保护。
② 如果此处有阴极保护站，离开阀室的 管段电位偏负。
2、钢套管内没电解质的电流屏蔽
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2、钢套管内没电解质的电流屏蔽
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2、钢套管内没电解质的电流屏蔽
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① 尽量避免采用套管穿越，通过增加主管道壁厚来满足强度 上的要求，或不采用金属套管，而代之以混凝土套管。
② 如果一定采用钢套管，则需加强主管道防腐层，加密绝缘 垫块，防止主、套管短路。
③ 套管外壁不涂覆防腐层，套管内不安装牺牲阳极，取消套 管两端的密封头（能够密封的住最好），允许地下水、土 壤进入套管，使外加电流阴极保护对其起作用。
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4、套管内安装牺牲阳极的弊端
图 6 套管内有水或土壤，主、套管短路，牺牲阳极出来的电流大 部分流到套管内壁上
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5、主管道腐蚀的控制