阴极保护系统中的重要参数
城镇燃气埋地钢质管道阴极保护的设计
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。
阴极保护参数
涂层种类不同所需的保护电流密度值不同，这是由于保护电流经阳极因如土壤，再流经绝对于无防腐层的裸钢管，从实际工程中的经验值大约为5～50毫安/米2。
十分大于有防腐层钢管的值。
因此，裸钢管采用阴极保护技术上是可行的，但经济上是不合理的。
埋于土壤中的钢筋或处在混凝土结构中的钢管其最小保护电流密度经验值大约为2mA/m2。
因此，最小保护电流密度参数影响因素很多、数值变化很大，且在保护过程中也将随介质环境的变化而变化，①此表的数据取自1973年6月英国标准研究所制定的阳极保护规范；②海水系指洁净、充气并未稀释的海水；③铝进行阴极保护时，电位不能太负、否则会加速腐蚀，产生负保护效应。
对于不知最小保护电位的情况，也可采用比自然电位负0.2～0.3伏（对钢铁）和负0.15伏（对铝）的办法来确定。
对于一个具体的工程体系，最好通过试验来确定最小保护电位值。
在工程实践中测取最小保护电位值时必须注意测量误差。
我国阴极保护的实践已证明，测量到的电位值有不少已达到或超过最小保护电位的金属管道，仍然发生了腐蚀穿孔。
这是因为无法将参比电极放置在金属管道与土壤接触的界面上。
实际测量时，往往将参比电极放置在管道的正上方地表面，或更远的一些点上。
测量电路包括了土壤的压降即国际上常称之为的“IR”降。
在实测到的金属管道界面与硫酸铜参比电极间的土壤的电位差，要比金属管道界面与土壤溶液直接接触界面的电位值负。
因此，地面测量达到保护电位的管道，其实际界面上并未达到保护电位值。
因此，消除IR降的干扰，降低其引起的误差是正确评价和监控阴极保护的必然要考虑的因素。
三、最大保护电位在阴极保护中，所允许施加的阴极极化的绝对值最大值，在此电位下管道的防腐层不受到破坏。
此电位值就是最大保护电位。
阴极保护电位值，并不是愈负就愈有利于金属的防护。
过负的电位会产生不良作用，这就是阴极剥离。
阴极剥离是由于阴极极化电流过大，造成金属表面电位过负，当此电位值达到析氢电位时，阴极表面的H+会在其表面上得电子，产生氢原子，从而产生析氢反应。
阴极保护主要参数及准则
阴极保护主要参数与阴极保护准则内容：1、自然电位自然电位是金属埋入土壤后，在无外部电流影响时的对地电位。
自然电位随着金属结构的材质、表面状况和土质状况，含水量等因素不同而异，一般有涂层埋地管道的自然电位在-0.4～0.7VCSE之间，在雨季土壤湿润时，自然电位会偏负，一般取平均值-0.55V。
2、最小保护电位金属达到完全保护所需要的最低电位值。
一般认为，金属在电解质溶液中，极化电位达到阳极区的开路电位时，就达到了完全保护。
3、最大保护电位如前所述，保护电位不是愈低愈好，是有限度的，过低的保护电位会造成管道防腐层漏点处大量析出氢气，造成涂层与管道脱离，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，所以必须将电位控制在比析氢电位稍高的电位值，此电位称为最大保护电位，超过最大保护电位时称为"过保护"。
4、最小保护电流密度使金属腐蚀下降到最低程度或停止时所需要的保护电流密度，称作最小保护电流密度，其常用单位为mA/m2表示。
处于土壤中的裸露金属，最小保护电流密度一般取10mA/m2。
5、瞬时断电电位在断掉被保护结构的外加电源或牺牲阳极0.2—0.5秒中之内读取得结构对地电位。
由于此时没有外加电流从介质中流向被保护结构，所以，所测电位为结构的实际极化电位，不含IR降（介质中的电压降）。
由于在断开被保护结构阴极保护系统时，结构对地电位受电感影响，会有一个正向脉冲，所以，应选取0.2—0.5秒之内的电位读数。
为了便于实际应用，通过多年的实践与研究，得出了以下几个判断结构是否得到充分保护得判断准则。
1、NACERP0169建议“在通电的情况下，埋地钢铁结构最小保护电位为-0.85VCSE或更负，在有硫酸盐还原菌存在的情况下，最小保护电位为-0.95VCSE，该电位不含土壤中电压降（IR降）”。
实际测量时，应根据瞬时断电电位进行判断。
目前流行的通电电位测量方法简便易行，但对测量中IR降的含量没有给予足够重视。
管道阴极保护知识阴极保护参数
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在工程实际中也可采用通电情况下管道对 地电位较自然电位向负偏移300mV以上的指标。 选用这个偏移指标时应考虑以下因素：
(1)本指标不能提供完全的保护，但在无 杂散电流环境下，对裸露或防腐层质量低劣的 管道则是切实可行的手段：
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(2)在具有良好防腐绝缘层的管道或受到杂散 电流干扰的管道上，使用本指标是浪费的或错误 的；
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三、最大保护电位
管道通人阴极电流后，管道电位变负，当 其负电位提高到一定程度时，H+在阴极表面还 原，使得管道表面会析出氢气，减弱甚至破坏 防腐层的粘结力。所以必须将通电点电位控制 在比析氢电位稍正一些的位置。这个电位称为 最大保护电位。最大保护电位应经过试验，考 虑防腐层的种类及环境来确定，以不损坏防腐 层的粘结力为准。
本指标用于管道表面是均匀极化而又没有 杂散电流干扰的情况ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ，判定阴极保护效果是 相当准确的。在具有中断电流测量手段时，推 荐采用这个指标。
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(二)特殊条件的考虑
(1)对于裸钢表面或涂敷不良的管道，在 预先确定的电流排放点(阳极区)确定净电流 是 从电解质流向管道表面。
(2)当土壤或水中含有硫酸盐还原菌，且 硫酸根含量大于0．5％(质量百分数)时，通 电保护电位应达到一950mV或更负。
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五、阴极保护准则
SY／T 0036--2000提出的阴极保护准则 有以下内容。
(一)埋地钢质管道阴极保护准则
(1)在施加阴极电流的情况下，测得管地电位 为一850mV(CSE)或更负。测量中必须排除附加电 压降(IR降)的影响。
该指标是一个被广泛接受的参数，大量试验
iccp外加电流阴极保护电流
iccp外加电流阴极保护电流
《ICCP外加电流阴极保护电流》
ICCP（Impressed Current Cathodic Protection）是一种用电流进行阴极保护的方法，它通过在金
属结构上加上一定的电流来抵消金属的腐蚀过程，从而延长结构的使用寿命。
在实际应用中，ICCP外加电流阴极保护电流是其中一个重要的技术参数。
ICCP外加电流是指在阴极保护系统中额外加入的电流，与传统的被保护结构自身的电流相比，ICCP外加电流的作用是在一定程度上加快结构的阴极保护效果，从而提高防腐能力和延长使
用寿命。
ICCP外加电流的大小和施加方式需要根据不同的金属结构和环境条件进行调整。
在实际应用中，工程师需要根据金属结构的材料和暴露面积，以及周围环境的电化学特性来确定ICCP外
加电流的大小和施加方式。
一般来说，ICCP外加电流的设置需要考虑结构的腐蚀速率、阴极
保护电流的补偿程度等因素。
通过合理地设置ICCP外加电流，可以有效地提高阴极保护系统的效果，从而降低结构的维护
成本，延长使用寿命。
因此，ICCP外加电流阴极保护电流是阴极保护系统中一个重要的技术
参数，对于金属结构的防腐工程具有重要的意义。
外加电流阴极保护
外加电流阴极保护1. 相关参数船体外加电流阴极保护，通过调节保护电位和保护电流达到保护船体钢板的目的，所以其最基本的也是最重要的参数有两个：保护电位、保护电流密度。
（1）保护电位：保护电位，取决于金属性质和所处介质的性质，变化不大。
通常最佳保护电位（船体钢板相对于银/ 氯化银参比电极的电位）-0.75~-1.00V ，ICCP 控制仪- 恒电位仪的工作电压范围± 2V。
（2）保护电流密度：保护电流密度，除金属和介质的性质外，还受环境影响，变化较大，可能包括：船舶在静止海水中，电流密度150mA/m2寸，可以很快达到保护电位（-0.80V ）; 但若电流密度小于40mA/m2则几乎无法达到保护电位。
•船体钢板表面有无复盖物、复盖物的种类、复盖物的完整性等，很大程度上影响最佳电流密度的大小。
例如，涂有完整油漆的钢板所需的保护电流密度，比裸钢板小得多：在静止海水内，涂有三道聚二乙烯乙炔涂料的钢板，电流密度0.35mA/m2可即刻达到保护电位；而裸钢板却需154mA/m?大400多倍。
再如，同样在静止海水内：涂有三道聚二乙烯乙炔涂料的钢板，电流密度0.11mA/m2 只要几小时就可达到保护电位；而裸钢板，电流密度高达45mA/m2也需要9天左右。
•海水是流动的而且海流和风浪时大时小，船舶也有时停泊有时航行且航速有快慢，都影响最佳保护电流密度。
例如恶劣气象航行和破冰航行，所需要的保护电流密度显著增高。
•不同海域海水含盐量有差别，不同季节海水温差不同，都会影响最佳保护电流密度。
保护电流密度，需要综合考虑上述各种因素，而且主要靠大量的实践才能得到比较切实的数据。
船体外加电流阴极保护装置的管理者，日常应针对这些环境因素不断调节、修整装置的相关参数，以确保其充分发挥作用。
相对于常用的银/ 氯化银参比电极，保护电流密度要保证保护电位-0.75~-1.00V，最佳保护电流密度30~60mA/m2我国海船选用40~60mA/m2较为合适。
管线阴极保护运行管理规定
管线阴极保护运行管理规定管线阴极保护是一种防腐技术，其作用是通过电化学反应阻拦金属管道腐蚀。
阴极保护技术已经在工业领域被广泛应用，具有较高的成本效益和防腐效果。
为了保证管道的长期牢靠性和安全性，我们需要建立一套管线阴极保护运行管理规定。
一、管线阴极保护的目的1.防止金属管道腐蚀，延长其使用寿命。
2.保证管道安全运行，削减管道泄漏事故发生的可能性。
3.提高管道的防护水平，降低维护成本，节省资源。
二、管线阴极保护运行管理规定1.管道阴极保护系统建设阴极保护系统应依据管道设计、管道用途、介质特性和地质环境等因素而定。
在建立阴极保护系统时，应依照国家规定和标准进行设计和施工，并建立完整的防腐档案，确保施工符合要求。
2.管道阴极保护运行参数防腐工程施工完成后，应依据管道材质、管道防护面积、介质电化学特性、环境条件以及可能存在的干扰因素，确定适当的运行参数。
管道阴极保护的运行参数重要包括外部电位、离子浓度、电流密度等。
3.阴极保护电流源及掌控器的选择为保证管道阴极保护系统的稳定运行，应选用高质量的阴极保护电流源和掌控器。
在选择电流源和掌控器时，应考虑到管道长度、电极数量和电极间距等因素，确保设备能够供给充足的电流和稳定的掌控方式。
4.防腐设备的定期检修与维护管道阴极保护设备应定期进行检修与维护，保证设备运行稳定。
检修的标准应是国家相关的技术规范和标准。
在检修过程中应严格依照防护操作规程执行，保证管道长期稳定运行。
5.防腐记录的管理管道阴极保护工程建成后，建立防腐记录，记录管道的运行情况和管道表面的防护效果。
记录应包括管道的开挖记录、放置阴极保护电极的位置和数量、电极与电源连接的方法以及系统的监控情况等数据。
记录完整，数据精准，以便于随时了解阴极保护工程的实在情况。
6.管道阴极保护周期检测管道阴极保护的周期检测应当定期执行，检测内容应当包括管道的腐蚀情况、阴极保护电极的状态、电流源和掌控器的运行情况。
对于检测结果异常的管道应适时进行修复和处理，保证管道的长期稳定运行。
阴极保护电参数的取值和测试
河南汇龙合金材料有限公司刘珍阴极保护电参数的取值和测试随着科技的发展和中国石油天然气管网的建设，阴极保护因其投资小、见效快、效果好等优点越来越受到用户的认可，但是在阴极保护工程设计和日常维护中，由于对阴极保护参数的取值不准确，造成投资浪费，严重的还会产生过保护或欠保护等问题，因此如何取值是一个既重要又严肃的问题。
河南汇龙合金材料有限公司刘珍（一）电位标准阴极保护需要对被保护的金属结构施加阴极电流，通过阴极极化使其电位负移，从而使腐蚀过程完全停止（完全保护）或使腐蚀速度降低到人们可以接受的程度（有效保护）。
被保护结构的电位是判断阴极保护效果的关键参数和标准，也是实施现场阴极保护控制和监测、判断阴椒保护系统工作是否正常的重要依据。
保护电位，是指通过阴极保护使金属结构达到完全保护或有效保护所需达到的电位值。
保护电位有时是一个电位区间，人们习惯上将为达到阴极保护所用诸极化电位中的最正的电位称为最小保护电位；而将最负的电位称作最大保护电位。
如果被保护结构的电位太负，超过最大保护电位，不仅会造成电能的浪费，而且还可能由于被保护结构表面析出氢河南汇龙合金材料有限公司刘珍气，造成表面涂层严重剥落或导致金属的氢脆，即出现过保护的情况。
保护电位的数值与被保护金属的种类及其所处的环境等因素有关。
不少国家已将保护电位列入了各种标准和规范中，可供阴极保护设计参考。
表7一9一30取自英国标准所制定的《阴极保护实施规范》，给出了一些金属在海水和土壤中进行阴极保护时的保护电位值。
美国腐蚀工程师协会（NACE）在《埋地和水下金属管道外部腐蚀控制推荐规范》RP一01一69(1983年）的标准中，对阴极保护准则做出了某些规定。
对于在天然水和土壤中的钢和铸铁构筑物，规定保护电位至少应为一0.85V（相对于饱和Cu/Cuso、参比电极，即SCSE）。
同时提出有关阴极保护的电位移动原则，认为通过施加阴极电流使被保护结构的电位从其开路电位负移300mV，便可使中性水溶液和土壤中的钢铁结构得到有效保护。
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阴极保护系统中的重要参数
自然电位是参比电极在使用中的一个重要的采集数据，是被保护金属埋进土壤之后，在没有外部电流的影响下对大地的电位。
自然电位会根据外部环境的不同而发生改变，其中影响自然电位比较多的因素有被保护金属结构的材质，结构的表面情况，周围土质的情况，土壤中含水量的多少。
一般情况下有基本防腐涂层的埋地管道的自然电位在-0.40到0.70V CSE之间。
如果管道所处的环境中是雨季土壤非常湿润，这时候的管道的自然电位就会偏负一点，一般取平均值为
-0.55V CSE。
在特殊的环境中参比电极也应该根据环境不同而选择不同的类型，比如储罐内壁的专用参比电极，它是用在储罐内壁或者其他水介质中阴极保护电位的测量。
这种专用参比电极的构造是将纯锌棒固定在一个多孔的非金属外壳中，保证电极不要和被保护设备有直接接触。
储罐内壁专用参比电极的电位在套筒内，用以避免直接与器壁接触，电极电位是-1.10V CSE，电位稳定，漂移或者极化小于5%，结构保护电位应该低于+0.25V。
储罐内壁专用参比电极的电极主要成分有：A1小于0.005%,Cd小于0.003%，Fe小于0.0014%，Cu小于0.002%，Pb小于0.003%，Zn为余量。
最小保护电位是指在被保护金属能够完全处在可以被保护状态的时候所需要的最低的电位值。
普通情况下被保护金属在电解质溶液中，参比电极极化电位达到金属阳极区的开路电位的时候就被认为是到了完全保护状态。
最大保护电位，跟之前所描述的一样保护电位并不是越低越好而是有一定限度的，如果管道的保护电位过于低那么就会造成被保护管道的防腐层存在漏
点的地方出现大量的析出氢气，最终导致防腐涂层与管道的脱离，这就是常说的阴极脱离，这种情况不仅会造成管道防腐层的失效，而且还会导致大量的电能不断消耗，碱性环境会加速防腐层的老化。
氢原子的析出还有可能造成被保护管道发生氢鼓包现象最终还会引发氢脆断裂，因此一定要把电位控制在比析氢电位稍正的电位值，这个被调整出来的电位被称之为最大保护电位。
如果阴极保护系统超过了最大保护电位时被称之为过保护。
这里需要强调的是，判断一段管道是不是处于过保护状态，要根据管道的断电电位来判断。
根据阴极保护的施工规范管道的断点电位应该控制在-0.85到-1.20V CSE之间。
最小保护电流密度，最小电流密度就是指在阴极保护过程中能够使被保护金属结构的腐蚀情况减缓到最低的时候或者能够使金属结构物的腐蚀情况直接停止的时候所需要的保护电流密度。
根据最常用的阴极保护施工经验和规范指出，如果一段没有做过任何保护措施的金属物质被埋在土壤中，像这种情况的最小保护电流密度一般是
10mA/m²到30mA/m²。
瞬间断电电位，在检测一个阴极保护系统的瞬间断电点位时，通常情况下是通过断掉被保护金属结构的外加电源或者如果是牺牲阳极阴极保护的时候就应该是断掉与牺牲阳极材料的连接，并且在0.2到0.5秒内所取得的电位数据。
因为这个时候的被保护结构没有任何外部的电流从介质中流向金属物质，所以测出来的电位数据是金属结构的实际极化电位并且不保护介质中的电压降。
至于为什么要取0.2到0.5秒之间的数据，那是因为在阴极保护系统被切断的时候，被保护结构对地点为会受一些影响形成一个正向脉冲，
所以才需要快速读取电位信息。