长输管道阴极保护技术全解
长输天然气管道阴极保护技术及应用
长输天然气管道阴极保护技术及应用摘要：阴极保护技术的应用能够有效防止天然气管道的腐蚀，增加天然气管道寿命，大大降低了天然气管道的维修成本，同时，减小由于天然气管道腐蚀、泄漏问题所带来的安全隐患，对整个城市天然气管网的建设起到了推动作用。
关键词：长输天然气；管道；阴极保护；技术；应用；分析1导言就目前而言，我国输送石油、天然气等资源主要通过长距离的埋地管道来实现能源传输。
随着社会经济的发展，人们对能源的需求也逐渐增多，能源大量地传输，促使我国不断加大长输管道的建设。
长输管道主要采用埋地的方式敷设，其穿越的地形、地段复杂，同时受不同因素的影响，管道面临着比较严重的腐蚀情况。
因此，长输天然气管道会采用阴极保护技术对管道进行保护。
2阴极保护技术的应用现状2.1技术现状阴极保护技术的应用应当严格遵守阴极保护准则，阴极保护准则是阴极保护核心的技术指标。
如今阴极保护技术的应用现状主要表现在以下两个方面。
一是动态直流干扰阴极保护。
随着经济的发展，我国天然气管道越来越容易受到动态直流的干扰，这种直流干扰会导致管道的电位的波动，在一定的时间内，这种电位波动会导致管道电位偏离准则。
对于这种情况，我国现行的有关天然气管道阴极保护准则并没有明确的规定允许管道电位偏移准则的程度和时间。
也就是说，没有健全的准则去管理和指导动态直流干扰阴极保护系统地运行。
在国内准则尚且不健全的基础上，我们可以借鉴其他国家的相关准则，例如澳大利亚AS 2832.2《金属的阴极保护第二部分：密集埋地结构》就给出了明确的规定。
二是交流电干扰阴极保护。
在交流电的干扰下，被保护的天然气管道会处于“加速腐蚀-自然腐蚀-阻碍腐蚀”的周期性状态，从而严重降低了阴极保护的作用，使得被保护的天然气管道发生明显的腐蚀现象。
但至今在国内都没有出台相关的阴极保护准则。
因此，应该通过对交流电干扰阴极保护的研究，来建立完善的阴极保护准则。
2.2管理现状2.2.1国内管理现状一是.油井间的管道有的未加阴极保护：我国幅员辽阔，天然气开采地域较广，在有的油田中，天然气管道的防腐还没有应用阴极保护；二是中小型城市的天然气管道建设网大多未应用阴极保护：在目前国内城镇的天然气管道建设中，也只有大城市的天然气管道干线上采用了阴极保护，许多的中小城市还没有普及到；c.国内的阴极保护检测技术还比较落后，由于实行阴极保护的时间比较晚，在国内阴极保护检测技术才刚刚起步，许多长输管道还在用人工测量单位，这种落后的阴极保护检测技术已经不符合现行的标准。
长输管道阴极保护基础知识交流
一、金属腐蚀与控制原理
6.埋地管道的外腐蚀 ➢腐蚀发生的不同类型
管线防腐层破损引起的腐蚀
金属成分、构造不同引起的腐蚀
一、金属腐蚀与控制原理
氧浓差引起的腐蚀： 在通气条件差（氧含量低）的环境下，钢结构对地电位较低。如埋设在
1.阴极保护的起源 其他科学家的研究工作
1890年，美国发明家爱迪生试验了外加电流法对船的保护方法，由于 没有合适的外加电源和阳极材料而未获成功。
1902年科恩采用直流电机首次实现了强制电流阴极保护的实际应用。 1906年盖波建立了第一个管道阴极保护系统，用一台容量为10V/12A的直流 发电机保护地下300m长的煤气管道，并获得专利。
➢正确选用耐腐蚀材料（供应、耐蚀、成本、强度、加工性、外观等因素） ➢合理的防腐设计（结构设计、工艺设计） ➢电化学保护（阴极保护、阳极保护） ➢改变环境 （脱硫、脱水、添加缓蚀剂、降温、降速、除氧、改变浓度） ➢金属表面覆盖层（金属与腐蚀性介质隔离） ➢腐蚀监/检测（间接手段）
一、金属腐蚀与控制原理
道路下的管道，对地电位较低，为阳极，首先发生腐蚀。对大直径管道，由 于其顶部相对干燥，通气较好，所以其底部通气较差，较容易腐蚀。
一、金属腐蚀与控制原理
硫酸盐还原菌腐蚀
我国大部分土壤中都含有硫酸盐还原菌，存在发生硫酸盐还原 菌腐蚀的风险。
一、金属腐蚀与控制原理
新旧管道腐蚀
一、金属腐蚀与控制原理
7.控制金属腐蚀的途径
腐蚀是一种化学过程，而且大多都是电化学过程，伴随着氧化还原反应的发生。 化学腐蚀：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。 电化学腐蚀：不纯的金属或合金与电解质溶液接触，会发生原电池反 应，比较活泼的金属失电子被氧化的腐蚀。腐蚀过程中有电流产生。
长输管道阴极保护技术全解
长输管道阴极保护技术：
主要应用于高电阻率土壤、淡水及空间狭窄局部场合，如套管内
牺牲阳极种类及应用范围： 带状牺牲阳极：：
长输管道阴极保护技术：
３、牺牲阳极种类及应用范围： （２）镁合金牺牲阳极：
镁合金牺牲阳极相对密度小，电极电位很负，极化率低，对铁的驱动电压大。因其具有很负的开路电位等性能，广泛地应用于土壤、海水、海泥及工业水环境中。
长输管道阴极保护技术：
阴极保护的起源
其他科学家的研究工作： 1890年，美国发明家爱迪生试验了外加电流法对船的保护方法，由于没有合适的外加电源和阳极材料而未获成功。1902年科恩采用直流电机首次实现了强制电流阴极保护的实际应用。1906年盖波建立了第一个管道阴极保护系统。用一台容量为10V/12A的直流发电机保护地下300m长的煤气管道。并获得专利。
长输管道阴极保护检测技术：
铜—饱合硫酸铜电极（CSE）制作材料和使用的要求：
铜电极采用紫铜丝或棒（纯度不小于99.7%）
01
硫酸铜为化学纯，用蒸馏水配制饱和硫酸铜溶液
02
五、长输管道阴极保护检测技术：
长输管道阴极保护检测技术：
主要测试仪表和电极的选用： 主要测试仪表和电极 直流电压表 (V) 直流电流表 (A) 接地电阻测量仪（ZC-8） 辅助阳极 牺牲阳极 铜—饱合硫酸铜电极（CSE）
长输管道阴极保护检测技术：
测试仪表的选用： 基本要求是： 满足测试要求的显示速度、准确度 携带方便、耗电小 有较好的环境适应性 一般选用数字式仪表。
适用范围广，尤其是中短距离和复杂的管网 阳极输出电流小，发生阴极剥离的可能性小 随管道安装一起施工时，工程量较小 运行期间，维护工作简单。 阳极输出电流不能调节，可控性较小
长输管道阴极保护技术研究
长输管道阴极保护技术研究摘要：阴极保护技术对于长输管道的保护效果是非常好的，因此应该扩大阴极保护技术的使用范围，加强保护技术的应用，才能从根本上遏制腐蚀情况的出现，做好管道的防腐工作。
本文首先阐述了油气长输管道与阴极保护技术的重要性，然后对油气长输管道中阴极保护技术的具体施工措施进行了探讨。
希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。
关键词：长输管道；阴极保护技术引言：油气的运输管道的铺设工程十分的艰难，不仅是因为管道的长度，更是因为管道铺设的环境相当的复杂，而且经常容易受到多种介质的腐蚀。
经过长时间的研究实践，阴极保护措施成为油气长输管道最合适的保护技术，下面我们来看具体的情况。
1 油气长输管道与阴极保护技术的重要性1.1 管道防腐重要性分析我国地下资源非常丰富，但是分布极度不均匀，存在很大差异，所以能源运输工作成为了能源管理企业的重点。
由于油气长输管道周围的环境非常复杂，天气状况、土质土壤等都会对管道产生腐蚀。
除此之外，管道内部的移动物质也会腐蚀油气长输管道，从而加剧了油气长输管道的腐蚀速度，促使管道老化，影响油气的运输，长久如此会造成油气泄漏，浪费大量的资源，给能源企业带来巨大的经济损失，甚至威胁工作人员的人身安全。
所以，需要对管道进行防腐保护，提高油气长输管道的抗腐蚀性，促进油气企业长久发展。
1.2 阴极保护技术分析阴极保护技术是预防管道腐蚀的主要技术，需要通过阴极保护计算公式计算出相关数据，为后期的具体应用提供有效的参考与指导。
阴极保护技术主要工作在于计算，分析油气长输管道内部电位与电流的具体分布，从而减少外部环境对管道的腐蚀。
目前我国主要采用以下方程式计算管道表面的电位分布，通过调节电位来防止油气长输管道腐蚀。
油气长输管道阴极保护计算公式当中的Lp代表的是每一侧管道保护的实际长度，V则是表示油气长输管道表面电位与电位之间的差，DP则表示油气长输管道的外径，Js表示的是阴极保护电流的密度，Ds则表示的是管道的电阻值。
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。
03-长输管线阴极保护
长输管线阴极保护2008-01-24 19:17:15(已经被浏览611次)长输管线阴极保护方案1. 保护范围本设计适用于天然气管道中阴极保护工程。
2. 执行的标准规范钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范SY 0007-99埋地钢质管道阴极保护参数测试方法SY/T 0023-96埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范SY/T 0036-2000阴极保护管道的电绝缘标准SY/T 0086-2003管道阴极保护工程施工及验收规范SYJ 4006-903. 设计参数土壤电阻率：20Ω·m设计寿命：20a自然电位：-0.55 V （相对饱和硫酸铜参比电极）汇流点电位：-1.15V （相对饱和硫酸铜参比电极）管道保护电位：≤-0.85V （相对饱和硫酸铜参比电极）管道防腐层绝缘电阻：>50,000 Ω&㎡钢管电阻率：0.135Ω&mm2/m输气干线：Φ159×5，16km4. 阴极保护系统设计4.1 保护长度计算保护长度计算公式：钢管纵向电阻计算公式：式中：L －单侧保护长度（m）；ΔV L－最大保护电位与最小保护电位之差（V）；D －管道外径(m)；J s －保护电流密度(A/㎡)；R －单位长度管道纵向电阻(Ω/m)；ρT －钢管电阻率（Ω·mm2/m）；D’ －管道外径(mm)；δ －管道壁厚(mm)。
公式中代入已知的设计参数，得到:R=5.58×10-5 Ω/m2L=41508 m 即L=20754 m 即强制电流阴保站的保护半径为20.7km，完全能够满足16km长管线的保护。
4.2 阴极保护方案概述支线管道规格为Φ159×5，全长16km。
沿线设1座阴极保护站即可实现全线的保护。
阴极保护系统设备包括智能高频恒电位仪、控制台，在站外布置一组高硅铸铁阳极地床（包括15支阳极），通过阳极电缆连接到阴极保护控制台。
管道进出站设绝缘接头，管线绝缘接头外侧设置1处汇流点，汇流点处阴极电缆、零位接阴导线、参比导线等均接到阴极保护控制台。
长输管道外加电流阴极保护及阴极保护站维护基础知识
长输管道外加电流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1.目的：随着国内长输管道的大规模建设，我国的天然气管网已初具规模，长输管道外加电流阴极保护技术也被大量广泛应用，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。
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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三、长输管道阴极保护技术： 金属的常见防护方法
(1).在金属表面覆盖保护层. (2).改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力，如 制成不锈钢. (3).电化学保护法. a.牺牲阳极的阴极保护法. b.外加电流的阴极保护法.
三、长输管道阴极保护技术：
腐蚀电位或自然电位对腐蚀的影响
每种金属浸在一定的介质中都有一定的电位，称之 为该金属的腐蚀电位（自然电位）。腐蚀电位可表示 金属失去电子的相对难易。腐蚀电位愈负愈容易失去 电子，我们称失去电子的部位为阳极区，得到电子的 部位为阴极区。阳极区由于失去电子（如，铁原子失 去电子而变成铁离子溶入土壤）受到腐蚀而阴极区得 到电子受到保护。
三、长输管道阴极保护技术：
阴极保护的起源
其他科学家的研究工作： 1928年，美国阴极保护之父库恩领导了新奥尔良一条长距离输 气管道的外加电流保护工程。首次使用了阴极保护整流器。开创了 管道阴极保护的新篇章。30年代初期，美国已有300km管道采用锌 阳极进行阴极保护，有120km的管道采用强制电流阴极保护，有 120km的管道采用强制电流阴极保护。随后，从30年代到50年代， 比利时、前苏联、英国、德国等欧洲国家都采用阴极保护技术控制 埋地或水下管道的腐蚀，
铝-锌-铟系合金牺牲阳极适于海水介质中船舶、机械设备、海洋工程和海港设 施以及海泥中管道、电缆等设施金属防腐蚀的阴极保护。
三、长输管道阴极保护技术：
３、牺牲阳极种类及应用范围： （５）镯式牺牲阳极：
主要应用于水下和海底管道上，多以锌合金为材料，兼顾防腐蚀、配重和长寿命。
四、长输管道阴极保护施工技术：
三、长输管道阴极保护技术：
（１）牺牲阳极法阴极保护：
在土壤等电解质环境中，牺牲阳极因其电极电位比 被保护体的更负，当与被保护体电连接后将优先腐蚀溶 解，释放出的电子在被保护体表面发生阴极还原反应， 抑阻了被保护体的阳极溶解过程，从而对被保护体提供 了有效的阴极保护。
三、长输管道阴极保护技术：
牺牲阳极法阴极保护主要特点是： 适用范围广，尤其是中短距离和复杂的管网 阳极输出电流小，发生阴极剥离的可能性小 随管道安装一起施工时，工程量较小 运行期间，维护工作简单。 阳极输出电流不能调节，可控性较小
四、长输管道阴极保护施工技术：
2、阴级保护工程施工(牺牲阳级法)： （３）牺牲阳级的安装： 牺牲阳级埋设深度、位置、间距符合设计，一般埋设深度在冰 冻线以下，且不小于１m，距管外壁３-５m，埋设间距２-３m 管道与电缆焊接牢固 电缆敷设符合要求，留有裕量 牺牲阳级连接电缆需调节回路电流时，可串入调节电阻
四、长输管道阴极保护施工技术：
1、阴级保护工程施工(外加电流法)： （４）汇流点及辅助阳级安装：
汇流点及辅助阳级连接牢固，并进行防腐处理：
四、长输管道阴极保护施工技术：
钢铁辅助阳级安装 ——地床位置、布置、数量符合设计要求 ——埋设在土壤电阻率较低区域，并可加化学试剂或食盐进
行处理，接地电阻小于１Ω
四、长输管道阴极保护施工技术：
1、外加电流法阴级保护工程施工
（３）可控硅恒电位仪安装： 可控硅恒电位仪安装前，应按出厂标准对交流输入 特性、漂移特性、负载特性、防干扰能力，流经参比电 极的电流、防雷击余波性能、过流短路保护和复位、自 动报警等各项性能指标逐台检验。
四、长输管道阴极保护施工技术：
验收试验接线图
三、长输管道阴极保护技术：
牺牲阳极法阴极保护主要应用： 长输管道的阀室保护 隧道内、套管内的管道保护 站场内的工艺管道保护
新建管道的临时保护
三、长输管道阴极保护技术：
（２）外加电流法阴极保护原理： 外加电流法阴极保护是利用外部电源对被保护体施
加阴极电流，为其表面上进行的还原反应提供电子，从
四、长输管道阴极保护施工技术：
阴级保护工程施工(强制电流法)： （４）调试： 强制电流阴级保护调试时，其电源设备给定电压连续可调 阴级保护电位符合相关标准 调试的保护电位以极化稳定后的保护电位为准，极化时间为３天
四、长输管道阴极保护施工技术：
长输管道阴极保护工程施工及验收规范 SYJ4006-90
三、长输管道阴极保护技术： 阴极保护的起源
其他科学家的研究工作： 1890年，美国发明家爱迪生试验了外加电流法对船 的保护方法，由于没有合适的外加电源和阳极材料而未 获成功。1902年科恩采用直流电机首次实现了强制电流 阴极保护的实际应用。1906年盖波建立了第一个管道阴 极保护系统。用一台容量为10V/12A的直流发电机保护 地下300m长的煤气管道。并获得专利。
３、牺牲阳极种类及应用范围：
（１）带状牺牲阳极：：
主要应用于高电阻率土壤、淡水及空间狭窄局部场合，如套管内
三、长输管道阴极保护技术：
３、牺牲阳极种类及应用范围：
（２）镁合金牺牲阳极：
镁合金牺牲阳极相对密度小，电极电位很负，极化率低，对铁的驱动 电压大。因其具有很负的开路电位等性能，广泛地应用于土壤、海水、海 泥及工业水环境中。
三、长输管道阴极保护技术： 阴极保护的起源
法拉弟的研究工作： 1829年，戴维的助手，著名科学家法拉弟继续研究 铁在海水中的腐蚀，发现铁在水面附近比在水底腐蚀更 快。1833年提出了著名法拉弟电解定律。明确定义了电 解质、电极、阳极、阴极、阳离子和阴离子的概念，奠 定了电化学的基础，阐明了阴极保护的原理。
质量合格 种类、数量、分布及连接方式符合设计要求
四、长输管道阴极保护施工技术：
2、阴级保护工程施工(牺牲阳级法)： （１）牺牲阳级的基本要求： 牺牲阳级连接电缆和阳级钢芯采用焊 接连接时，电缆绝缘外皮保留在５０mm以 上，和钢芯用线绳捆扎，防止搬运折断
焊接处与阳级端面必须打磨和用酒精清洗， 干净后用环氧树脂防腐，厚度大于３mm
——严禁涂油漆等隔离物 ——埋设顶端距地面大于１m
四、长输管道阴极保护施工技术：
高硅铸铁和石墨辅助阳级安装
——地床位置、布置、数量符合设计要求 ——连接线采用焊接连接，焊接处采用环氧树脂密封，高 压电火花检漏仪检查（２.４kv）,无漏点 ——汇流电缆按标准留裕量，以适应回填土沉降 ——阳级四周填焦炭碴
三、长输管道阴极保护技术： 阴极保护的在我国的应用
我国埋地油气管道的阴极保护始于1958年，但仅限 于小规模试验。1965年大庆油田开展了牺牲阳极法管道 阴极保护的现场试验。1968年对全长80km/直径426mm的 外加沥青绝缘防腐层的螺纹钢管进行了外加电流阴极保 护的设计施工。70年代起，我国的长输管道开始推广应 用阴极保护技术。
三、长输管道阴极保护技术：
• • 阴极保护的原理 1、电极反应 ２、极化曲线和极化图 ３、电位-pH图
三、长输管道阴极保护技术：
１、阴极保护原理：
三、长输管道阴极保护技术：
阴极保护原理：
上图给出了铁在NaCl水溶液（或土壤）中于金属界面 处发生的电化学腐蚀反应过程，以及阴极保护系统通过镁阳极 或外电源产生的外加负电流对这些反应过程的作用影响，说明 了各种反应质点和反应产物的存在和传递。由于阴极保护系统 通过牺牲阳极或外电源，能对金属提供足够量的电子（施加所 需的负电流），使金属界面呈负电性和达到足够负的电极电位， 从而抑阻氧化反应（Fe→Fe2++2e）；此时还原反应所需电子完 全从牺牲阳极或外电源获得。由此实现了阴极保护，停止了金 属的腐蚀过程。
三、长输管道阴极保护技术：
阴极保护的起源
戴维的早期工作： 1832年，英国化学家，海军军官戴维研究铜皮包覆 的木船在海洋中的防护，铜和铁与锌接触可以使铜受到 保护。1824年，在船体上进行试验，用铁作为阳极，取 得良好保护效果。他在研究报告中称：当泡在液体中的 不同金属用导线连接成回路时，一种金属腐蚀受到促进， 一种金属腐蚀受到减慢，这就是铜船通过连接铁和锌而 受到保护的原因。
三、长输管道阴极保护技术：
相对于饱和硫酸铜参比电极(CSE)，不同金属的在土壤中的腐蚀 电位（V）如下表示：
• • • •
金 属 高纯镁 镁合金(6%Al，3%Zn，0.15%Mn) 锌 铝合金(5%Zn) 纯铝 低碳钢(表面光亮) 低碳钢(表面锈蚀) 铸铁 混凝土中的低碳钢 铜
电位（CSE） -1.75 -1.60 -1.10 -1.05 -0.80 -0.50-0.80 -0.20-0.50 -0.50 -0.20 -0.20
四、长输管道阴极保护施工技术：
1、阴级保护工程施工(外加电流法)： （３）可控硅恒电位仪安装： 安装可控硅恒电位仪必须满足下列四个条件： 接插件齐全、连接良好、接线正确 恒电位仪接地良好 “零位接阴线”单独用一根电缆接到管道上 铜—饱合硫酸液参比电极埋设深度、硫酸铜饱合溶液配制符合要求
牺牲阳级包裹前清理干净表面氧化物和污物
四、长输管道阴极保护施工技术：
2、阴级保护工程施工(牺牲阳级法)： （２）牺牲阳级化学填包料的制作： 牺牲阳级化学填包料的制作
——填包料的制作符合相关标准
——填包料的称重、混合包装在室内进行 填包料以干调振荡包装，保证阳级在填包料中间部位 填包料包裹袋不得用人造纤维织品制作 包裹后的阳级必须牢固，搬运时不产生位移 填包料中的膨润土部分不得用粘土代替
三、长输管道阴极保护技术：
• • • 阴极保护的原理 对被保护金属施加负电流，通过阴极极化使其电极电位负移 至金属的平稳电位，从而抑阻金属腐蚀的保护方法称为阴极保护。 阴极保护是一种控制金属电化学腐蚀的保护方法。在阴极保 护系统构成的电池中，氧化反应集中发生在阳极上，从而抑阻了 作为阴极的被保护金属上的腐蚀。阴极保护是一种基于电化学腐 蚀原理而发展的一种电化学保护技术。可从电极反应、极化曲线 和极化图以及电位-pH图等诸方面理解阴极保护原理。
三、长输管道阴极保护技术：
３、牺牲阳极种类及应用范围：
（３）锌-铝-镉合金牺牲阳极：