埋地管道的阴极保护
阴极保护在埋地燃气管道腐蚀防护中的应用

阴极保护在埋地燃气管道腐蚀防护中的应用阴极保护是一种有效的腐蚀防护方法,在埋地燃气管道的防腐蚀中具有广泛的应用。
阴极保护是通过在金属结构表面形成一个与金属电位负相关的电流,以抑制金属的电化学反应,从而达到保护金属的目的。
第一,对于燃气管道的外部防腐蚀,阴极保护是一种主要的腐蚀防护手段。
由于燃气管道常年埋在地下,暴露在湿润的环境中,容易受到土壤中的腐蚀性物质的侵蚀,导致管道产生腐蚀。
通过在燃气管道表面安装阴极保护系统,可以在管道周围形成一个与金属电位负相关的电流场,抑制金属的电化学反应,从而防止管道的腐蚀。
阴极保护系统通常由阳极、电源和地基组成。
阳极通过与金属管道连接并和土壤产生电化学反应,产生一种保护电流,起到保护金属的作用。
电源为阳极提供电流,保证阳极的正常工作。
地基则是保证电流形成电流场的基础,通常利用土壤电导率较高的地方,如湿泥土或者水域等。
第二,阴极保护也可以应用于燃气管道的内部腐蚀防护。
燃气管道内部的腐蚀主要是由于燃气中含有的腐蚀性物质,如H2S等,引起的电化学反应所致。
在阴极保护系统中,可以通过安装阳极在管道内部,与管道金属产生电化学反应,形成一个保护电流场,从而抑制管道的内部腐蚀。
阴极保护是一种被动式腐蚀防护方法,不需要人工干预,可以长期稳定地工作。
阴极保护的工作原理简单,技术成熟,操作便捷。
只需要安装好阳极、电源和地基,并进行一些简单的调试和监控,就可以实现对燃气管道的有效腐蚀防护。
阴极保护对环境友好,不会产生污染物和废水。
与一些化学腐蚀防护方法相比,具有更低的环境风险。
阴极保护具有高效的腐蚀防护效果。
通过合理设计和正确安装调试,可以实现对燃气管道的全面保护,延长其使用寿命,提高运行安全性。
阴极保护在埋地燃气管道腐蚀防护中具有重要的应用价值。
它是一种成熟的腐蚀防护技术,具有简单、便捷、环保和高效的特点。
在燃气管道的设计、建设和维护过程中,应合理应用阴极保护技术,确保管道的安全运行。
埋地管道的阴极保护(外加电流法)

•
放映结束 感谢各位的批评指导!
谢 谢!
让我们共同进步
埋地管道的阴极保护
主讲:外加电流法
阴极保护的原理
• 金属—电解质溶解腐蚀体系受到阴极极化时,电 位负移,金属阳极氧化反应过电位ηa 减小,反应 速度减小,因而金属腐蚀速度减小,称为阴极保 护效应.
• 实质:由外电路向金属通入电子,以供去极化剂 还原反应所需,从而使金属氧化反应〔失电子反 应受到抑制.
施工中注意的问题:
保护材料及设备,这些是阴极保护成功的前提,但最终的 实现则通过施工来完成.外加电流阴极保护施工应注意以 下问题: 1施工前对所有电极进行检查,主要是外观检查,表面不得沾有 油污等其它杂物,电极体表面是否破损等;另外对连接及 绝缘电阻进行检查,以保证连接或绝缘良好.
2施工时严格按照设计图进行施工,辅助阳极及参比电极均要 求连接良好,且对相应的电缆均要做好标记,以备将来检修 使用.
• 如果是复杂的管路系统中,外加电流阴极保护建议 采用恒电流控制.
2.辅ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ阳极地床
• 辅助阳极地床分为深井阳极地床和浅埋阳极地床; • 深层土壤电阻率比地表低; • 基本要求: • 1、 导电性好; • 2、 排流量大; • 3、 耐腐蚀,消耗量小,寿命长; • 4、 具有一定的机械强度、耐磨、耐冲击震动; • 5、 容易加工、便于安装; • 6、 材料易得、价格便宜.
护 • ④: 每个辅助阳极床的保护范围大,当管道防腐层质量良好
时, 一个阴极保护站的保护范围可达数十公里 • ⑤: 对裸露或防腐层质量较差的管道也能达到完全的阴极
保护
缺点
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。
阴极保护在埋地管道中的应用

阴极保护在埋地管道中的应用本文主要探讨了阴极保护在埋地管道中的具体的应用,分析了埋地管道工程建设中如何更好的设置阴极保护系统,以确保埋地管道使用过程中的效果,以期能够为同行提供参考。
标签:阴极保护;埋地管道;应用一、前言埋地管道使用的过程中,还存在很多的问题,阴极保护问题就尝尝被施工人员所忽略,阴极保护效果不佳,就容易导致埋地管道使用过程中出现问题,所以,一定要重视埋地管道阴极保护问题。
二、阴极保护技术的原理及方法1、阴极保护基本原理阴极保护技术是利用电化学的腐蚀原电池原理,将被保护的金属结构作为阴极,向其通以足够的直流电流,使金属表面产生阴极极化,最终减小或消除金属材料整体上各种局部阴极和局部阳极之间的电位差,使腐蚀电流趋于零,从而控制金属的腐蚀。
2、阴极保护方法在绝大多数情况下,可以通过三种方法实现阴极保护过程。
2.1、牺牲阳极法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,被保护金属作为阴极,让电位低的金属向阴极材料不间断地提供电子。
牺牲阳极因较活泼而优先溶解遭到强烈腐蚀,此时阴极材料首先极化,在其表面富集电子,不再产生离子,进而减缓并停止结构腐蚀进程,达到保护阴极材料的目的。
2.2、强制(外加)电流法是通过外加直流电源以及辅助阳极,直接向被保护的金属结构施加阴极电流或给辅助阳极施加阳极电流,使被保护金属发生阴极极化,同样达到保护阴极金属结构的目的。
2.3、排流保护法是以排除杂散电流为目的的阴极保护方法。
该方法分为三种,其中直接排流和极性排流分别用于杂散电流干扰电位极性稳定不变和正负交变的情况。
还有一种是强制排流,它通过整流器进行排流。
当有杂散电流存在时,利用排流进行保护;当无杂散电流时,就用整流器供给保护电流,使保护体处于阴极保护状态。
三、阴极保护技术在埋地管道中的应用1、阴极保护技术原理所谓的阴极保护,是金属的阴极被阴极电流极化产生的。
一般都以外加电流或阳极牺牲为主要形式。
管道阴极保护的检测方法通常都是以每隔一定的距离测算的阴极保护数据判断的。
埋地输油管道的阴极保护措施探析

埋地输油管道的阴极保护措施探析【摘要】埋地输油管道的阴极保护是一项重要的技术措施,旨在延长管道寿命,减少腐蚀损坏。
本文从介绍埋地输油管道的背景和研究意义入手,详细探讨了阴极保护技术的原理、措施和系统构成,以及对其效果进行评估。
结论部分展望了未来埋地输油管道阴极保护技术的发展趋势,并总结提出了相关建议。
通过本文的探析,读者可以更深入了解埋地输油管道阴极保护的重要性和实施方法,促进相关领域的研究和应用,为管道运行和维护提供有益参考。
【关键词】埋地输油管道、阴极保护、技术、原理、措施、系统构成、效果评估、展望、总结、建议1. 引言1.1 背景介绍埋地输油管道是石油工业中至关重要的设施,它承担着将原油从采油地输送到加工厂或者终端用户的重要任务。
由于环境中存在大量水和土壤中的各种氧化物,输油管道容易发生腐蚀现象,对管道的安全运行带来了严重的威胁。
为了解决输油管道腐蚀的问题,阴极保护技术应运而生。
阴极保护是通过向管道周围施加一定电流,使管道成为阴极,从而抑制腐蚀的一种保护措施。
它是目前应用最广泛、效果最好的管道防腐方法之一。
阴极保护技术并非一成不变的。
随着科学技术的发展,阴极保护技术也在不断改进和完善。
在实际应用中,对于不同的管道,采用不同的阴极保护措施,以及合理的阴极保护系统构成,是确保管道长期安全运行的关键。
本文将对埋地输油管道的阴极保护技术进行探讨,分析阴极保护原理、措施、系统构成以及效果评估,旨在为今后的管道防腐工作提供参考。
1.2 研究意义埋地输油管道的阴极保护措施是现代油气工业中非常重要的技术之一。
其研究意义主要体现在以下几个方面:埋地输油管道是连接油田和炼油厂之间的重要通道,承载着大量的原油和石油制品。
若管道受到腐蚀损坏,将直接影响到油气输送的安全和稳定性,甚至可能引发严重事故,造成环境污染和财产损失。
研究如何有效地对埋地输油管道实施阴极保护措施,具有重要的现实意义。
随着油气勘探和开采的不断推进,埋地输油管道的长度和覆盖范围不断扩大,管道腐蚀问题日益突出。
埋地管道阴极保护的范围

埋地管道阴极保护的范围
阴极保护产生的电流流入土壤中的时候是通过辅助阳极来完成的,阴极保护的电流是从管道覆盖层的破损处流入管道的,然后再从管道的各处流到电流的负极点。
保护范围的边界点到汇流点值就是阴极保护的最大的保护范围。
我们先不考虑阴极保护系统上阳极电压峰值的影响,取-1.2V (CSE)作为管道的最大的保护电位取-0.90V(CSE)作为最小的保护电位。
这样就会有一个电压降。
根据阴极保护的计量式将各种管壁厚度所对应的的电流密度的保护范围确定下来,并绘制成图,这样也能计算出各种管径对应电流密度的保护范围的保护电流,同样也需要绘制成表,这样看起来更为便捷,更为方便。
埋地管道石油管道管道阴极保护方法管道阴极保护施工条件

埋地管道石油管道管道阴极保护方法管道阴极保护施工条件河南汇龙合金材料有限公司1阴极保护的方法1.1牺牲阳极法牺牲阳极法就是让被保护的金属和另一种金属或者合金链接在一起,被链接的金属或合金的电位比被保护的金属更负。
牺牲阳极的性质比较活泼。
所以在电解液里面它开始溶解的速度非常快,很快就能释放电流让金属金属阴极极化,这样就可以让金属得到保护。
1.2强制电流法强制电流法被保护的电流因为外部直流电源的输入而产生阴极电流,于是就出现了阴极极化的状态,这样就能够让金属得到保护。
强制电流法和众多的因素密切相关,比如阳极、参比电极、直流电源和连接电缆都是必不可少的。
通过辅助阳极能偶让电流进入到被保护的金属当中,所以阳极工作的时候就是处于电解环境里面。
1.3排流保护所谓的排流保护指的是在电流比较散杂的情况下,对这些电流进行排除对被保护构筑物施加阴极保护。
一般而言,有三种方式都可以用来进行排流保护:第一个方法是直接排流。
如果散杂电流干扰电位极性没有太大波动的时候,可以借助电缆把被保护金属和干扰因素连接在一起,让杂散的电流能够排除。
这个方案虽然操作便捷,但是要是判断的不够精准,那么很可能适得其反让杂散的电流更多。
第二个方法是极性排流。
当杂散电流干扰电位极性正负交变时,能够借助二极管让杂散电源回到干扰源,因为二极管在输送电流的时候只能单方向输送,把杂散电流朝正向排出,而负向的就用被当做阴极保护。
现在,极性排流法比较常用。
第三个方法就是强制排流。
前面提到的直接排流法和极性排流都是在排流的过程当中才能实现保护作用,而没有进行排流的时候,金属就不能得到很好的保护作用。
针对这个弊端,于是就有了强制排流这个方法。
在无杂散电流时通过整流器供给保护电流,如果出现杂散电流就借助排流来实现保护。
一般情况下,强制排流采用的都是恒电位仪,在进行排流保护的时候也会有一部分的保护电流输出。
2.阴极保护条件要进行阴极保护,需要满足一下几个特质:首先,腐蚀介质要具备导电性,这样才能产生完整的电路。
第三章埋地管道的阴极保护

(6)经济性。 表3-1是阴极保护与排流保护的比较。 三、阴极保护参数 在图3-1中,可以看到与阴极保护相关的几 个参数:自然腐蚀电位、保护电位、保护电 流(可以换算成电流密度)。正确选择和控 制这些参数是决定保护效果的关键。为了直 观。定量地比较阴极保护的效果,有时还要 引用阴极保护保护度参数。而在实际保护中 入们仅把保护电位作为控制参数,因为它受 自然腐蚀电位和保护电流所控制,而且在实 践中容易操作。
EFe / Fe2
K H2O 1.0081014。
RT 0.44V , 2.303 0.0296, LFe(OH )2 1.65 1015 , 2F
2018/8/7
西南石油学院储运研究所
23
按 EFe / Fe (0.05 0.0592pH ) ,在 pH 值 为 5.5 ~ 10 的电解液中,计算出保护电 位在 -0.38 ~ -0.64V(SHE) 之间变化。换 算成相对饱和 Cu/CuSO4 电解的电位为 0.7 ~ -0.96V 。 钢 在 土 壤 中 (pH=8.3 ~ 9.6) 的 保 护 电 位 为 -0.541 ~ 0.618V(SHE) ,平均为 -0.58V(SHE) ,相 对饱和Cu/CuSO4电极的电位为-0.90V。
2018/8/7
西南石油学院储运研究所
8
作为牺牲阳极材料,必须具有下列条件: (1)要有足够的负电位,且很稳定; (2)工作中阳极极化要小,溶解均匀,产物易脱 落; (3)阳极必须有高的电流效率,即实际电容量和 理论电容量之比的百分数要大; (4)电化当量高,即单位重量的电容量要大; (5)腐蚀产物无毒,不污染环境; (6)材料来源广,加攻容易,价格便宜。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
阴极保护简史
§3-l概述
防腐层与阴极保护的同时使用称之为联合 保护。联合保护使腐蚀控制手段相互补充, 使腐蚀控制工程成本降低,经济合理,安全 可靠。这已成为世界发达国家对地下、水中 的金属结构构进行腐蚀防护的共同法规。
那么,什么是阴极防护呢?它包括哪几种 方法,又各使用在什么场合?这将在本章做 重点介绍。
阴极保护的方法(分类) §3-l概述
本章主要介绍埋地管道的阴极保护。 实现阴极保护的方法通常有牺牲阳极法和强制电流法。由于 杂散电流排除过程中,在管道上保留有一定的负电位,使管道 得到了阴极保护,所以排流保护也是一种蚀,阴极不腐蚀。根据这一原理,把 某种电极电位比较负的金属材料与电极电位比较正的被保护金 属构筑物相连接,使被保护金属构筑物成为腐蚀电池中阴极而 实现保护的方法称为牺牲阳极阴极保护。
➢ 掌握强制电流阴极保护的工艺计算方法。 ➢ 了解并熟悉强制电流法阴极保护系统的设计
过程。 ➢ 了解牺牲阳极材料的特性和适用范围。 ➢ 掌握牺牲阳极法阴极保护系统的设计。 ➢ 了解阴极保护参数的测量
教学内容
§3-1 概述 §3-2 强制电流法阴极保护 §3-3 牺牲阳极法阴极保护 §3-4 阴极保护参数的测量
阴极保护的方法(分类) §3-l概述
为了达到有效保护,牺牲阳极不仅在开路状态(牺牲阳极与 被保护金属之间的电路未接通)有足够负的开路电位(即自然 腐蚀电位),而且在闭路状态(电路接通后)有足够的闭路电 位(即工作电位)。这样,在工作时可保持足够的驱动电压。 驱动电压指牺牲阳极的闭路电位与金属构筑物阴极极化后的电 位两者之差,亦称为有效电压。
jpu ysj
管道腐蚀与阴极保护
第三章 埋地管道的阴极保护
jpumetc
主讲:黄维秋 单位:江苏工业学院
油气储运工程教研室
勇担责任 追求卓越2
油气管道腐防蚀腐控层制、的油漆基本方法搪瓷、复塑钢管、F4衬里
腐蚀控制方法
内 外
涂层
衬里 电法保护 缓蚀剂
阴极保护 阳极保护
电物 化理 学保 保护 护
阴极保护原理
§3-l概述
为了使金属构筑物得到完全保护,即没有腐蚀电流从其上流
出,就需进一步将阴极极化到使总电位降至等于阳极的初始电 位EAO,此时外加的保护电流值为IP。此时的极化作用已使原 来腐蚀电池的微电池作用完全受到抑制。总之,极化消除了被 保护金属体表面的电化学不均匀性,抑制了微电池作用;又阴 极极化构成了新的大地电池即保护电路,使被保护金属体成为 新的大地电池的阴极,从而在其表面只发生得电子的还原反应, 金属不再发生氧化丢电子的反应,腐蚀也不再发生。这是阴极 保护使金属受到防护的原理。从图上可以看出,要达到完全保 护,外加的保护电流要比原来的腐蚀电流大得多。这就是阴极 保护的原理。显然,保护电流IP与最大腐蚀电流IC的差值决定 于腐蚀电池的控制因素。受阴极极化控制时,二者的差值要比 受阳极极化时小得多。因此,采用阴极保护的经济效果较好。
阴极保护原理
§3-l概述
金属在电解质溶液中,由于金属本身存在电化学不均匀性或 外界环境的不均匀性,都会形成腐蚀原电池。在原电池的阳极 区发生腐蚀,不断输出电子,同时金属离子溶入电解液中。阴 极区发生阴极反应,视电解液和环境条件的不同,在阴极表面 上析出氢气或接受正离子的沉积。如果给金属通以阴极电流, 整个腐蚀原电池体系的电位将向负的方向偏移,使金属阴极极 化,这就可以抑制阳极区金属的电子释放,从根本上防止金属 腐蚀。
强制外加电流阴极保护 牺牲阳极阴极保护(镀锌管)
✓ 选用在该管道具体运行条件下的适用钢材和焊接工艺 ✓ 选用管道防腐层及阴极保护的外保护措施 ✓ 控制管输流体的成分,如净化处理除去水及酸性组分 ✓ 使用缓蚀剂控制内腐蚀 ✓ 选用内防腐涂层 ✓ 建立腐蚀监控和管理系统
教学目的与要求
➢ 了解阴极保护简史、熟悉并掌握阴极保护原 理和参数,了解实施阴极保护的基本材料。
天然气管道一般不采取专 门阴极保护内腐蚀,但化工 行业常采用
§3-l 概述
阴极保护原理
以外加电流的阴极保护为例, 暂不考虑腐蚀电池的回路电阻, 则在未通电流保护以前,腐蚀原 电池的自然腐蚀电位为E,相应的 最大腐蚀电流为IC 。通上外加电 流后,由电解质流入阴极的电流 量增加,由于阴极的进一步极化, 其电位将降低。如流人阴极电流 为 ID , 则 其 电 位 降 至 E′ , 此 时 由 原来的阳极流出的腐蚀电流将由 IC 降 至 I′ 。 ID 与 I′ 的 差 值 就 是 由 辅 助阳极流出的外加电流量。
管道阴极保护就是利用外加的牺牲阳极或外加电流,消除管 道在土壤中腐蚀原电池的阳极区,使管道成为其中阴极区,从 而受到保护。阴极保护分为牺牲阳极法与强制电流法两种。
外加电流法:将被保护的管道与直流电源的负极相连,把 辅助阳极与电源正极相连,使管道成为阴极,如图a。
牺牲阳极法:在待保护的管道上连接一种电位更负的金属 或合金,形成一个新的腐蚀原电池。接上的金属成为牺牲 阳极,整个管道成为阴极受到保护,如图b。
§3-1 概述
➢ 阴极保护简史 ➢ 阴极保护原理 ➢ 阴极保护的方法(分类) ➢ 阴极保护参数 ➢ 阴极保护准则 ➢ 管道实施阴极保护的基本条件
阴极保护简史
§3-l概述
防止金属腐蚀的方法有多种,阴极保护是其中之一。由于
金属在自然环境和工业生产环境中的腐蚀破坏大部分为电化 学腐蚀造成,因此,阴极保护在腐蚀控制工程中占有重要地 位。对金属表面施加防腐绝缘层(又称覆盖层),是一种物理 防护方法。它通过金属表面的绝缘处理,使金属与腐蚀介质 隔离开。这种防腐方法是有效的,但在实际工程中不可能做 到绝对可靠。这是因为任何一种绝缘的涂层材料都不时能完 全不透小分子,如水、氧气等;同时,钢与防腐绝缘层界面 之间的物质传递也是不可避免的。再者,金属表面的防腐绝 缘层在施工生产中和在运输贮存中不可能不产生缺陷。但是, 阴极保护法则可以弥补防腐层的缺陷,对腐蚀反应进行积极 的干预,从而更彻底的抑制腐蚀反应的发生。