郑安升(中国石油天然气管道工程公司主任)长输管道站场区域阴极保护
区域阴极保护在输油站场的应用
区域阴极保护在输油站场的应用区域阴极保护在输油站场的应用摘要：实践证明，仅靠涂层无法满足埋地管道的防腐要求。
越来越多的看法认为，对站内埋地管道采取阴极保护是十分必要的。
本文首先阐述了输油站场区域阴极保护技术原理，其次，分析了输油站场区域阴极保护方式选择。
同时，就输油站场区域性阴极保护存在的问题和解决措施进行了深入的探讨。
关键词：输油站场；阴极保护；解决措施基金项目:省部共建“石油天然气装备”教育部重点实验室资助项目(2006STS02)中图分类号： U653 文献标识码： A 文章编号：前言对于输油站场，采用阴极保护对站内管道和埋地钢结构进行保护未列入国家强制标准，因此采用阴极保护系统的实例较少。
近年来，各输油气站场配管系统腐蚀的事例不断出现，且站内设备接地以及管道品类较多，站内腐蚀泄漏的危害远比干线高层不可避免地会存在缺陷，从而导致腐蚀泄漏事故的发生。
实践证明，仅靠涂层无法满足埋地管道的防腐要求。
越来越多的看法认为，对站内埋地管道采取阴极保护是十分必要的。
2. 输油站场区域阴极保护技术原理输油站场设计的做法通常是在进出站干线上安装绝缘件,实现站内管道与进、出站干线的电性隔离。
由于多种原因,一般情况是站内埋地管道的涂层质量较差,且站内管道连接有多个接地极,同时站内还有大量钢质结构、水泥支墩和电导线与管道相连,这些相关的不带保护层的钢材、铜材大大提高了站内埋地管道的腐蚀风险。
根据NACE SP0169-2007的要求:所有埋地管道都会受到腐蚀的影响,应该采取有效、充分的腐蚀控制工艺来保证管道的完整性。
因此有必要对站内埋地管道实施阴极保护以实现复杂情况下的腐蚀控制。
区域性阴极保护是指将某区域内所有预保护对象作为一个整体进行保护,依靠辅助阳极的合理布局、保护电流的自由分配以及与相邻设备的电绝缘措施,使被保护对象处于规定的保护电位范围内。
站场区域阴极保护就是对站内工艺管网、生产设备及附属设施进行阴极保护。
长输管道阴极保护及阴极保护站维护基础知识
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长输管道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2018年版1.目的：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。
一种天然气长输管道阴极保护监测系统的设计
一种天然气长输管道阴极保护监测系统的设计
董增寿;白雪;王兴
【期刊名称】《内蒙古科技与经济》
【年(卷),期】2022()12
【摘要】天然气是我国重要的基础能源,一般采用管道输送,而输送过程会造成管道腐蚀,一旦泄露后果非常严重,故而需对管道进行保护。
长输管道一般采用管道涂覆
耐磨防腐涂层结合阴极保护技术来减缓腐蚀,其中,管道涂层一般在生产过程中就已
经涂覆完成了,而阴极保护的检测维护则存在效率低、可靠性差、危险性高等弊端。
文章针对管道阴极保护,提出通过接入新型智能测试桩等可远程通信的阴极保护设备,将长输管道阴极保护参数由互联网传输到计算机控制中心,实现天然气长输管道
阴极保护的自动化远程监测管理,为管道的防腐蚀提供保障。
【总页数】2页(P109-110)
【作者】董增寿;白雪;王兴
【作者单位】太原科技大学;山西瑞诺风电子科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE988.2
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长输管道牺牲阳极法阴极保护施工方案
长输管道牺牲阳极阴极保护施工方案河南汇龙合金材料有限公司项目部目录一、概述------------------------------------------------------------ 2（一）原理 ----------------------------------------------------- 2（二）牺牲阳极法阴极保护的优点 --------------------------------- 2（三）牺牲阳极材料 --------------------------------------------- 2（四）阳极安装方式 --------------------------------------------- 6（五）测试系统 ------------------------------------------------- 7（六）应用标准和规范 ------------------------------------------- 7（七）主要测试设备和工具 --------------------------------------- 8二、该项目管道牺牲阳极保护法的设计---------------------------------- 8三、施工方法-------------------------------------------------------- 81、牺牲阳极法阴极保护施工安装程序简述如下: -------------------- 92、牺牲阳极法的施工: ------------------------------------------ 9一、概述（一）原理将被保护的金属结构连接一种比其电位更负的金属或合金，该金属或合金为阳极，依靠它的优先溶解所释放出的电流使金属结构阴极极化到所需的电位而实现保护，这种方法称为牺牲阳极法阴极保护。
（二）牺牲阳极法阴极保护的优点1、不需要外部电源；2、对邻近金属构筑物无干扰或很小；3、电流输出虽不能控制，但有自动调节倾向，且覆盖层不易损坏。
长输管道阴极保护有效性影响因素分析
长输管道阴极保护有效性影响因素分析汪春付;董华清;尹恒【摘要】埋地长输管道通常采用防腐层加阴极保护的联合保护方式.文章结合川气东送及其他管道腐蚀控制工作实践,对多年开展ECDA评价和日常维护过程中发现的共性问题进行深入分析,从阴保站、线路、阀室等多个方面分析总结出了几类影响阴极保护系统有效运行的常见因素.【期刊名称】《石油工程建设》【年(卷),期】2014(040)003【总页数】2页(P83-84)【关键词】长输管道;阴极保护;有效性;影响因素【作者】汪春付;董华清;尹恒【作者单位】中国石化天然气川气东送管道分公司,湖北武汉430074;中国石化天然气川气东送管道分公司,湖北武汉430074;中国石化天然气川气东送管道分公司,湖北武汉430074【正文语种】中文1 阴极保护有效性影响因素分析阴极保护的有效性可以通过证明被保护结构物未发生腐蚀的方法来确定，通常各类阴极保护标准均以控制保护电位为准则。
ISO 15589-1：2003《石油和天然气工业管道传输系统阴极保护第1部分：陆上管道》提出了“腐蚀速率小于0.01mm/a的金属对电解质的电位就是保护电位”的规定，最常用的判据有-850m V保护电位准则和100 m V极化准则，即：管道阴极保护电位（管/地界面极化电位）应为-850m V（CSE）或更负，但是极限保护电位不能比-1 200 m V （CSE）更负；当-850m V保护电位准则难以达到时，可采用阴极极化或去极化电位差大于100m V的判据。
在管道运行过程中，受设计、施工、环境、管理等各种因素影响，其实际运行的有效性往往存在不达标现象。
以下将从实际出发，对长输管道强制电流阴极保护系统中几类常见的问题进行分析。
1.1 阴保站常见问题（1）阳极地床由于电缆断裂或接头腐蚀损坏导致一组阳极中一支或多支阳极失效；由于通气管被堵塞发生气阻现象；阳极周围土壤局部干燥影响阴保输出等。
为了及时发现此类问题，需要定期测量阳极地床接地电阻。
油气管道阴极保护技术分析
油气管道阴极保护技术分析发布时间：2023-01-13T08:51:43.514Z 来源：《工程建设标准化》2022年8月第16期作者：王自喜[导读] 随着油气行业的规模不断扩大，在未来遇到的影响生产运行的腐蚀情形会越来越复杂，而阴极保护技术作为一种保护管道的重要手段，也要与时俱进，不断更新和发展，这样才能确保和延长管道的使用寿命，进而确保和促进整个行业的发展和进步。
王自喜锦州石化公司 121001摘要：随着油气行业的规模不断扩大，在未来遇到的影响生产运行的腐蚀情形会越来越复杂，而阴极保护技术作为一种保护管道的重要手段，也要与时俱进，不断更新和发展，这样才能确保和延长管道的使用寿命，进而确保和促进整个行业的发展和进步。
关键词：油气管道；阴极保护技术；应用引言阴极保护技术是当前社会发展过程中的一个热点话题，受到社会各界的广泛关注与支持，与油气管道息息相关，有着不可或缺的作用，同时也是进一步保证油气管道运输的一项关键性技术，对油气领域的发展有着重要的意义，是现代化社会发展背景下的必然趋势和必然结果。
1油气储运管道腐蚀的不良影响分析在油气运输管道的应用过程中，因管道自身质量问题、管道安装问题以及各种外部因素的影响作用，使得管道很容易出现腐蚀现象。
如果油气管道的腐蚀问题长时间得不到有效处理，就会引发油气泄漏事故发生。
这样的情况不仅会加大油气储运过程中的损耗，进而对油气企业的经济效益造成不利影响；同时也会预留严重的安全隐患，甚至会引发火灾、爆炸等重大的安全事故。
由此可见，油气储运管道腐蚀具有非常严重的不良影响，因此在具体应用中，油气企业一定要通过合理的技术措施来做好管道防腐工作。
2管道防腐的重要性众所周知，油气管道工程是我国重点发展的项目之一，且在现代化经济与科技迅速发展的社会背景下，人们对油气资源的需求量正呈现不断上升的趋势。
在这样的大环境下，也极大推动了我国油气领域的相关发展，此领域面临的既是机遇也是挑战。
长输管道外加电流阴极保护与牺牲阳极保护综合应用
长输管道外加电流阴极保护与牺牲阳极保护综合应用发表时间：2017-11-07T15:01:26.163Z 来源：《防护工程》2017年第14期作者：尹伟伟1 周平2 高攀1 [导读] 本文对地下长输天然气管道外加电流阴极保护和输气站场牺牲阳极保护的电化学过程分析可清楚地解释地下长输管道外加电流阴极保护中在设计。
1.湖南中石油昆仑湘娄邵天然气输配有限公司湖南娄底 417000；2.中国石油天然气中国石油西气东输武汉管理处湖北武汉 430000 摘要：长输管线由于是压力输送必须采用无缝钢管，因此防止长输管道腐蚀技术已经是摆在延长管道生命和保持长期生产安全运行的重要课题，本文对地下长输天然气管道外加电流阴极保护和输气站场牺牲阳极保护的电化学过程分析可清楚地解释地下长输管道外加电流阴极保护中在设计、施工和运行维护方面的巨大作用。
关键词：埋地钢质管道；外加电流；牺牲阳极；阴极保护；输气站场1 两种保护方式在输气管道工程中的实际应用忠武输气管道工程(简称川气出川管道工程)是恩泽两湖的重点工程，也是“十五”期间国家重点建设项目，总投资近50亿元。
工程于2003年8月正式开工，2004年11月中旬实现干线及黄石支线、襄樊支线进气投产；2005年5月26日湘潭支线投产，标志着忠武输气管道实现全面投产，对于改善“两湖”地区的能源结构具有重大意义。
主干管线西起重庆市忠县县，东至湖北武汉市，“三支”是武黄支线，途经武汉市、鄂州市、黄石市，荆襄支线途经荆州市、仙桃市、荆门市、宜城市、襄樊市，潜湘支线途经潜江市、监利市、岳阳市、湘潭市，全长1375km，管道途经一市（重庆）、两省（湖北、湖南）、15个市（州）、31个县（区），主干线选用X65管径711mm螺旋缝埋弧焊接钢管，支线采用X52螺旋缝埋弧焊接钢管。
钢管外防腐采用TEG燃气发电供给恒电位仪阴极保护与聚乙烯三层结构的联合保护方式，输气站场采用埋设阳极地床牺牲阳极保护模式和三层PE联合保护。
长输管道的阴极保护及故障探讨
蔽保护 在实际情况中常见的干扰源有高压直流输电线路和管 道沿线的电气化铁路
!"' 埋地管线与其 它 管 道 或 金 属 搭 接 当 被 保 护 的 管 线 与 其 它没有被保护的管线或者金属搭接时此时阴极保护系统中的恒 电位仪虽然可以正常工作并输出较大的电压但其保护距离会大 幅度下降 这种故障在实际工程出现的概率也非常低但是如果 发生了这种故障其在处理过程中会非常复杂
经验与技术
长输管道的阴极保护及故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
关键词长输管道阴极保护管道腐蚀
一长输管道阴极保护法常见的故障 !"! 恒电位仪故障 在外加电流的阴极保护法中恒电位仪是 经常发生故障的部件其主要发生的故障为内部电路及电子元件 的损坏 总的来说恒电位仪发生故障的次数还是比较多的但是 其处理过程相对还是比较简单的通常这种故障的处理是由相应 的技术员根据所学专业知识及积累的操作经验自行处理的如果 遇到的问题较为复杂技术人员自身无法解决此时就需要公司 联系恒电位仪的生产产家来进行处理 而实际情况是站场的技术 人员专业知识不足积累的经验也有所欠缺其并不能完全处理 出现的故障而同时又不和生产产家及时联系这就导致了恒电 位仪故障处理的延后 !"# 电缆参比和阳极地床故障 电缆故障 在外加电流的 阴极保护法中 如果电缆在使用过程中出现断路或者其他故障 都会在很大程度上影响整个系统的正常运行 同时如果电缆出 现故障还可以加快长输管道被腐蚀的速度 长效参比电极故 障 在外加电流的阴极保护法中恒电位仪起着非常关键的作用 而在恒电位仪中长效参比电极又是一个非常重要的部件如果 此电极法发生故障整个阴极保护系统就无法正常工作 该故障 在解决过程中可以使用便携式参比电极来进行故障排除如果长 效参比不能正常工作 此时就可以使用便携式参比电极将其替 换当然这种替换只是临时性的 阳极地床故障 如果在阴极保 护系统中保护电位不变的条件下系统中的恒电位仪电压会逐步 升高此时阳极地床的测试电阻也会变大这就表明阳极地床存 在一定的故障而引起这种故障的原因大致为在建设阴极保护系 统的过程中施工质量不过关阳极金属的材料选择不合理使其表 面产生很多腐蚀物导致其电阻变大或者是地床的排气孔因为某 些原因被阻塞 !"$ 绝缘接头故障 在阴极保护系统中绝缘接头发生故障的 可能性最小所以其对整个阴极保护系统的影响最小 当绝缘接 头发生故障时可以使用通断电位法来对其进行测试这种测试 方法可以对绝缘接头的漏电率进行测试进而判断绝缘接头的绝 缘性能 !"% 防腐覆盖层故 障 防 腐 覆 盖 层 也 是 阴 极 保 护 系 统 中 不 可 缺少的一部分它主要是指管道表面整体覆盖的一层绝缘层 这 层防腐覆盖层在发生故障后其管道末端的保护电位便会与正常 的标准电位出现差别这就会在一定程度上影响到整个系统的工 作性能 实际情况中这种故障经常出现在那些防腐覆盖层呈现 老化趋势的管道上 !"& 外部交直流干扰 在 长 输 管 道 运 行 过 程 中 因 为 管 道 的 长度很长分布的支点也多覆盖的范围较大这就导致在管道铺 设的沿线会与高压输电线路或者是电气化铁路相交汇 在这种情 况下我们就应该找出干扰源并对保护系统进行一定程度的屏
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多年来，长输管道工程设计中，区域性阴极保护
设计和实施之所以没有很好地全面开展，与其保护对
象的多样性、影响因素的多重性以及现场条件制约的 多方性有很大关系。通常来说，区域阴保具有如下技 术特点。 --保护对象复杂性，站内区域性阴极保护是复杂 的系统，通常包括站内埋地工艺管网、站内消防管线、 排污管线、放空管线、热力管网等，这与站外单一干
顾此失彼；
这些因素都是区域阴保难以成功实施原因。
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四、传统辅助阳极地床
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--外界条件限制多样性，外界影响最严重、最直
接的就是站场各种电接地系统，在常规站场电力接地 系统的设计中，往往采用整体联合接地网形式，将防 雷击接地、工作接地、安全接和防静电接地做成一个 整体，使得需要保护的管段与不需要保护的设施连为
一体，会造成保护电流的大量意外流失，限制着保护
电流的合理流动，严重影响着防腐保护应有的保护效 果。
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CPE西南分公司也在永唐秦输气管道站场中实施了 深井阳极地床区域阴极保。 在国内工程不断进行区域 阴保实验的同时，管道局也先后在科威特、俄罗斯西
伯利亚—太平洋等管道工程中实施区域阴保，同时我
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输油管道上，也都出现过站内埋地管道腐蚀泄 漏的报导。所有这些站内管道被腐蚀的实例， 都在迫切地督促着人们尽快采取必要的防护措 施，改善和综合治理由于站内管网缺乏保护正 在遭受着的腐蚀侵害。
阶段。2001年11月，管道公司在所属的鄯乌线对沿线
所有工艺站场实施区域阴极保护，这次阴极保护的实
施，充
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分总结了以前的经验，先后对鄯善首站、乌石化末站、
新化分输站、城市站等所有站场进行区域保护，保护
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阴极保护的阳极地床。这种阳极地床适合保护几何形 状单一的构筑物，如单一长输管线。分布式浅埋阳极 地床也可用于站场区域阴极保护。 2 深井阳极地床 深井阳极地床是指在地下深层井孔中（通常井深 大于15米）垂直安装一支或多支阳极的地床形式，多 用于地表土壤电阻率高或空间狭小、无法满足浅埋阳
极地床安装空间及所需的阳极接地电阻要求的环境条
过保护问题。 传统的区域阴极保护辅助阳极地床形式主要有浅 埋、深井阳极等形式。
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1 浅埋阳极地床,浅埋阳极地床是指一支或多支阳极垂
直（或水平）安装于地下15米以内的土壤中，以提供
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下图为忠武管道站内腐蚀现场图片
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五、柔性阳极技术
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柔性阳极技术介绍
柔性阳极是目前国外区域阴极保护中普遍采用的
二、 技术发展回顾
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国内长输管道行业区域阴极保护技术始于上世纪
70年代末80年代初，当时的管道勘察设计院在管道局
所属的东营首站首次尝试进行区域阴极保护，阴极保 护采用的是深井阳极，保护站内库区与地下管网，现 场采取不断调试通电点方式，由于当时库区地下金属 管网与其它金属构筑物较多，而且分布情况不明，除
件下。
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深井阳极地床方式对地质条件、地下水位、地下
地层土壤电阻率等因素要求苛刻，另外深井阳极方式
存在着施工设施庞大、施工复杂、钻井配套设施复杂、 工程费用较高、钻井失败的风险较大等许多不利因素。
阳极材料。
柔性阳极是一种柔软、长线形的辅助阳极，在外
面包覆碳粉填料制成的缆形阳极。它包括导电聚合物、
金属氧化物、以及和铂铌合金三种。导电聚合物阳极
为早期的第一代柔性阳极，MMO柔性阳极为第二代产品。
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线管道的保护完全不同，相互制约和影响因很多，需
要系统地统筹考虑。
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--影响因素差异性，站内管道本身具有防腐层差异、
管径差异、敷设方式差异、介质温度差异、材质差异、
邻近或交叉分布差异以及地质环境差异等，这些差异反
国内近30年区域阴极保护经验证明，站场区域阴
极保护能否成功，阳极地床方式和位置至关重要，这
是我们十多项区域阴保工程的最深刻感受，可以说是 区域阴保能否成功的关键。如果地床方式或位置分布 选择不当，将会对保护范围以外的干线管道和邻近金 属构筑物形成不良的干扰影响，并且，存在对于管网
密集的地方因屏蔽而达不到保护而其它区域却产生了
6、 结束与建议
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30多年来，随着越来越多的石油和天然气 管道工程的建设，人们对长输管道的腐蚀控制 已经得到了足够的重视，管道腐蚀泄露事故越 来越少；然而，由于对站场地下管道的腐蚀防 护缺乏重视，输油气站场内配管系统腐蚀的事 例却不断地发生，已经越来越引起大家的关注， 对输油气管道站场实施区域阴极保护的呼声越 来越高，将区域阴保纳入站场腐蚀防护工作中 已成为必须。
应在阴极保护电场分布方面，直接影响着阴极保护电位 的分布。 区域保护设计中，需要根据这些不同客观条 件，采取适当调节措施，有效地均衡各区段管道的保护 电位，根据需要调节不同区域保护电流的合理分配，才
能保证整体系统处于预期的保护状况。
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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。
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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。
临近地床附近的一些区域达到-0.85的保护要求外，许
多管道因相互屏蔽而没达到-0.85V的保护电位；90年 代初，管道局所属的东北输油局又在林源和太阳升泵 站实施了区域阴极保护，保护方式采用强制电流法， 阳极地床采用站外周
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--必要绝缘设施的安装限制，站场区域性阴极保护设
计中，应当根据需要设置必要的绝缘隔离设施，但在
装置区内安装绝缘接头因数量较多、安装空间有限等 原因显得很不现实，造成一定的阴极保护电流流失。 --调试与检测，如上所述，站场区域性阴极保护的实 施受到许多制约影响，需要根据实际情况调节并合理 分配保护电流，实际操作中保护电流的调配以及保护 电位的均衡并不是十分容易取得理想效果的，有时会
采用深井阳极与浅埋阳极相结合分散布置的方式，以 深井阳极为主，浅埋阳极为辅，深井阳极安装于站外， 浅埋阳极靠近被保护管道，以降低屏蔽和干扰。同时 对站内接地系统进行改造，将原来的角钢接地改为锌
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；