管线阴保培训教材HPS..
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埋地管线防腐技术培训教材
一、管沟开挖要求:管沟开挖要求：中间段管沟开挖尺寸：上宽4米，下宽3米，深1.6米，防腐层需要维修的点和段，要保证挖到管线底下40Cm 。
一般采用人工挖沟，土向两边平分，每10米左右留1个支墩，支墩宽和管沟尺寸相同，长1.5米,底有关尺寸视现场情况确定(最小不小于支墩上顶尺寸)。
附管沟开挖平面图。
防腐除锈的技术要求：（除锈标准，采取除锈措施选择）原管线表面清理：用刮刀刨刃或者铲子清理干净表面的原防腐层（比较厚的防腐层，如沥青层），用棉纱或毛刷蘸清洗剂清除表面的油污，用钢丝刷、毛刷清除管道表面的灰尘。
露出管道基体，判断管道腐蚀级别，并进行记录。
管道的腐蚀级别可分为四级，A ：全面覆盖着氧化皮，几乎没有铁锈的钢材表面。
B ：已经发生锈蚀，并且部分氧化皮已经剥落的钢材表面。
C ：氧化皮已因锈蚀剥落，或可以刮除，并有少量点蚀的钢材表面。
D ：氧化皮已因锈蚀而全面剥落，并且表面已经普遍发生点蚀的钢材表面。
一、手工和动力机械除锈：施工人员戴好安全帽，戴好防护眼镜、防护口罩，用砂纸、钢丝刷或电动钢丝刷、磨光机对要防腐的金属表面进行除锈作业。
用砂纸打磨时应先用粗号砂纸进行打磨，后用细号砂纸打磨，采用动力工具除锈时，应先打磨出横向打磨带，后逐步向前推进，严禁出现漏磨或打磨不彻底的现象。
对于要沥青防腐或进行涂料刷涂作业的金属表面除锈等级应达到ST3级，即非常彻底的手工和动力工具除锈，钢材表面应无可见的油脂和污垢，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物，金属表面应具有金属光泽。
除锈完毕后用毛刷或干棉纱擦净表面的灰尘和附着物，进行检查，达到除锈级别后在8小时以内涂刷底漆。
12000裸露段（下图）注意事项：1、在湿度大于80%时，不宜进行除锈作业。
2、采用电动工具除锈时，在砂轮或钢丝刷旋转的方向不能有人工作或停留。
二、喷射除锈：施工人员戴好安全帽，戴好防护眼镜、防护口罩，用喷沙设备对要防腐的金属表面进行除锈作业。
阴极保护培训教学教材
参比电极
辅助设施
参比电极用于监测被保护金属的电位，为 调整阴极保护系统的参数提供参考依据。
辅助设施包括电缆、连接件、绝缘体等， 用于连接和保护阴极保护系统的各个组成 部分。
阴极保护系统的设计
现场勘测
方案制定
对被保护对象进行实地考察， 了解其材质、结构、环境条 件等因素，为设计提供依据。
根据现场勘测结果，制定阴 极保护系统的设计方案，包 括阳极布局、电缆路径、控 制系统配置等。
外加电流法
定义
外加电流法是一种通过外部电源提供 电流，将被保护的金属作为阴极，以 防止腐蚀发生的方法。
工作原理
外加电流法通过外部电源提供电流， 使被保护的金属阴极得到电子，从而 抑制腐蚀发生。
应用范围
外加电流法适用于土壤、淡水和海水 等环境中的大型金属结构保护。
优点
可对大型结构进行远距离保护，保护 效果稳定可靠。
。
电化学性能
根据被保护结构的材质和环境 条件，选择具有合适电化学特 性的阴极保护材料。
机械性能
阴极保护材料应具备良好的机 械性能，如抗拉强度、耐磨性 等，以确保安装和使用过程中 的稳定性。
经济性
在满足保护效果的前提下，应 考虑阴极保护材料的经济性，
选择性价比高的材料。
阴极保护材料的储存与使用
01
02
04
效果评估
经过一段时间的阴极保护，管道 腐蚀得到有效控制，泄漏问题得
到解决。
船舶的阴极保护案例
案例概述
阴极保护原理
一艘船舶船体在海水中发生 严重腐蚀，采用阴极保护技
术进行修复。
通过向船体施加阴极电流， 使船体成为整个电化学系统 中的阴极，从而降低腐蚀速
率。
管道及设备的防腐与保温培训教材PPT(共 63张)
成膜物质实际上是一种粘结剂，它的作用是将颜料或填料粘接融合在一 起，以形成牢固附着在物体表面上的漆膜。
溶剂（Байду номын сангаас稀释剂）是一些挥发性的液体，它的作用是溶解和稀释成膜物 质溶液。
颜料（或填料）是粉状， 它的作用是增加漆膜的厚度和提高漆膜的耐磨 、耐热和耐化学腐蚀性能。
（二）涂料选用的原则
1.涂料性能应与被涂物的使用环境相适应。考虑管道的敷设条件，应根据
质量检查主要包括：外观检查；厚度检查（至少每100m检查一处）； 粘结力的试验（隔500m或在有怀疑处检查一处，方法是用小刀切一45～ 60 °的切口，从角尖撕开，不成层剥落为合格）；绝缘性能检测（电火 花检测器）；
第二节 管道及设备的保温
一、保温的意义
1.保温的定义 保温又称绝热。绝热是减少系统热量向外传递（保温）和外部热量传入 系统（保冷）而采取的一种工艺措施。绝热包括保温保冷。 2.保温、保冷的区别 保冷结构的绝热层外必须设置防潮层，而保温结构在一般情况下是不设 防潮层的。
1.不同种类的涂料应该按照规范确定最小干膜厚度
2.地上管道防腐施工环境应通风良好，并符合下列要 求： 涂漆施工宜在15～30℃的环境温度下进行，并应有相 应的防火、防雨等措施； 相对湿度不宜大于80％； 遇雨、雪、雾、强风天气不应进行室外施工； 不宜在烈日光照下施工。
七、涂料涂刷的方法
1.人工涂刷法
除锈的其它方式——酸洗
1.用10～20％的稀硫酸溶液、在18～60 ° C下浸泡15～60min
2.用10～15％的稀盐酸溶液、在室温下浸泡
酸洗后用清水洗涤，并用50％的碳酸钠溶液中和，最后用热水 冲洗2～3次，然后用热空气干燥。
五、涂料相关知识
（一）油漆
溶剂（Байду номын сангаас稀释剂）是一些挥发性的液体，它的作用是溶解和稀释成膜物 质溶液。
颜料（或填料）是粉状， 它的作用是增加漆膜的厚度和提高漆膜的耐磨 、耐热和耐化学腐蚀性能。
（二）涂料选用的原则
1.涂料性能应与被涂物的使用环境相适应。考虑管道的敷设条件，应根据
质量检查主要包括：外观检查；厚度检查（至少每100m检查一处）； 粘结力的试验（隔500m或在有怀疑处检查一处，方法是用小刀切一45～ 60 °的切口，从角尖撕开，不成层剥落为合格）；绝缘性能检测（电火 花检测器）；
第二节 管道及设备的保温
一、保温的意义
1.保温的定义 保温又称绝热。绝热是减少系统热量向外传递（保温）和外部热量传入 系统（保冷）而采取的一种工艺措施。绝热包括保温保冷。 2.保温、保冷的区别 保冷结构的绝热层外必须设置防潮层，而保温结构在一般情况下是不设 防潮层的。
1.不同种类的涂料应该按照规范确定最小干膜厚度
2.地上管道防腐施工环境应通风良好，并符合下列要 求： 涂漆施工宜在15～30℃的环境温度下进行，并应有相 应的防火、防雨等措施； 相对湿度不宜大于80％； 遇雨、雪、雾、强风天气不应进行室外施工； 不宜在烈日光照下施工。
七、涂料涂刷的方法
1.人工涂刷法
除锈的其它方式——酸洗
1.用10～20％的稀硫酸溶液、在18～60 ° C下浸泡15～60min
2.用10～15％的稀盐酸溶液、在室温下浸泡
酸洗后用清水洗涤，并用50％的碳酸钠溶液中和，最后用热水 冲洗2～3次，然后用热空气干燥。
五、涂料相关知识
（一）油漆
阴极保护培训
第二节 管道腐蚀防护的意义 • 腐蚀是影响管道系统可靠性及使用寿命的关键因素之一。据美国国家输送局 统计，美国45%的管道损坏是由外壁腐蚀引起的。而在美国输气干线和集气 管线的泄露事故中，有74％是腐蚀造成的。1981～1987年前苏联输气管道事 故统计表明，总长约24万公里的管线上曾发生事故1210次，其中外腐蚀517 次，占事故的42.7％；内腐蚀29次，占2.4%；因施工质量问题造成的事故 280次，占23.2%。 管道的安全性是一个非常重要的问题，日益受到人们的重视。随着管道的大 量敷设和运行时间延长，管道事故时有发生。由于管道所输送的物质一般为 有害物质，一旦发生泄漏或断裂，就会对其周围的环境和人员产生严重的后 果。输气管道，尤其是高压输气管道，一旦破裂，压缩气体迅速膨胀，释放 大量的能量，引起爆炸、火灾，会造成巨大的损失。例如，１９６０年美国 Transwestern公司的一条Ｘ５６钢级的、直径为７６２毫米的输气管道破裂 ，破裂长度达１３公里。１９８９年６月苏联拉乌尔山隧道附近由于对天然 气管道维护不当，造成天然气泄漏，随后引起大爆炸，烧毁了两列铁路列车 ，死伤８００多人，成为１９８９年震惊世界的灾难性事故。 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。
1. 按电极电位的高低分：电位高者为正极； 按电极电位的高低分：电位高者为正极； 电位低者为负极。 电位低者为负极。 并规定外电路中电流方向： 并规定外电路中电流方向：正极 → 负极 2. 按电极反应分：发生氧化反应者为阳极； 按电极反应分：发生氧化反应者为阳极； 发生还原反应者为阴极。 发生还原反应者为阴极。 3. 一般地，对原电池的电极称正极或负极； 一般地，对原电池的电极称正极或负极； 对电解池的电极称阳极或阴极。 对电解池的电极称阳极或阴极。
阴保知识培训
第二节 腐蚀的危害
• 1. 国外统计表明， 国外统计表明，每年由于腐蚀而报废 • 的金属材料, 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 20～40％，全世界每年因腐蚀而损耗 • 的金属达1亿吨以上。 的金属达1亿吨以上。 • 2. • • • • 腐蚀会导致设备破坏而引发事故， 腐蚀会导致设备破坏而引发事故，如 火灾、爆炸、有毒气体泄漏等， 火灾、爆炸、有毒气体泄漏等，除了 造成经济损失以及环境破坏外， 造成经济损失以及环境破坏外，有时 会伤及生命，因此， 会伤及生命，因此，必须对腐蚀予以 高度重视。 高度重视。
第三节 防腐的意义
•
• • • • •
管道埋地后，最终导致其报废 的因素总是腐蚀。而利用现有 技术，可以减少30%的金属腐蚀 损失，最大程度的减小腐蚀的 危害，其经济意义、社会意义 都是非常巨大的。
再见！ 再见！大ຫໍສະໝຸດ 家 好！学 无 止 境
防腐蚀的重要意义
• 第一节 腐蚀是自然现象 • • • • • • • • • • • • • • • • 1. 自然界中，大多数金属是以化合状态存在的。通 自然界中，大多数金属是以化合状态存在的。 过炼制，被赋予能量， 过炼制，被赋予能量，才从离子状态转变成原子 状态。然而， 状态。然而，回归自然状态而以离子状态存在是 金属固有本性。 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。 反应、从原子变成离子的过程称为腐蚀。 2. 金属腐蚀广泛的存在于我们的生活中，而且时刻 金属腐蚀广泛的存在于我们的生活中， 在进行。留意一下生锈的水管， 在进行。留意一下生锈的水管，锈迹斑斑的护 我们会发现，腐蚀是如此普遍， 栏，我们会发现，腐蚀是如此普遍，以致于我们 对它熟视无睹，习以为常， 对它熟视无睹，习以为常，认为它的存在是天经 地义，理所当然的。 地义，理所当然的。 3. 大多数油气资源处于偏僻荒凉的地区 而要将它 大多数油气资源处于偏僻荒凉的地区,而要将它 输送到人口密集、工业发达的消费区， 输送到人口密集、工业发达的消费区，需要修建 成百上千公里的管道。 成百上千公里的管道。 4. 大多数管道是埋地的，由于土壤中含有水分、空 大多数管道是埋地的，由于土壤中含有水分、 碱和水溶性矿物盐，以及微生物， 气、酸、碱和水溶性矿物盐，以及微生物，这些 因素都会使金属管道发生腐蚀。 因素都会使金属管道发生腐蚀。
排水管道维护安全教育培训大纲ppt课件
放的原则，所以污水井井深一般在4-5米，最深处可达11 米，按照建设部相关文件规定，超过地
• 面正负2米即为高空作业，必须做好相应的防护措施。 • 5、触电：排水管道疏通作业中需要使用多种电动工具，
作业现场用电属于临时用电，应符合临时用电相关规定采 用三相五线制布线和一机一闸一漏保措施要求。
• 6、淹溺：排水管道疏通作业在无法正常进行降水的情况
13
有关规章制度得不到认真落实
• 有的单位缺乏对《安全生产法》、《建设工程安
全管理条例》及行业法规（建设部《排水管道维 护安全技术规程》）的学习掌握和自觉贯彻和执 行，特别是负责生产和管理人员以及作业人员对 行业法规制度和规范标准领会不深，执行不严， 有的甚至不掌握或根本不懂，导致施工现场违章 指挥，违章作业，施工的安全技术要求、现场安 全生产监督、安全防护设备使用等达不到规范要 求或根本就没有，作业人员盲目作业而导致人员 伤亡。
测和下井防护设备。
• 7、发生事故后盲目施救也是造成事故的重要原因。
11
没有真正落实好企业安全主体责任
• 用人单位和作业单位及个人在空气不畅，容易产生有毒有
害气体可能造成人员中毒和窒息的作业场所（洞室、井坑、 管道、容器、打井钻孔和船舱）进行作业时1、没有按照 安全操作规程执行2、没有选择具有相应资质的企业和专 业培训的作业人员承担3、没有建立健全其预防硫化氢等 有害气体中毒的岗位责任，作业方案，安全技术措施和事 故应急预案4、作业前未审定作业方案，未进行安全技术 交底，没有执行下井作业操作制度5、没有采取监测、通 风、排气等防护措施6、未配备相应的供压缩空气的隔离 式防护装具，7、没有指派专人进行监护）
流动性对硫化氢的浓度影 响较大。
23
硫化氢等气体产生的原因之二（泄露）
• 面正负2米即为高空作业，必须做好相应的防护措施。 • 5、触电：排水管道疏通作业中需要使用多种电动工具，
作业现场用电属于临时用电，应符合临时用电相关规定采 用三相五线制布线和一机一闸一漏保措施要求。
• 6、淹溺：排水管道疏通作业在无法正常进行降水的情况
13
有关规章制度得不到认真落实
• 有的单位缺乏对《安全生产法》、《建设工程安
全管理条例》及行业法规（建设部《排水管道维 护安全技术规程》）的学习掌握和自觉贯彻和执 行，特别是负责生产和管理人员以及作业人员对 行业法规制度和规范标准领会不深，执行不严， 有的甚至不掌握或根本不懂，导致施工现场违章 指挥，违章作业，施工的安全技术要求、现场安 全生产监督、安全防护设备使用等达不到规范要 求或根本就没有，作业人员盲目作业而导致人员 伤亡。
测和下井防护设备。
• 7、发生事故后盲目施救也是造成事故的重要原因。
11
没有真正落实好企业安全主体责任
• 用人单位和作业单位及个人在空气不畅，容易产生有毒有
害气体可能造成人员中毒和窒息的作业场所（洞室、井坑、 管道、容器、打井钻孔和船舱）进行作业时1、没有按照 安全操作规程执行2、没有选择具有相应资质的企业和专 业培训的作业人员承担3、没有建立健全其预防硫化氢等 有害气体中毒的岗位责任，作业方案，安全技术措施和事 故应急预案4、作业前未审定作业方案，未进行安全技术 交底，没有执行下井作业操作制度5、没有采取监测、通 风、排气等防护措施6、未配备相应的供压缩空气的隔离 式防护装具，7、没有指派专人进行监护）
流动性对硫化氢的浓度影 响较大。
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硫化氢等气体产生的原因之二（泄露）
长输管道阴保及阴极保护站维护基础知识
长输管道阴保及阴极保护站维护基础知识长输管道阴极保护及阴极保护站维护基础知识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。
管道防腐阴极保护教材40页PPT
13、遵守纪律的风气的培养，只有领 导者本 身在这 方面以 身作则 才能收 到成效 。—— 马卡连 柯 14、劳动者的组织性、纪律性、坚毅 精神以 及同全 世界劳 动者的 团结一 致，是 取得最 后胜利 的保证 。—— 列宁 摘自名言网
15、机会是不守纪律的。——雨果
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
管道防腐极保护教材
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
谢谢！
15、机会是不守纪律的。——雨果
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
管道防腐极保护教材
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
谢谢！
地下管线管理系统培训PPT
符号化前
符号化后
系统功能
管网维护
•参照加点 •解析加点 •插入点 •连接点 •修改点 •导入坐标文件 •数据粘贴 •解析加线 •删除管线 •管线反向 •………
系统功能
数据备份与还原
•为了避免数 据遭到意外 破坏，保证 数据安全， 系统管理员 应该定期做 好备份，一 旦数据出现 意外，可进 行数据还原 。
2、数据建设流程
现况数据搜集 管线探测 数据建库及标准化编码 质量检验 提交成果
3、实施前期准备工作
资料收集
现况调绘图
测量资料
给 污 雨 燃 电电 其 水 水 水 气 力信 他 管 管 管 管 电电 类 线 线 线 线 缆缆 型
管 线
地 控 图其 形 制 式它 图 资 规测
料 程绘 资 料
管线权属单位应组织人员搜集已有地下管线资料，为 下一步管线探测和数据建库做准备。
燃气设施 低压管道——户外调压设施
燃气设施 中压设备——凝水缸
处置部门 自来水公司 自来水公司 自来水公司 自来水公司 自来水公司 自来水公司 自来水公司 自来水公司 自来水公司 自来水公司 自来水公司 自来水公司 自来水公司 自来水公司
燃气公司 燃气公司 燃气公司 燃气公司
处理时限 24小时 5个工作日 5个工作日 5个工作日 5个工作日 5个工作日 5个工作日 5个工作日 5个工作日 5个工作日 5个工作日 5个工作日 5个工作日 5个工作日 5个工作日 5个工作日 5个工作日 5个工作日
4、地下管线探测-探测方法
4、地下管线探测-主要设备
RD600地下管线探测仪
RD400PL地下管线探测仪
RD320井盖探测仪
SUBSITE75R/T管线探测仪
管道防腐阴极保护教材
外加电流阴极保护系统的优缺点
优点：1、需要较大电流的场合，特别是裸露的或涂层交差的结构物的防 护 2、所有导电的电解质溶液内 3、用于水箱里的大型热交换器、油加热处理器和其它容器的保 护 4、储水罐的内壁 5、地面上储存罐的外底 6、地下储存罐 7、地下或水中的基桩和大板桩， 缺电： 1、与牺牲相比，需要更高的检测和维护费用 2、需要外部电源，持续的电源供给费用 3、具有引发杂散电流干扰的高风险，可导致过保护，引发防腐 层的破坏及管材氢脆。
阴极保护的检测技术
防腐蚀检测的任务和意义：金属腐蚀给国民经济造成了巨大的经济损失。如果采
取恰当的防腐蚀措施，许多腐蚀事故是可以避免的，在一定程度上，腐蚀也 是可以得到控制的，从而显著减少经济损失。如果将现有的防腐技术在生产 实现中推广应用，将有30%~40%由腐蚀所造成的经济损失能够得到挽回。以 我国1993年的腐蚀经济损失1000亿元人民币估算，若采取正确有效的防腐措 施，每年可节约300亿~400亿元人民币，显然，防腐蚀技术的推广应用具有极 为重要的经济意义和社会意义。 对所实施的防腐措施进行检测、试验、监控和管理则是对其有效性、安全性和 可靠性的一项重要保证。
外加电流阴极保护电源
任何能产生直流电源的装臵都可以作为外加电流系统的电源。在外加电 流中使用的各种电源。
一、电源类型
1、整流器、恒电位仪。2、太阳（光生伏打）能电池。3、发电机。4、风 力发电机。5、热电电池。 在交流电源可以达到的地方，和其它外加电流电源相比，整流器无疑具
有明显的经济性和操作优越性。对于阴极保护电源，基本的要求是
法拉利定律还确定了化学用语：离子、阳离子、阴离子、 电极、阳极、阴极等
极化：极化是由于电流的流动流动而导致电位偏离电极开路的现象。当电流 持续流动，阴极和阳极都会发生极化。极化降低了阳极和阴极区域的电 位差导致腐蚀电流和腐蚀速率的降低。在阴极上，最初，阴极周围有大 量的反应物，可以及时消化阴极上的电子，随着阴极反应的持续，阴极 周围的反应物越来越少，反产应物越来越多。由于反应产物不能及时运
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6
阴极保护设备培训教材
阳极极化和阴极极化的共同结果，造成了腐蚀原电池起 始电位差的变小。将腐蚀电池阳极和阴极的电极电位与 电流之间的关系用曲线表示出来绘成图，就得到了腐蚀 电池的极化曲线图。图１—２是腐蚀电池的极化曲线示 意图。
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阴极保护设备培训教材
如图所示，EaS是阳极化曲线，EcS是阴极极化曲线，当腐蚀电池内 电阻为零时，它们相交于Ｓ点。Ｓ点所对应的电位称之为该体系的 腐蚀电位，也称自然电位，表为Ecorr。它是腐蚀电池的阳极和阴极 在极化后共同趋近的电位值。与此电位值相对应的电流Icorr称为该 系统理论上最大可能的腐蚀电流。 事实上，上述的极化曲线是测不出来的。这是因为人们无法在腐蚀 电池系统中确定阳极与阴极的面积。也无法保证在电极表面只发生 单一的一种电极反应。甚至不可能测到腐蚀电池中任一微阳极部位， 或微阴极部位的电位值。而测到的通常是其微阳极与微阴极极化后， 共同趋向的电位Ecorr。上述极化曲线称之为理想的极化曲线，或假 想的极化曲线。它所反映的是，腐蚀电池内电流与阳极和阴极电位 的关系。
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强制电流阴极保护所引起的差异效应可用图１—５来说 明。
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上图a为未加阴极保护之前金属本身的腐蚀的电池模型；b为加阴极 保护以后保护电池的电路及原来腐蚀电池的变化，所加的外电流I' 的方向是使被保护金属作为阴极。 向系统输入外电流，使金属阴极极化，此时整个腐蚀原电池体系的 电位将向负的方向偏移。 若使金属继续阴极极化到更负的电位Ea即达到微阳极的开路电位， 则腐蚀减至为零。金属达到完全保护
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２、强制电流保护法 将被保护金属与外加电源负极相连，由于外部电源提供保护电流， 以降低腐蚀速率的方法。 外部电源通过埋地的辅助阳极、将保护电流引入地下，通过土壤提 供给被保护金属，被保护金属在大地中仍为阴极，其表面只发生还 原反应，不会再发生金属离子化的氧化反应，腐蚀受到抑制。而辅 助阳极表面则发生丢电子氧化反应。因此，辅助阳极本身存在消耗。 阴极保护的上述两种方法，都是通过一个阴极保护电流源向受到腐 蚀或存在腐蚀，需要保护的金属体，提供足够的与原腐蚀电流方向 相反的保护电流，使之恰好抵消金属内原本存在的腐蚀电流。两种 方法的差别只在于产生保护电流的方式和“源”不同。一种是利用 电位更负的金属或合金，另一种则利用直流电源。
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3 基本工作原理 3.1 原理方框图：
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3.2 恒电位仪基本工作原理 当仪器处于“自动”工作状态时，机内给定信号 （控制信号）或外控给定信号和经阻抗变换器隔离后 的参比信号一起送入比较放大器，经高精度、高稳定 性的比较放大器比较放大，输出误差控制信号，将此 信号送入移相触发器，移相触发器根据该信号的大小， 自动调节脉冲的移相时间，通过脉冲变压器输出触发 脉冲调整极化回路中可控硅的导通角，改变输出电压、 电流的大小，使保护电位等于设定的给定电位，从而 实现恒电位保护。
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二、阴极保护原理 １、理想极化曲线 腐蚀电池在电路接通后就产生电流，电流的流通，使得腐蚀电池阳 极和阴极的电极电位都偏离电流未流通之前的电极电位值。 在阳极，由于阳极金属溶解即离子化的过程滞后于电子的转移过程， 而正电荷过剩，使阳极表面的电位向正的方向偏移，即阳极极化。 在阴极表面，由于从阳极转移过来的电子的迁移速度大大于在阴极 表面的极化剂（H+和O2分子）吸收电子的速度，使大量电子在阴 极表面集聚，从而使阴极表面的电位向负的方向偏移，即阴极极化。
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３ 两种保护方式的选择 强制电流阴极保护驱动电压高， 输出电流大，有效保护范围广， 适用于被保护面积大的长距离、 大口径管道。 牺牲阳极阴极保护不需外部电源， 维护管理经济，简单，对邻近地 下金属构筑物干扰影响小，适用 于短距离、小口径、分散的管道。 图１—８表明了牺牲阳极和外加 电源阳极的大致使用范围，从图 中 可以看到，镁阳极主要用于低欧 姆的土壤内，以及总电流量需要 小的管道上。
1.2.6. 数据远传。
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2 主要技术指标 2.1 使用环境：温 度：－15℃～45℃ 相对湿度：20%～90% 气 压：60～106KPa 2.2 输出电压：额定输出电压分10V、15V 、30V、40V、54V、 60V 等规格，输出电压在额定输出电压的8%～100％范围内可调。 2.3 输出电流：额定输出电流分 100MA、1A、2A、10A、20A、30A 、40A、50A等规格，输出电流在额定输出电流的8%～100%范围内 可调。 2.4 恒电位范围：－300mV～－3000mV
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三、阴极保护方式 阴极保护可以通过下面两种方式实现。 １、牺牲阳极法 将被保护金属和一种可以提供阴极保护电 流的金属或合金（即牺牲阳极）相连，使 被保护体极化以降低腐蚀速率的方法。
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在被保护金属与牺牲阳极所形成的大地电池中，被保护 金属体为阴极，牺牲阳极的电位往往负于被保护金属体 的电位值，在保护电池中是阳极，被腐蚀消耗，故此称 之为“牺牲”阳极，从而实现了对阴极的被保护金属体 的防护。 常用牺牲阳极材料有高钝镁合金、高钝锌及锌合金、铝 合金等。 钾 钙 钠 镁 铝 锌 铁 锡 铅 (氢) 铜 汞 银 铂 金 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb( H) Cu Hg Ag Pt Au \
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其电极反应：
在铜板上酸中的H＋离子接受电子进行还原，生成氢气 逸出
整个电池反应为：
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在原电池外部电子e由锌板流到铜板（图中虚线方向）， 则电流方向由铜板到锌板。（图中实线方向）。 在原电池内部电流方向是从锌板流入溶液，再由溶液流 入铜板。电极电位比较负的锌板称为阳极，电极电位比 较正的铜板称为阴极。 在电解质溶液中，金属表面上的各部份，其电位是不完 全相同的，电位较高的部分形成阴极区，电位较低的部 分形成阳极区。这便构成了局部腐蚀电池。 腐蚀电池可以理解为金属腐蚀表面上短路的多电极原电 池。
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四、阴极保护的基本参数 １、最小保护电流密度 阴极保护时，使腐蚀停止，或达到允许程度时所需的电流密度值称为最小 保护电流密度。 最小保护电流密度的大小取决于被保护金属的种类，表面状况、腐蚀介质 的性质、组成、浓度、温度和金属表面绝缘层质量等。 ２、最小保护电位 为使腐蚀过程停止，金属经阴极极化后所必须达到的绝对值最小的负电位 值，称之为最小保护电位。 最小保护电位也与金属的种类、腐蚀介质的组成、温度、浓度等有关。最 小保护电位值常常是用来判断阴极保护是否充分的基准。因此此电位值是 监控阴极保护的重要参数。 实验测定在土壤中的最小保护电位为－0.85V（相对饱和硫酸铜参比电极）。
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概述 1 产品用途 HPS-2多路恒电位仪主要用于对管道、电缆、贮罐等金属构筑物或设备实施分 路外加电流阴极保护。 主要特点： 设备适应于对无相互连接的各金属体实施共阳极式分路阴极保护，各分路均 可 独立调节。 各路均具有运行模式自动切换的功能，当由于外界的原因使其中一路不能实 施恒电位保护时，该路将自动切换到预先设定的电流值实施恒电流保护；当无法实 施恒流保护时，将自动切断该路输出。 各路均具有抗干扰及防雷性能，大大提高了设备运行的可靠性。 各路均具备自检功能，便于判别故障原因。 仪器各路均采用按键式操作，多数码表多参数同时显示，操控简便直观。 各路均可适应快速中断检测。 具备数据远传、远控功能和标准工业信号点对点接口，便于与RTU连接，实 现智能化管理。
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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，又因 为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。金属不再发生丢电子的氧化反应， 腐蚀不再发生。这就是阴极保护使金属受 到保护的原理。
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３、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。 最大保护电位值的大小通过试验确定。一般取 －1.5V（CSE）。 在新的PE保护层中可用断点测试法，在断3秒时 测试其最大保护电位不大于-1.15V
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２、阴极保护原理 在介绍腐蚀电池工作原理时，人们曾谈到由于金属本身 的电化学不均性，或由于外界环境的不均匀性，都会形 成微观的或宏观的腐蚀原电池。例如在碳钢表面，其基 体金属铁与碳素体Fe3C如浸在电解质溶液中会形成电 位差为200mV的微电池腐蚀。 当采用外加电流极化时，原来腐蚀着的微电池会由于外 加电流的作用，电极电位发生变化，此时腐蚀着的微电 池的腐蚀电流减少，称之为正的差异效应。反之，则称 之为负的差异效应
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2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11
恒电位精度：优于±5mV 恒电流精度：优于±2% 流经参比电流：≤3μA 误差报警：±30mV～±100mV之间 抗50Hz干扰：≤AC30V 纹波系数：≤5% 电源：单相AC220±10% 50Hz±5%