储油罐阴极保护施工和防雷防静电的基础 规定 姓名：XXX 部门：XXX 日期：XXX
储油罐阴极保护施工和防雷防静电的基础规定储油罐底板做阴极保护有部分基本的规定一定要遵守：如果储油罐底板的外表面有防腐层的时候，设置的阴极保护电流密度必须控制在5毫安每平米到10毫安每平米之间；如果储油罐底板的防腐层质量很差或者没有的时候，阴极保护的电流密度就要控制在10毫安到20毫安每平米之间。 阴极保护系统与测试装置要同时进行，因此，储油罐的测试规定也要同时进行：长效参比电极要埋在储油罐底板的下面，底板中心位置需要的参比电极应该选用长效硫酸铜或者高纯锌的参比电极；测试用的电缆线应该选用质量好，强度高，长度充足的；测量储罐底板的保护点位时可以在底板下面安装带孔塑料管。 防雷防静电接地的规定 （1）牺牲阳极可以兼作储罐的防雷防静电接地极。储罐的接地极应采用电位较低的材料，适宜选用棒状、带状锌阳极或镀锌扁钢、镀锌圆钢接地极； （2）为了减小阴极保护电流的流失，可以在储罐接地线与接地网之间安装接地电池； （3）每组锌阳极接地极的汇接电缆与储罐接地引线可用铜鼻子以螺栓方式连接； （4）工艺战场的电气设备的工作接地、保护接地及信息系统的接地适宜采用镀锌扁钢、圆钢等材料。 阴极保护方式，储罐底板外壁是必须要做阴极保护的，而且根据环境的不同以及设备大小的差异，适合选用的阴极保护方式也是不一样 第 2 页共 4 页
的。针对于大型储罐，特别是遇到土壤电阻率比较高的时候，最好选择的阴极保护方式是外加电流阴极保护；而对于体积比较小的储罐，加上周围的环境中土壤电阻率比较低的情况，最适合选择的阴极保护方式就应该是牺牲阳极阴极保护。在选择阴极保护方式的之前都要计算阴极保护电流，这方面就需要考虑阴极保护的接地系统会造成阴极保护电流的流失。 在做储罐基础的时候往往都会在阴极保护系统上撒一层沥青砂，这种沥青砂是不建议采用的，因为它会阻碍阴极保护系统发出的电流向储罐底板移动，影响阴极保护系统的效果。因此，现在储罐大多采用给储罐底板外侧刷一层底漆。有很多人都会认为底漆比较容易在焊接的时候发生损坏而有所担心，其实这是很正常的，虽然底漆会比较容易受损，但是损坏只是其中一小部分而已，大部分还是可以保存完好的，这会很有效的减小对阴极保护系统电流的需求，而且电流的分布也会非常的均匀。 第 3 页共 4 页
阴极保护的基本知识 阴极保护是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。 阴极保护是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。美国腐蚀工程师协会（NACE）对阴极保护的定义是：通过施加外加的电动势把电极的腐蚀电位移向氧化性较低的电位而使腐蚀速率降低。牺牲阳极阴极保护就是在金属构筑物上连接或焊接电位较负的金属,如铝、锌或镁。阳极材料不断消耗,释放出的电流供给被保护金属构筑物而阴极极化，从而实现保护。外加电流阴极保护是通过外加直流电源向被保护金属通以阴极电流，使之阴极极化。该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构。 保护电位是指阴极保护时使金属腐蚀停止（或可忽略）时所需的电位。实践中，钢铁的保护电位常取-0.85V（CSE），也就是说，当金属处于比-0.85V（CSE）更负的电位时，该金属就受到了保护，腐蚀可以忽略。 阴极保护是一种控制钢质储罐和管道腐蚀的有效方法，它有效弥补了涂层缺陷而引起的腐蚀，能大大延长储罐和管道的使用寿命。根据美国一家阴极保护工程公司提供的资料，从经济上考虑，阴极保护是钢质储罐防腐蚀的最经济的手段之一。 网状阳极阴极保护方法 网状阳极阴极保护方法是目前国际上流行且成熟的针对新建储罐罐底外壁的一种有效的阴极保护新方法，在国际和国内都得到了广泛应用。网状阳极是混合金属氧化物带状阳极与钛金属连接片交叉焊接组成的外加电流阴极保护辅助阳极。阳极网预铺设在储罐基础中，为储罐底板提供保护电流。 网状阳极保护系统较其它阴极保护方法具有如下优点： 1)电流分布均匀，输出可调，保证储罐充分保护。 2)基本不产生杂散电流，不会对其它结构造成腐蚀干扰。 3)不需回填料，安装简单，质量容易保证。 4)储罐与管道之间不需要绝缘，不需对电气以及防雷接地系统作任何改造。 5)不易受今后工程施工的损坏，使用寿命长。 6)埋设深度浅，尤其适宜回填层比较薄的建在岩石上的储罐。 7)性价比高，造价仅为目前镁带牺牲阳极的1倍；虽然长期由恒电位仪提供
阴极保护技术的应用 摘要 简要说明了阴极保护技术在国内外的发展现状，原理及前景；并分别在钢铁在海水中和钢筋混凝土中说明了阴极保护技术在防腐蚀中的重要作用。 关键词：阴极保护，腐蚀，防腐蚀 阴极保护概述 阴极保护技术是电化学保护技术的一种，其原理是向被腐蚀金属结构物表面施加一个外加电流，被保护结构物成为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，避免或减弱腐蚀的发生。阴极保护技术分为牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护，目前该技术已经基本成熟，广泛应用到土壤、海水、淡水、化工介质中的钢质管道、电缆、钢码头、舰船、储罐罐底、冷却器 等金属构筑物的腐蚀控制。 国内外阴极保护的发展 1823 年，英国学者汉·戴维（Davy）接受英国海军部对木制舰船的铜护套的腐蚀的研究，用锡、铁和锌对铜进行保护，并将采用铁和锌对铜保护的相关报告于1824年发表，这就是现代腐蚀科学中阴极保护的起点。虽然戴维采用了阴极保护技术对铜进行保护，但对其工作原理却并不清晰。1834年，电学的奠基人法拉第奠定了阴极保护的原理；1890 年爱迪生根据法拉第的原理，提出了强制电流阴极保护的思路。1902 年，K·柯恩采用爱迪生的思路，使用外加电流成功地
实现了实际的阴极保护。1906 年，德国建立第一个阴极保护厂；1910 年～1919年，德国人保尔和佛格尔用10年的时间，在柏林的材料试验站确定了阴极保护所需要的电流密度，为阴极保护的实际使用奠定了基础。 我国的阴极保护工作开始于1958年。其直接原因是当时一条长输管道（克拉玛依－独山子输油管道）埋地11 个月就开始穿孔漏油，最严重时每天都要穿孔几次。1961年将原管道停产并施加了阴极保护，施加阴极保护后，该管道连续运行了20多年未出现漏油，1986 年有关专家通过考察、分析、评估，认定此管道还可工作20年。 自阴极保护作为一种金属防腐蚀技术开始至今, 阴极保护系统 的设计方法, 大致经历了以单纯依据经验和简单的暴露试验进行阴 极保护系统设计的经验设计方法, 以欧姆定律为基础进行阴极保护 系统设计的传统计算设计方法、应用现代数值计算方法和以计算机作为计算工具进行阴极保护系统设计的现代设计方法的发展阶段。 随着航海业的产生和发展, 大量使用金属材料, 腐蚀问题也随 之而来。人们开始寻求对船舰等各种海上设施进行保护的方法。十九世纪二十年代初, 汉雷弗·戴维爵士从英国海军部接受一项保护舰船铜包层的任务。在实验室里, 他进行了大量的实验后发现可以用锌或铁对铜进行阴极保护。他在另一项研究中发现, 用一定比例的锌或铁能满足船上铜包层的阴级保护的需要。他首次对号舰的表面铜包层进行阴级保护, 并取得了良好了效果。这个时期, 由于缺乏科学的、系统的金属防腐蚀理论基础, 人们对阴极保护系统的设计仅仅是单
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燃气设施巡检及维护管理办法修订记录单 修订部门：生产技术部修订时间：2015.3.20
重庆燃气有限公司燃气设施巡检及维护管理办法 第一章总则 第一条为确保城镇燃气设施安全、可靠、平稳运行，依据《城镇燃气管理条例》、《城镇燃气设施运行、维护和抢维修安全技术规程CJJ51-2006》并结合公司实际情况，特制定本办法。 第二条公司生产管理坚持责任、安全、效率统一的原则。 第三条本办法适用于重庆燃气有限公司燃气设施的巡检维护。 第二章管理范围与职责 第四条公司管辖范围内的燃气设施主要是燃气输配系统设施，包括城区燃气管网、阀井、调压装置、计量装置等。 巡护是指从事燃气供应的专业人员，为保障燃气设施的正常运行，预防事故发生所进行的检查维护工作，按照工艺要求和操作规程对燃气设施进行巡查、记录、维修等常规工作。 燃气设施的巡检及维护为本公司相关各层级机构的管理范围。
第五条生产技术部是燃气设施巡检及维护管理的监督和管理机构，其职责主要有： （一）负责贯彻国家有关燃气营运及配套技术工作的方针、政策、法令、法规和有关技术标准、技术规范、操作规程。 （二）负责燃气设施巡检及维护管理办法的制定、修订及完善。 （三）负责制定巡检及维护的工作质量标准及考核评分细则。 （四）负责组织对巡检维护人员的培训工作。 （五）负责对巡检及维护工作的日常受控管理，并建立相应记录。 （六）负责制定巡检及维护工作的资料记录模版并印刷制作成册。 第六条 HSE办公室是燃气设施巡检及维护管理的监督部门。其职责主要有： 1、负责对日常巡检及维护工作质量的监督抽查，并根据考核细则对巡检及维护效果进行考核，建立相关记录。 2、负责对日常抽查中要求整改事项的跟踪、监督及落实。 第七条企管法规部管理职责
阴极保护准则 阴极保护准则是用来判断金属构筑物是否达到充分有效保护的判据标准。保护电位EP，是腐蚀速率小于0.01mm/a时的金属对电解质电位。这一腐蚀速率足够小，以至于在设计寿命内不会发生腐蚀破坏。阴极保护的准则为E≤EP 某种金属的保护电位一定程度上取决于腐蚀环境，但主要取决于所用的金属类型。保护电位准则仅适用于金属构筑物/电解质界面处的电位，即不含介质IR降的电位。 有些金属在很负的电位下可能受到腐蚀破坏。对于这些金属，保护电位不应比极限临界电位E1更负。在这种情况下：E1≤E≤EP 目前普遍认可的阴极保护准则有三种，分别是通电电位-850mV准则、极化电位-850mV准则和100mV极化值准则。 1、通电电位-850mV准则 该准则是在施加阴极保护时阴极电位至少为-850mV，这个电位是相对于电解质接触铜/饱和硫酸铜参比电极测得的。为了准确地分析电压测量结果，必须考虑除去构筑物-电解质界面之外的那些电压降。这种方法简单易行，但目前对测量IR降的影响没有引起足够的重视，其结果是很多被认为阴极保护良好的金属构筑物发生腐蚀穿孔。 尽管通行的管地电位测量方法尽管简便省事，但所测得的电位并不是管道的真实保护电位，而是含有相当大IR降成分在其内，只有断电电位通常才是管道真实的保护电位。有效的方法是实际测量几个点的IR降，保护电位按0.85+IR 降来确定。IR降可以通过通电电位减去瞬时断电电位来获得。对于最大保护电位的确定也应以断电电位为准，只要管道断电电位不超过标准要求，通电点电位
再大也不会引起氢致破坏。 综上所述，通电电位-0.85V(CSE)准则的最大优点是： 1、简单方便，省工省事。 2、所需测量时间最少。 缺点： 1、测得的电位值含有金属构筑物/电解质界面以外的所有电压降。 2、在解释准则的有效性时，应考虑到电压降问题。 2. 极化电位-850mV准则 本项准则指的当构筑物相对于铜/饱和硫酸铜参比电极的极化电位至少为-850mV时，就能达到充分保护。极化电位的含义是构筑物/电解质界面上的电位，它是腐蚀电位与阴极极化值之和。 本准则主要应用于可以切断直流电源的带涂层的构筑物。对于输气管线而言，切断所有的电源、牺牲阳极等是极为困难的。因此，该准则的优缺点都很突出。 与其他方法相比，极化电位-0.85 V(CSE)准则的优点是： 1、已消除由保护电流所引起的电压降误差； 2、主要适用于可以切断直流电源的带涂层的构筑物。 缺点： 1、需要设备多，且费工费事； 2、如果有杂散电流，或牺牲阳极与构筑物直接相连、或存在外部强制电流设备并且不能被中断的话，其结果有很大的不确定性； 3、受测量方法、测量季节、测试点的变化，以及构筑物表面涂层状况、
阴极保护基本原理 容： 一、腐蚀电位或自然电位 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。 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） 金属电位（CSE）高纯镁-1.75 镁合金(6%Al，3%Zn，0.15%Mn) -1.60 锌-1.10 铝合金(5%Zn) -1.05 纯铝-0.80 低碳钢(表面光亮) -0.50to-0.80 低碳钢(表面锈蚀) -0.20to-0.50 铸铁-0.50 混凝土中的低碳钢-0.20 铜-0.20 在同一电解质中，不同的金属具有不同的腐蚀电位，如轮船船体是钢，推进器是青铜制成的，铜的电位比钢高，所以电子从船体流向青铜推进器，船体受到腐蚀，青铜器得到保护。钢管的本体金属和焊缝金属由于成分不一样，两者的腐蚀电位差有时可达0.275V，埋入地下后，电位低的部位遭受腐蚀。新旧管道连接后，由于新管道腐蚀电位低，旧管道电位高，电子从新管道流向旧管道，新管道首先腐蚀。同一种金属接触不同的电解质溶液（如土壤），或电解质的浓度、温度、气体压力、流速等条件不同，也会造成金属表面各点电位的不同。二、参比电极 为了对各种金属的电极电位进行比较，必须有一个公共的参比电极。饱和硫酸铜参比电极，其电极电位具有良好的重复性和稳定性，构造简单，在阴极保护领域中得到广泛采用。不同参比电极之间的电位比较： 土壤中或浸水钢铁结构最小阴极保护电位（V）被保护结构相对于不同参比电极的电位 饱和硫酸铜氯化银锌饱和甘汞 钢铁（土壤或水中）-0.85 -0.75 0.25 -0.778 钢铁（硫酸盐还原菌）-0.95 -0.85 0.15 -0.878 三、阴极保护 阴极保护的原理是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，使金属表面各点达到同一负电位，金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液。有两种办法可以实现这一目的，即，牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。1、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，使该金属上的电子转移到被保护金属上去，使整个被保护金属处于一个较负的相同的电位下。该方式简便易行，不需要外加电源，很少产生腐蚀干扰，广泛应用于保护小型（电流一般小于1安培）或处于低土壤电阻率环境下（土壤电阻率小于100欧姆.米）的金属结构。如，城市管网、小型储罐等。根据国有关资料的报道，对于牺牲阳极的使用有很多失败的教训，认为牺牲阳极的使用寿命一般不会超过3年，最多5年。牺牲阳极阴极保护失败的主要原因是阳极表面生成一层不导电的硬壳，限制了阳极的电流输出。本人认为，产生该问题的主要原因是阳极成份达不到规要求，其次是阳极所处位置土壤电阻率太高。因此，设计牺牲阳极阴极保护系统时，除了严格控制阳极成份外，一定要选择土壤电阻率低的阳极床位置。2、外加电流阴极保护是通过外加直流电源以及辅助阳极，迫使电流从土壤中流向被保护金属，使被保护金属结构电位低于周围环境。该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构，如：长输埋地管
管道维护保养管理办法 1 目的 为规范维修保养作业，提高维护保养质量，保证站场、管道安全运行，特定本管理办法。 2 范围 本办法适用于本厂范围内所有长输管道、采集气管道维护保养作业活动的管理。 3 术语 本办法采用Q/SHSOO01.1-2001标准和本厂QHSE管理手册中的术语。 4 职责 4.1 生产技术科是采集气管道的归口管理部门，负责督促采气队及时进行站场管道维护，负责划分巡管任务；气源调度科是长输管道的归口管理部门，负责督促输气队及时进行站场管道维护。 4.2 质量安全环保科负责审核采输气队提交的管道维护保养方案的QHSE措施。 4.3 采输气队按照归口部门划分的巡管任务，根据实际情况，落实到采输配气站，并监督执行情况；负责本队管道的具体维护保养工作。 5 工作内容 5.1 管道维护保养 5.1.1 采输气队要加强站场日常维修管理，明确责任和范围。 5.1.2 采输气队根据各自管辖站场的实际情况，合理安排除锈刷漆作业，确保站场设施的整洁、美观。 5.1.3 站场人员要经常性地检查站场设施运行情况，加强日常维护保养，使生产设施无跑、冒、滴、漏现象，确保生产设施完好。 5.1.4 对检查中有问题的生产设施，要尽快进行维修或整改，对不能解决的问题，应逐级上报，确保生产设施的正常运行，保证生产安全。 5.2 输气管网的巡查 5.2.1 基本任务 5.2.1.1 提高管道输送能力利用率及管道输送效率，延长管道使用寿命，实
现安全、经济运行。 5.2.1.2 认真贯彻执行国务院2001年8月2日颁发的《石油、天然气管道保护条例》。 5.2.1.3 确保管道沿线无新违章情况，管道附属设施完好。 5.2.2 管道的巡查 5.2.2.1 工作内容 a）检查沿线的护坡、堡坎、排水沟是否跨蹋，如跨蹋应及时上报和修复。 b）检查并及时清除管道上方的深根植物，防止深根植物破坏管道防腐层。 c）检查管道是否漏气，发现漏气及时处理或报告上级派人处理。 d）检查穿越、跨越管道的稳定情况。 e）检查裸露管段的防腐层情况。 f）检查和保养线路阀室内的设备和仪表，使之能正常工作。 g）检查管道上是否存在违章建筑。 h）检查和做好阴极保护站的维护工作，测量管道对地电位，维护好测试桩、里程桩及转角桩。 i）线路分水器放水，排除管内积液、污物。 j）积极向沿线群众宣传天然气输送管道安全保护条例和相关安全知识，动员群众协助管理好天然气输送管道。 5.2.2.2 工作要求及方法 a）每月沿天然气采集气管道、长输管道全面巡视4次，遇特殊情况（如洪水、泥石流等）必须增加巡管次数。对特殊地段（如河道穿跨越，铁路、公路穿越，护坡、护坎及开发区）应进行重点巡查。每次巡线必须如实做好记录，填写《巡管报告单》，发现问题应及时处理，并向有关部门汇报。 b）认真宣传、贯彻、执行国家关于保护天然气管道的有关法规、及省、市、县、单位关于保护天然气管道的规定。积极取得沿线各地方政府的理解和支持。宣传、发动沿线广大群众共同做好天然气输送管道的保卫及日常管理、维护工作，保证天然气输送管道的正常运行。 c）严格遵守各项规章制度和技术操作规程，切实做到对天然气输送管道的走向清楚，埋地深度清楚，管道的规格清楚，周围的地貌、建筑清楚；保证管道
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，
美国腐蚀工程师协会美国腐蚀工程师协会标准RP0100-2000 国际腐蚀协会第21090 号条款 标准 推荐规范 预应力混凝土圆筒管线的阴极保护 本NACE国际标准代表了那些已经评阅过本文件及其范围和条款的个体会员的一致意见。本标准的接受范围决不排斥那些与本标准不一致的加工制造、市场营销、采购或产品应用、工艺或流程，不论其采用本标准与否。本标准没有任何内容可被解释为通过暗示或其它方式对于涉及由专利保护的方法、仪器或产品的加工制造、销售或使用进行授权，或对于任何侵犯专利特许权责任的行为进行赔偿和保护。本标准陈述的是最低要求，但决不可以解释为限制使用更好的工艺和材料。本标准也并非适用于与此类问题相关的所有情况。在某些特殊实例不可预见的情况下，本标准可能是无效的。国际NACE不对非本机构对本标准的解释说明及应用承担责任，仅对依据国际NACE管理程序和政策出版发行的国际NACE官方解释说明资料承担责任，且不包括个人诠释的出版发行物。 所有使用本标准的用户在应用本标准之前，必须对有关健康、安全、环境和规范性的文献进行认真阅读，从而确定本标准的可适用性。NACE国际标准没有必要对涉及到关于应用本标准中推荐或提及的材料、设备和（或）操作中潜在的健康问题、安全问题和环境危害进行详述。所以，使用NACE国际标准的用户，在应用本标准之前有责任采取适当的健康、安全和环境保护措施；在必要的情况下，可以向相关领域的权威专家进行咨询，以满足遵守已有的相关规范制度的要求。 注意事项：NACE国际标准属于定期更新性资料，有时会在没有事先通知的情况下可能对标准中的内容进行必要的修订或撤销。NACE国际标准通常要求，自本标准最初出版发行日期起不超过五年，要对标准的有关内容进行重新审定、修订或撤销；因此，用户应当及时获取本标准的最新版本资料。购买使用本标准的用户，可以通过与美国防腐工程师协会会员服务部联系来获取所有标准的最新信息和其它NACE国际出版发行资料。联系方式：美国腐蚀工程师协会国际会员服务部，邮政信箱218340，休斯顿, 德克萨斯州77218-8340(电话 +1〔281〕228-6200)。 批准2000-01-14 NACE 国际 邮政信箱218340 休斯顿, 德克萨斯州72218-8340 +1 281/228—6200 ISBN 1-57590-096-3 2000, 国际NACE
标题：阴极保护基本原理[精华] 内容： 一、腐蚀电位或自然电位 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。 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） 金属电位（CSE） 高纯镁 -1.75 镁合金(6%Al，3%Zn，0.15%Mn) -1.60 锌 -1.10 铝合金(5%Zn) -1.05 纯铝 -0.80 低碳钢(表面光亮) -0.50to-0.80 低碳钢(表面锈蚀) -0.20to-0.50 铸铁 -0.50 混凝土中的低碳钢 -0.20 铜 -0.20 在同一电解质中，不同的金属具有不同的腐蚀电位，如轮船船体是钢，推进器是青铜制成的，铜的电位比钢高，所以电子从船体流向青铜推进器，船体受到腐蚀，青铜器得到保护。钢管的本体金属和焊缝金属由于成分不一样，两者的腐蚀电位差有时可达0.275V，埋入地下后，电位低的部位遭受腐蚀。新旧管道连接后，由于新管道腐蚀电位低，旧管道电位高，电子从新管道流向旧管道，新管道首先腐蚀。同一种金属接触不同的电解质溶液（如土壤），或电解质的浓度、温度、气体压力、流速等条件不同，也会造成金属表面各点电位的不同。 二、参比电极 为了对各种金属的电极电位进行比较，必须有一个公共的参比电极。饱和硫酸铜参比电极电极，其电极电位具有良好的重复性和稳定性，构造简单，在阴极保护领域中得到广泛采用。不同参比电极之间的电位比较： 土壤中或浸水钢铁结构最小阴极保护电位（V） 被保护结构相对于不同参比电极的电位 饱和硫酸铜氯化银锌饱和甘汞 钢铁（土壤或水中） -0.85-0.75 0.25 -0.778 钢铁（硫酸盐还原菌）-0.95-0.85 0.15 -0.878 三、阴极保护 阴极保护的原理是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，使金属表面各点达到同一负电位，金属原子不容易失去电子而变成离子溶入溶液。有两种办法可以实现这一目的，即，牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。 1、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，使该金属上的电子转移到被保护金属上去，使整个被保护金属处于一个较负的相同的电位下。该方式简便易行，不需要外加电源，很少产生腐蚀干扰，广泛应用于保护小型（电流一般小于1安培）或处于低土壤电阻率环境下（土壤电阻率小于100欧姆.米）的金属结构。如，城市管网、小型储罐等。根据国内有关资料的报道，对于牺牲阳极的使用有很多失败的教训，认为牺牲阳极的使用寿命一般不会超过3年，最多5年。牺牲阳极阴极保护失败的主要原因是阳极表面生成一层不导电的硬壳，限制了阳极的电流输出。本人认为，
阴极保护技术在埋地管道上的应用案例的总结 课程：现代阴极保护技术 班级： 学号： 姓名：
目录 1.阴极保护技术介绍 1.1阴极保护技术原理 1.2阴极保护方法 1.2.1牺牲阳极阴极保护技术 1.2.2强制电流阴极保护技术 2. 阴极保护技术在埋地管道上的应用 2.1 阴极保护技术的应用现状 2.2 埋地管道采取防腐措施的必要性 3.应用实例分析 3.1 西气东输东输管道工程阴极保护 3.1.1 阴极保护设计参数选定 3.1.2 阴极保护站位置的确定 3.1.3 阴极保护系统的构成 3.1.4 管道外防腐涂层与阴极保护的协调问题 3.2 天津渤西油气处理厂管道牺牲阳极保护 3.2.1 保护电位的确定 3.2.2 阳极材料及数量的确定 3.2.3 阳极分布及埋设 3.3 长庆油田靖咸长输管道、靖惠管道、第三采油厂管道的检测与评定 3.4 油气管道阴极保护的现状与展望 参考文献
1.阴极保护技术介绍 1.1阴极保护技术原理 阴极保护是通过阴极电流使金属阴极极化实现。通常采用牺牲阳极或外加电流的方法。系统的检测主要通过每间隔一定的距离所测得的阴极保护数据来准确分析判定管道的阴极保护状态。 1.2阴极保护方法 1.2.1牺牲阳极阴极保护技术 牺牲阳极法是将需要保护的金属结构作为阴极，通过电气连接与电子电位更低的金属或合金连接，使其满足腐蚀电池形成的条件，让电子电位低的阳极材料向电子电位高的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，向被保护金属通入一定量的负极直流电，使其相对于阳极接地装置变成一个大阴极而免遭腐蚀, 而阳极则遭到强烈腐蚀；此时阴极材料的结构首先极化，在结构表面富集电子，不再产生离子，进而减缓并停止结构腐蚀进程，从而达到保护阴极材料的目的。 1.2.2强制电流阴极保护技术 强制（外加）电流是通过外加的直流电源（整流器等），直接向被保护的金属材料施加阴极电流，使其发生阴极极化，同样达到保护阴极金属材料的目的。而给辅助阳极(一般为高硅铸铁或废钢)施加阳极电流，构成一个腐蚀电池，也可使金属结构得到保护。 2.阴极保护技术在埋地管道上的应用 2.1 阴极保护技术的应用现状 目前，在西方发达国家，金属阴极保护防腐得到广泛应用，并取得了明显的效果。国内埋地管网阴极保护做得较好，一般都要求埋地的新建金属管道必须采用阴极保护储罐和钢质管道在改造时应逐步采用阴极保护。近年来，国内的阴极保护技术发展较快，阳极材料、保护参数的遥控遥测、保护电源等技术日趋完善。 2.2 埋地管道采取防腐措施的必要性 输送油、气的钢质管道大都处于复杂的土壤环境中，输送的介质也具有腐蚀性。因此，管道的内壁和外壁均可能遭到腐蚀。一旦管道被腐蚀穿孔，造成油、气漏失，不仅使运输中断，还会污染环境，并可能引发火灾。防止埋地管道的被腐蚀，是管道工程的重要任务，埋地管道的腐蚀，可分为内壁腐蚀和外壁腐蚀。 3.应用实例分析 3.1 西气东输东输管道工程阴极保护 3.1.1阴极保护设计参数选定 在西气东输管道工程阴极保护设计过程中，对于设计基本参数的选取，进行了认真细致的核实。结合三层PE防腐层的结构和特点、以及国内该防腐层的生产加工能力和技术水平，同时对比分析了相关的国内外标准，最终选定阴极保护参数如下：最小保护电流密度Js=3-5μA/m2,最小保护电位V=-0.85V或更负（相对饱和Cu/CuSO4参比电极，下同），最大保护电位（通电状态下）V=-1.25V。考虑西气东输管道工程最大站间距仅为217km,最小间距141km,按双侧保护间距和Js=4μA/m2的电流密度计算，保护电流约为：2Imax=5.54A ,2Imin=3.60A。
操作规程编号：LX-FS-A64990 阴极保护系统的运行与维护范本 In The Daily Work Environment, The Operation Standards Are Restricted, And Relevant Personnel Are Required To Abide By The Corresponding Procedures And Codes Of Conduct, So That The Overall Behavior Can Reach The Specified Standards 编写：_________________________ 审批：_________________________ 时间：________年_____月_____日 A4打印/ 新修订/ 完整/ 内容可编辑
阴极保护系统的运行与维护范本 使用说明：本操作规程资料适用于日常工作环境中对既定操作标准、规范进行约束，并要求相关人员共同遵守对应的办事规程与行动准则，使整体行为或活动达到或超越规定的标准。资料内容可按真实状况进行条款调整，套用时请仔细阅读。 (一) 阴极保护投入前的准备与验收 1. 阴极保护投入前对管道系统的检查 (1) 管道对地绝缘的检查 从阴极保护的原理介绍，已得知没有绝缘就没有保护。为了确保阴极保护的正常运行，在施加阴极保护电流前，必须确保管道的各项绝缘措施正确无误。应检查管道的绝缘法兰的绝缘性能是否正常，管道沿线布置的设施如阀门等应与土壤有良好的绝缘，管道与固定墩、跨越塔架、穿越套管处也应有正确有效的绝缘处理措施。管道在地下不应与其他金属构筑物有“短接”等故障。
某轮，第二个特检周期修船时，发现舵叶烂穿，船体钢板水下部分表面凹坑状腐蚀，；舵叶底部烂损和舵球腐蚀 究其原因，是船体外加电流阴极保护装置使用不当和维护不良，左右两侧的辅助阳极损坏就是明证。调查发现，该装置的工作原理、操作方法、参数调节、日常维护等，船员知之甚少，因而也不重视，甚至船到了淡水水域也未及时停止该装置的工作。为此，本文介绍其工作原理和维护要点。 1船体外加电流阴极保护装置的原理 1.1电化学腐蚀 船体是钢结构。钢是铁与碳和其他元素组成的合金。其中，铁比其它元素更易失去电子，电位较高。 船体常年浸泡在海水中，而海水是强电解质。铁元素失去电子成为正极；铁元素失去的电子，经过海水这个电解质到达其他元素；其他元素获得电子成为负极。这样就形成了一个个微电池，但并不腐蚀钢铁。 关键在于海水中存在溶解氧。这些溶解氧在海水中呈负离子状态，必然与失去电子成为正极的铁结合生成氧化铁，这就是电化学腐蚀。 在船体与海水接触部位表面的化学腐蚀、海生物腐蚀、运动磨损腐蚀、杂散电流腐蚀等各种腐蚀中，电化学腐蚀最严重。 电化学腐最大特点是，仅腐蚀阳极区域，不腐蚀阴极区域。 1.2船体外加电流阴极保护装置工作原理 船体外加电流阴极保护装置，就是根据这一特点，在船体上安装辅助阳极，用船上装备的直流电源，对辅助阳极和船体施加外加保护电流并自动调节电流大小，使船体（浸水部分）、舵和推进器保持负电位（阴极化），大幅降低船体的电化学腐蚀。 外加电流阴极保护装置，主要由直流电源（恒电位仪）、辅助阳极、参比电极、阳极屏蔽层、舵和推进器轴的接地装置等组成。 （1）直流电源 直流电源，实际是一个高稳定性和高可靠性的整流器： ·由船上交流电网供电，输出16~24V直流电； ·使用恒电位仪，自动调整输出电流。 船体外加电流阴极保护装置需要的电流，受外界多种因素影响，变化很大。为了提高电源的可靠性和稳定性，直流电源使用全系列集成模块电路的“恒电位仪”。鉴于其在电源装置中的核心地位，船体外加电流阴极保护装置的直流电源也常称作“恒电位仪”。 （2）辅助阳极 安装在船壳水下舷外，左右各一组，与船体绝缘，与外加直流电源正极相连。 辅助阳极，要有足够大的输出电流密度，同时应具备溶解小、电阻小、极化（电极电位因电流流过而发生的变化）小等特性。 （3）参比电极 作用： ·测量被保护对象的实际电位； ·比较实测电位与设定保护电位，并提供给“恒电位仪”。 因此，要求参比电极是不极化的可逆电极，能长期保持性能稳定、准确、灵活和坚固。（4）阳极屏蔽层 船体外加电流阴极保护装置工作时辅助阳极电流很大，被保护对象的电位，靠近辅助阳极的相对较低，而远离辅助阳极的相对较高，致使全船阴极保护效果不均匀。 为使辅助阳极输出的电流均匀地分布于整个船体，在辅助阳极周围一定范围内涂刷绝缘性能
阴极保护系统的运行与维护 (一) 阴极保护投入前的准备与验收 1. 阴极保护投入前对管道系统的检查 (1) 管道对地绝缘的检查 从阴极保护的原理介绍，已得知没有绝缘就没有保护。为了确保阴极保护的正常运行，在施加阴极保护电流前，必须确保管道的各项绝缘措施正确无误。应检查管道的绝缘法兰的绝缘性能是否正常，管道沿线布置的设施如阀门等应与土壤有良好的绝缘，管道与固定墩、跨越塔架、穿越套管处也应有正确有效的绝缘处理措施。管道在地下不应与其他金属构筑物有“短接”等故障。 管道表面防腐层应无漏敷点，所有施工时期引起的缺陷与损伤，均应在施工验收时使用音频信号检漏仪检测，修补后回填。 (2) 管道导电性检查 对被保护管道应具有连续的导电性能。 2. 对阴极保护施工质量的验收 (1) 对阴极保护间内所有电气设备的安装是否符合《电气设备安装规程》的要求，各种接地设施是否完成并符合要求与图纸设计一致。 (2) 对阴极保护的站外设置的选材、施工是否与设计一致。对通电点、测试桩、阳极地床、阳极引线的施工与连接严格符合规范。 (3) 图纸、设计资料齐全完备。 (二) 阴极保护投入运行 (1) 组织人员测定全线管道自然电位、土壤电阻率、各站阳极地
床接地电阻。同时对管道环境有一个比较详尽的了解，这些资料均需分别记录整理，存档备用。 (2) 阴极保护站投入运行按照直流电源(整流器、恒电位仪、蓄电池等)操作程序给管道送电，使电位保持在-1.30V左右，待管道阴极极化一段时间(4h以上)开始测试直流电源输出电流、电压、通电点电位、管道沿线保护电位、保护距离等。然后根据所测保护电位，调整通电点电位至规定值，继续给管道送电使其完全极化(通常在24h以上)。再重复第一次测试工作，并做好记录。若个别管段保护电位过低，则需再适当调节通电点电位至满足全线阴极保护电位指标为止。 (3) 保护电位的控制各站通电点电位的控制数值，应能保证相邻两站间的管段保护电位达到-O.85V，同时，各站通电点最负电位不允许超过规定数值。调节通电点电位时，管道上相邻阴极保护站间加强联系，保证各站通电点电位均衡。 (4) 当管道全线达到最小阴极保护电位指标后，投运操作完毕。各阴极保护站进入正常连续工作阶段。 (三) 阴极保护站的日常管理 工业发达国家的阴极保护站大多数已无人值守，由控制中心遥测、遥控，几乎所有的站都是先由人工调整好，再自动恒定电位。阴极站每一个月派人去检查维护一次。 长输管道阴极保护系统的人工检测是很费人力的。其难易与管道设施所经过的地区有关。美国HARC0公司发展并完善了管线的航空监视体系，能自动监视和记录阴极保护系统的数据。此系统成功的关
华东管道设计研究院 设计证书编号设计证书编号：：A132006476A132006476 阴极保护技阴极保护技术规格书术规格书 设计阶段设计阶段：：基础基础设计设计设计 日期日期：： 2020111-1010--1010 第 1 页 共 6 页 A 版 目 录 1.范围 ................................................................................................................ 2 2.定义 ................................................................................................................ 2 3.工程概况 ........................................................................................................ 2 4.采用标准采用标准、、规范和技术规定 ........................................................................ 2 5.阴极保护技术要求 . (3) 5.1 恒电位仪 ..................................................................................................................... 3 5.2 高硅铸铁阳极 ............................................................................................................. 5 5.3 锌合金阳极 ................................................................................................................. 5 5.4 镁合金阳极 ................................................................................................................. 6 5.5 硫酸铜参比电极 (6) 6.质量保证 ........................................................................................................ 6 7.现场服务与培训 ............................................................................................ 6 8.供方提供图纸与数据 (6)
管道输送系统的阴极保护运行管理规范 第一章主要术语和定义 一、阳极回填料 电阻率很低的材料，可以保持湿度，紧贴在埋地阳极的四周，用于减小阳极与电解质之间的有效电阻，并防止阳极极化。 二、跨接 金属导体，通常是铜，连接同一构筑物或不同构筑物上的两点，通常用于保证两点之间的电连续性。 三、阴极保护系统 由直流电源和阳极构成的系统，用于为金属构筑物提供保护电流。四、直流去耦装置 一种保护装置，当超过预先设定的阈值电压时，它就导通电流。例如：极化电池、火花隙、二极管总成。 五、排流点 与受保护构筑物连接的负电缆连接位置，通过此排流点，保护电流可以流回其电源。 六、牺牲阳极 靠原电池作用为阴极保护提供电流的电极。 七、地床
埋地的或浸没在水里的牺牲阳极或强制电流辅助阳极系统。 八、强制电流辅助阳极 靠强制电流方法为阴极保护提供电流的电极。 九、强制电流保护系统 靠强制电流方法提供阴极保护的系统。 十、瞬时通电电位 在开启施加阴极保护的所有电源后立刻测量出的构筑物对电解质电位。 十一、密集测量技术 同时测量管地电位与相关的垂直方向的电位梯度的技术。注：用密集测量技术可以辨别防腐覆盖层缺陷并能够计算出缺陷处的无IR降电位。 十二、IR降 按照欧姆定律在参比电极与金属管之间实际测出的在金属通道的两点之间或在土壤这样的电解质里横向梯度中由于任何电流形成的电压。 十三、极化电位 没有因为保护电流或任何其他电流而发生由IR降引起的电压误差的情况下实际测出的构筑物对电解质电位。
十四、绝缘接头 插在两段管道之间防止它们之间有电连续性的电绝缘部件。例如：整体绝缘接头、绝缘法兰、绝缘联管节。 十五、通电电位 阴极保护系统正在持续运行时测量的构筑物对地电位。 十六、断电电位 在断开施加阴极保护电流的所有电源后立刻测量出的构筑物对电解质电位。注：通常在阴极保护系统关断后立刻测量此电位，此时施加的电流停止流向裸钢构筑物，但在极化作用减小之前。 十七、保护电位 金属腐蚀速率小得无关紧要时构筑物对电解质电位。（注：使腐蚀速率小于0.01 mm/年的金属对电解质电位就是保护电位，这一腐蚀速率足够低了，因此在设计寿命期间，腐蚀处于可以接受的限度内。假如在管道上存在交流干扰，即使达到保护电位，仍然能够发生交流腐蚀） 十八、参比电极 开路电位恒定不变的电极，用于测量构筑物对电解质电位。 十九、杂散电流 通道里不属于所关注的保护电流的电流。 第二章阴保工作主要资料