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埋地钢制管道外检测解决方案之密间隔电位法（CIPS）检测阴极
保护有效性
引言
目前管道承担着国内油气运输的主要任务,油气管道的安全关乎民生大计。
对油气管道运行中面临的风险因素进行识别和评价，通过监测、检测、检验等各种方式，对管道进行完整性管理，将风险控制在最小范围内，保障油气运输，至关重要。
技术原理
该技术使用CIPS密间隔电位检测系统,沿管线以小间隔测量管-地电位，这样可测出管道上任意点的保护电位。
该技术用一个具有记录功能的毫伏计替换了常规的万用表，可以大量记录检测到的电位数据，进而得到整个管线上的保护电位分布图。
布置方案
在CIPS检测中通过测量保护电流的ON电位和OFF电位，可以消除管道周围土壤对检测结果的影响。
OFF 电位作为非常有用的参数，在很大程度上消除IR降读数过程中出现的数值偏差。
当是阴保电流处于关闭状态时，电压测量中的IR降成分几乎同时衰减，使得管体和所接触的土壤之间电压衰减到很小。
通过在管道阴保仪的输出端串接一个断流器，来测量保护断电位（OFF 电位），从而实现在没有IR降影响的基础上对管道真实保护情况进行准确的评估。
利用CIPS方法轴向测量管道ON/OFF电位，CIPS测点间隔2-3 米，每个点采集的数据8 个，其中包括：开电位、关电位、开电压梯度、关电压梯度、距离、采样时间、经度、纬度。
测量过程中，如受杂散电流的干扰，需要过滤掉90%-95%杂散电流的干扰。
得到整条线路的阴保电位,评价线路阴极保护效果，对恒电位仪的输出参数提出合理化建议,判断局部保护电位异常原因。
图1 CIPS检测
工程案例。
油气管道阴极保护在线监测系统研究摘要：近年来，工业生产量扩大，对石油资源需求增加，导致我国燃料供应迅速增加，油气管道安全运行技术研究取得良好成果，为现有石油和天然气管道的安全高效运行发挥了巨大动力。
鉴于此，本文对油气管道阴极保护在线监测系统进行分析，以供参考。
关键词：阴极保护；油气管道；在线检测引言我国阴极保护数据的采集工作还是采用定期人工录入的方式来进行，该方式的缺陷是效率过低，难以实现管线的基本运行需求。
因此，需加强对油气管道阴极保护技术的研究力度，合理分析阴极保护的基本原理与无线传输的通讯原理。
1概论我国经济的不断增长，人们对石油的需求量是日渐增加，石油资源的开采及新设输油管道的数目也不断提升。
当今的油气运输可以借助管道来进行运输，但所存在的问题也是逐渐凸显，比如管道受到腐蚀而造成管道受到破坏，油气相关单位都对其腐蚀问题进行深入探讨，如今的油气管道安装主要以地下敷设的方式进行，因为敷设的区域不同和区域结构不同，其管道出现腐蚀问题也不尽相同。
2阴极保护准则目前我国对石油和天然气管道采用阴极保护技术，主要采用-850mVOFF电位标准和100mV极化标准。
油气管道阴极保护技术长期运行效果比较与演示，-850mVOFF potential标准为其他地区的土壤环境提供了更好的适应性，并为石油和天然气管道提供了良好的保护。
如果某些-850mVOFF电位指南不符合实际要求，可以使用100mV极化指南有效地减少新的阴极保护系统[1]。
但是，请注意，如果高温区域或金属相接触，或者存在交流干扰，则必须仔细考虑100mV极化标准的应用。
3油气管道阴极保护技术3.1阴极保护计算油田在油气管道阴极保护计算中一般以理想状态进行。
换句话说，阴极保护电流在计算过程中成为管道表面的平均分布。
但是，该方法无法准确计算管道的电位，某些结构不适合计算相对复杂的金属管网的电位和电流，最近几年出现了三维技术，在管道阴极保护计算过程中，数值模拟技术得到了广泛应用。
管道阴极保护原理管道阴极保护是一种常用的防腐蚀技术，它通过在管道表面施加电流，使得金属表面成为阴极，从而抑制金属腐蚀的过程。
阴极保护原理是建立在电化学的基础上，通过改变金属表面的电位来控制金属的腐蚀行为。
在管道表面施加阴极保护时，通常会采用一种称之为“阳极”的外部金属或合金，并且将其与管道表面连接。
通过在管道表面与阳极之间施加一个电压，就可以在管道表面形成一个保护性的电流场，从而实现对管道的防腐蚀保护。
阴极保护的原理可以分为两种类型，即被动式和主动式。
被动式阴极保护是利用外部电流场将金属电位降低到保护性的水平，使得金属表面成为阴极而得到保护，而主动式阴极保护则是通过在金属表面产生一个持续的电流，从而使金属表面一直处于一种保护性的状态。
被动式阴极保护通常适用于已有一定腐蚀的金属结构，而主动式阴极保护则适用于对金属结构进行长期保护。
阴极保护的原理还涉及到电化学腐蚀的基本过程。
在金属表面，通常会发生氧化还原反应，即金属表面的阳极和阴极反应。
阳极反应是金属表面的局部溶解，而阴极反应则是通过还原来补充阳极反应所带来的电荷。
当金属表面成为阴极时，就会抑制金属的溶解，从而减缓金属的腐蚀速度。
阴极保护的原理还与管道表面的涂层有关。
在许多情况下，金属表面会涂上一层抗腐蚀的涂料，从而形成一个保护性的层。
而当涂层破损时，阴极保护就可以发挥重要作用，通过在涂层破损处形成一个电流场，从而实现对金属表面的保护。
阴极保护的原理也与管道周围的土壤环境有关。
在土壤中含有一定的电导率，通常是通过土壤中的水分和盐分来实现电导，从而可以形成一个电流场，将外部电流导入到管道表面，实现对金属的保护。
总的来说，管道阴极保护的原理可以归纳为通过在管道表面施加一个电流，使金属表面成为阴极，从而抑制金属腐蚀的过程。
这种原理不仅可以用于管道的防腐蚀保护，还可以用于其他金属结构的防护，是一种非常有效的防腐蚀技术。
阴极保护技术在管道工程中的应用研究管道工程是一个广泛应用于能源、石化等各个行业的工程领域，涉及核电、天然气、石油、煤炭等行业。
为保障管道工程的安全、可靠运行，防止腐蚀、充电电化学等现象的产生，阴极保护技术就显得尤为关键。
一、阴极保护技术阴极保护技术是一种防腐技术，其基本原理是将钢结构的电位通过其它电量得以降低，从而实现对金属的防护。
当钢结构的电位倾向于阳极时，则容易发生电化学腐蚀。
因此，降低钢结构电位可转化成为阳极进而阻止腐蚀的产生。
阴极保护技术主要有外部电源阴极保护、感应电源阴极保护、组合型阴极保护。
其中，外部电源阴极保护是应用最广泛的一种技术。
二、阴极保护技术在管道工程中的应用管道工程防腐的方式多种多样，其中阴极保护技术是一种较为可靠和经济的方式。
在管道工程中，较为典型的应用案例是钢质油气输送管道防腐。
钢质油气输送管道在使用过程中，因为掺有各种异物等，容易发生腐蚀现象，因而阴极保护技术的应用是必要的。
许多管道工程行业初次采用阴极保护技术，其原因主要包括：①阴极保护技术在沧海桑田的过程中逐渐被人们所认可；②管道隐蔽性较强，线路长，修复难度大，采取预防措施较为经济有效；③阴极保护对环境影响较小，不会对化学成分构成影响，避免污染环境；④阴极保护具有较好的保护效果，可减少设备维护费用和人事物力成本。
阴极保护在管道工程中的应用为阳极电流、阳极品质、操作程序和监测技术的设置提供了直观材料和理论依据，提高了管道工程的靠谱性。
三、阴极保护技术应用的不足阴极保护技术不足之处在于该技术只能针对特定的金属构件，例如管道、储罐、桥梁等，因而只能在某些工程领域中得到应用。
另外，阴极保护技术在环境条件变化较大的地方使用时，如在地下或高处等地方，会受到环境温度等因素影响，又因不断增长的设备需要作出针对性调整才能适应更多的管道工程形式。
四、结论阴极保护技术是管道工程防腐的可靠技术之一。
在管道工程中的应用，可以有效的预防管道腐蚀和充电的电化学环境，降低管道工程的制作成本和维修成本。
管道阴极保护的方法管道阴极保护是一种防腐蚀措施，通过在管道表面施加电流，将管道设为负极，并通过引入外部电流，实现对金属表面的保护，减缓或阻止金属腐蚀。
下面将详细介绍几种常见的管道阴极保护的方法。
1. 电流放电法：电流放电法是通过在线结构上以链状方式分布大量阳极，形成一个与结构相连接的阳极体系，以达到阴、阳离子在电极表面相转移的目的。
该方法可采用分布在外部的阳极和直接埋设在土壤或水体中的阳极。
电流放电法适用于各种金属结构，尤其适用于顶棚、架梁等较长的结构。
2. 电位调节法：电位调节法是通过将阳极连接到要保护结构的阳极保护系统上，产生足够的电流和阴极保护电位，来减缓或阻止管道的腐蚀。
该方法适用于埋地管道、水箱和储罐等。
3. 牺牲阳极法：牺牲阳极法又称为牺牲保护法，它通过在管道金属表面放置一种具有更高的电位的金属，使其与管道组成一个局部电池，牺牲阳极因具有更负的电位，而被腐蚀，从而延缓或阻止管道腐蚀。
常用的牺牲阳极材料有锌、铝、镁等。
这种方法适用于在土壤、水下和混凝土中埋设的管道。
4. 电阻率测定法：电阻率测定法是通过测量管道金属表面电阻率的变化来判断管道阴极保护的状况。
如果管道表面电阻率的变化较大，说明管道阴极保护状态良好，否则需要采取相应的维护措施。
5. 化学浸渍法：化学浸渍法是通过将含有有机阴极保护试剂的水溶液浸渍到管道中，使其与管道表面发生相应的化学反应，形成一层保护膜，来实现管道的阴极保护。
常用的有机阴极保护试剂有盐酸、硫酸、有机酸等。
6. 有机涂层法：有机涂层法是在管道表面涂覆一层防腐蚀涂料，通过涂层形成的隔离层隔绝金属与外界环境的接触，从而达到防止金属腐蚀的目的。
常用的涂层材料有沥青、环氧树脂、聚氨脂等。
除了上述方法，还有一些其他的管道阴极保护的方法，如电化学方法、阳极膜法、外加电流浸渍法等。
不同的管道材料、设计要求和使用环境，选择不同的阴极保护方法，以达到最佳的防腐蚀效果。
需要指出的是，管道阴极保护是一个复杂的系统工程，它涉及到材料的选择、优化设计、施工及维护等方面的问题。
管道阴极保护1. 管道阴极保护的背景与概述在现代工业中，管道的使用非常普遍，尤其是在石油、天然气等行业中，管道起到了非常关键的作用。
然而，由于管道在使用过程中常常接触到水、土壤等导电介质，导致管道表面出现腐蚀的问题。
为了解决这一问题，管道阴极保护技术应运而生。
管道阴极保护通过施加电流使管道的金属表面成为阴极，从而抑制腐蚀的发生。
2. 管道阴极保护的原理管道阴极保护的原理是利用外加电源产生直接电流，通过作用于管道金属表面，使之成为阴极，从而抑制自腐蚀的发生。
具体原理如下：•管道金属表面通常会存在一些腐蚀点，这些点通常是金属的阴极位置。
•通过施加外加电流，使管道表面成为电流的路径，从而将自腐蚀的位置转变为阴极位置。
•通过向管道输送电流，并通过阳极来提供电子，实现对管道的阴极保护。
3. 管道阴极保护的实施步骤3.1 管道表面处理在实施管道阴极保护之前，需要对管道的表面进行处理。
处理步骤如下：1.清洁管道表面：通过高压水枪等工具将管道表面的污物、油漆等清除干净，以提供良好的阴极保护条件。
2.去除锈蚀：对于已经存在的锈蚀处，需要使用刷子、砂纸等工具进行去除，并用除锈剂进行清洗。
3.涂覆绝缘涂层：为了增强管道表面的绝缘性能，需要对管道进行绝缘涂层的涂覆，如使用油漆、聚乙烯等材料进行涂覆。
3.2 安装阴极保护设备在管道表面处理完毕后，需要安装阴极保护设备。
设备安装包括以下步骤：1.安装阴极：在管道的一段或多段位置，安装阴极，通常选择带有金属物质的材料作为阴极，如铁或铝。
2.安装阳极：将长条状的阳极埋入土壤中，以便提供电子并供给阴极保护系统所需的电流。
3.连接电缆：通过电缆将阴极和阳极与阴极保护设备连接起来，以便实现电流的传输。
3.3 测试与监测在阴极保护设备安装完毕后，需要进行测试与监测，以确保阴极保护系统的正常运行。
测试与监测包括以下内容：1.阳极地深度测试：使用测试设备，测试阳极埋入土壤中的深度，以确保其与土壤的良好接触。
站场内埋地管道区域性阴极保护技术优化与应用随着城市化进程的加速和基础设施建设的不断发展，地下管道系统的建设和维护显得尤为重要。
而作为地下管道保护的一个重要技术手段，阴极保护技术在该领域的应用日益广泛。
尤其是针对站场内埋地管道的区域性阴极保护技术优化与应用，将对地下管道的安全运行和使用寿命延长起着至关重要的作用。
站场内埋地管道区域性阴极保护技术是指根据站场内地下管道系统的具体情况，实施针对性的阴极保护措施，以达到保护管道的目的。
这一技术的意义和作用主要体现在以下几个方面：1. 提高管道的使用寿命：地下管道在长期使用过程中容易受到腐蚀的影响，导致管道的使用寿命大大缩短。
而采用区域性阴极保护技术可以有效地减缓管道的腐蚀速度，延长管道的使用寿命。
2. 保障管道的安全运行：地下管道受到严重腐蚀后容易发生泄漏或破裂，造成重大事故。
而采用阴极保护技术能够保护管道的金属结构，降低事故发生的风险，保障管道的安全运行。
3. 减少维护成本：地下管道受到腐蚀破坏后需要进行修复和维护，这不仅会花费大量的人力、物力和财力，而且还会影响到管道的正常使用。
而采用阴极保护技术可以减少管道的维护成本，提高管道的维护效率。
站场内埋地管道区域性阴极保护技术的优化方向主要包括技术手段的创新和系统设计的完善。
1. 技术手段的创新：新型阴极保护材料的研发和应用、高效阴极保护电源装置的开发和使用、智能化阴极保护系统的建设和运行等技术手段的创新是优化区域性阴极保护技术的重要方向。
通过不断地引入新技术，提高阴极保护技术的水平和效率，从而实现对站场内埋地管道的更好保护。
2. 系统设计的完善：站场内埋地管道区域性阴极保护系统的设计和建设需要考虑诸多因素，包括管道的材质和结构、管道周围土壤的电化学性质、管道与其他设施的关系等。
通过不断地完善系统设计，提高阴极保护系统的适用性和可靠性，是优化区域性阴极保护技术的另一个重要方向。
某高铁站场内存在大量水系统、燃气管道和通信电缆等埋地管道，且尤其受到电弧腐蚀、地下电流腐蚀等问题的影响。
管道阴极保护原理
管道阴极保护是一种常用的防腐蚀方法，通过在管道表面施加电流，使管道成
为阴极，从而抑制金属腐蚀的过程。
管道阴极保护原理主要包括电化学原理、电流传递原理和电位原理。
首先，电化学原理是管道阴极保护的基础。
金属在电解质溶液中会发生电化学
反应，产生阳极和阴极反应。
在管道阴极保护系统中，通过外加电流使金属表面成为阴极，从而抑制金属的腐蚀。
这种方法可以有效延长管道的使用寿命，减少维护成本。
其次，电流传递原理是管道阴极保护的关键。
在管道阴极保护系统中，外加电
流需要通过电解质溶液传递到金属表面，形成均匀的阴极保护层。
因此，管道阴极保护系统的设计和施工需要考虑电流传递的均匀性，以确保整个管道表面都能得到有效的防腐蚀保护。
最后，电位原理是管道阴极保护的监测和调节依据。
通过监测管道表面的电位，可以了解管道阴极保护系统的工作状态，及时调节外加电流以保持合适的阴极保护电位。
这样可以有效防止管道出现过保护或欠保护的情况，保证管道的安全运行。
总之，管道阴极保护原理是基于电化学原理、电流传递原理和电位原理的。
通
过合理设计和施工管道阴极保护系统，可以有效抑制金属腐蚀，延长管道的使用寿命，降低维护成本，保障管道的安全运行。
管道阴极保护效果检测作者：河南中拓管道1 电位测量电位测量目的电位测量是阴极保护系统测量祁监控中的主要手段。
根据电位测量的结果，可以了解阴极保护工程所处介质的腐蚀性，验证牺牲阳极的质量+确定被保护结构的保护状况，检测出保护不良的部位，测量杂散电流通过的部位，以及判断对相邻结构干扰的程度。
阴极保护系统的电位测量可分为开路电位测量，牺牲阳极工作电位铡量，保护电位测量和杂散电流干扰下的电位测量。
2 开路电位测量开路电位指金属构筑物未加阴极保护时的电位，即自然腐蚀电位。
根据开路电位测量结果可了解介质的腐蚀性。
例如，未加阴极保护的管／地电位l坝I量是衡量土壤腐蚀性的一个参数。
表1给出钢管对地电位与土壤腐蚀性的关系。
对牺牲阳极来说，开路电位指其在介质中的自然腐蚀电位。
对各种不同的阳极材料，开路电位值都有严格的规定。
阴极保护要求牺牲阳极有足够负的开路电位，若测量结果达不到，说明该阳极材料的质量有问题。
) 土壤腐蚀表1 钢管对地电位与土壤囊蚀性[1钢管对地电位．-V(vs Cu／CuSO4性等级>0．55 0．45～ 0．55 0．30～O．45 0．15～O．38 <O. 15强较强较弱较弱弱3 工作电位测量工作电位又称闭路电位，指牺牲阳极在介质中与被保护结构连接在一起时的电位。
牺牲阳极要有足够负的闭路电位，这样可以在工作状态下与被保护结构之间有一定的电位差，输出必要的阴极保护电流。
特别是在电阻率较高的介质中，例如土壤或淡水中，足够的电位差是必不可少的。
所以，在阴极保护中牺牲阳极必须要有足够负的电位，为此，要求牺牲阳极是一类不容易极化的电极材料。
4 保护电位测量保护电位指被保护结构在施加阴极保护后的电位，是判断阴极保护程度的一个重要参数。
根据阴极保护原理，测量的保护电位应是纯极化电位，不应含有介质IR降。
为了保证电位测量的可靠性，测量所用的电压表应是高电阻的。
四杂散电流干扰下的电位测量杂散电流指设计的或规定昀回路以外流动的电流。
