长输管道站场区域阴极保护

关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是输送油气、水等液体或气体的重要通道，其保护是关系到国家能源安全和环境安全的关键问题。

阴极保护是一种有效的管道保护方法，主要是通过施加电场，使管道表面电位负化，从而减少管道金属的腐蚀速率，延长管道使用寿命。

本文将阐述长输管道的阴极保护原理、方法及故障分析。

一、阴极保护原理由于土壤中存在着各种离子，例如水、氯离子等，这些离子会形成电池，导致管道金属表面出现电位差，这种现象称为自然电位。

如果管道的自然电位低于一定的电位（通常为-0.85V），则管道处于负电位，就会发生金属的电化学腐蚀。

阴极保护的主要原理是通过施加外加电场，将管道表面电位负化，使得管道处于负电位，在靠近管道表面的电场区域内，电子从管道金属表面流向土壤中的正离子，使其发生还原反应，从而减少管道金属腐蚀速率。

1、电位调节法：通过在管道两端安装钛阳极和铁/铜阴极，以及控制钛阳极输出的电流来调节管道表面的电位，从而达到保护作用。

2、电流输出法：在管道保护系统的控制下，直接将电流输出到管道端部的阳极或在管道上部固定钛阳极来保护管道。

3、均匀分散法：通过在管道上均匀分布一定数量的阳极，使得管道表面的电位均匀调整到负电位，从而保护整个管道。

1、偏移现象：阴极保护系统在使用过程中，由于地下水流的影响，土壤的化学组成及导电性不均匀等因素，易出现管道阴极保护区域偏移的现象。

一般采用分析安装阳极的位置是否正确，调整阴阳极之间的距离和电位来解决偏移问题。

2、极化过度：在保护过程中，如果管道阴极保护电位过于负化，反而会引起金属氢化、内应力等问题，从而导致管道的损坏。

应当合理调整阴极保护的电位，避免出现极化过度的情况。

3、外来干扰：阴极保护系统如果受到外部电源干扰（例如电力系统、通信设备等），会导致保护系统失效，出现管道腐蚀。

一般应在设计阴极保护系统时，选取合适的接地点，采取防雷、防电磁干扰等措施来预防外来干扰。

综上所述，长输管道阴极保护技术是一项重要的保护措施，可有效减少管道的金属腐蚀速率，延长管道寿命。

关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是输送石油、天然气等能源的重要设施，其安全运行需要关注防腐蚀和防止电化学腐蚀失效的问题。

阴极保护技术是一种保护长输管道金属的经济、有效的方法，本文将对长输管道阴极保护的原理、方法及故障的分析进行探讨。

一、阴极保护原理管道腐蚀的根本原因是电化学腐蚀，当管道作为阴极而周围环境当作阳极时，管道表面将出现金属的电子脱落，导致金属离子向外扩散，进而形成腐蚀。

阴极保护技术通过在管道表面制造负电位，使其成为静电阴极，从而减少或甚至消除电子脱落现象，从而防止或减缓管道腐蚀。

阴极保护主要包括直流阴极保护和交流阴极保护，其中直流阴极保护利用负电位防止管道腐蚀，交流阴极保护则通过改变管道表面的极性来防止腐蚀。

1. 阴极保护电流阴极保护电流是阴极保护的主要参数，它可以直接影响阴极保护的效果。

通常情况下，阴极保护电流的大小应该根据土壤电阻率和管道电流密度来确定，一般地说，管道的阴极保护电流应该保持在0.03~0.1A/m2之间。

阴极保护电源是阴极保护的核心，它通常包括直流阴极保护电源和交流阴极保护电源。

对于直流阴极保护电源，其一般需要提供相应的电流稳定性，可靠性以及有效的过流保护机制。

而对于交流阴极保护电源，其主要需要提供一定的非均匀电场分布能力，同时保证电源的电压和频率与管道周围环境相匹配。

3. 阴极保护绝缘节制阴极保护绝缘节制是一种保持管道电位稳定、减少腐蚀险情的技术。

阴极保护绝缘节制应能够有效地防止管道周围地下水的浸渍和电流干扰，同时保证管道电位的可靠性和稳定性。

一般地说，此类绝缘节制的材料应具备良好的腐蚀防护能力、良好的电绝缘性能以及耐高温、耐低温等特性。

阴极保护效果的检测是防止管道腐蚀以及其他电化学腐蚀失效的重要手段。

在阴极保护检测方面，根据管道的构造形式、使用环境以及技术特点等因素，在实际应用中常常采用电位测量、电阻率测量以及电流测量等多种检测手段。

这些检测手段在实际应用中的效果和精度均有相应的保障。

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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。

关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是石油、天然气、化工产品等重要能源和物质运输的主要途径之一。

在使用过程中，长输管道的阴极保护是非常重要的。

本文将从长输管道阴极保护的原理、方法、故障类型及其分析等方面进行介绍。

一、阴极保护原理阴极保护是一种经济、有效的金属防腐措施，通过在金属表面施加一个负电位，将金属的电位调整到阴极区，在物质和能量的作用下，使金属表面处于保护状态，从而防止金属的电化学腐蚀。

在长输管道中，阴极保护的主要目的是保证管道金属表面的电位低于其溶解电位，使其处于被保护状态，从而防止腐蚀。

1. 熔融热浸镀法熔融热浸镀法是将金属作为阳极，通过在其表面浸涂含有阴离子的熔态物质，在高温下将该物质还原成金属的一种阴极保护方法。

该方法的优点是保护效果好，缺点是操作复杂，成本较高。

2. 电化学阴极保护法电化学阴极保护法是将外部电源与被保护金属合成电池，通过从外部输入一个反向电流，使金属的电位降低到保护电位以下，从而达到防腐的目的。

该方法的优点是施工简单，成本低，但需要对金属进行严格的电位控制。

渗入阻抗阴极保护法是一种新型的阴极保护方法，通过将阻抗控制器引入管道，将介质中的电导率、温度、湿度等参数作为参量，根据管道的工作状态和防腐要求计算出合适的电位值，并通过介质的渗入作用对管道进行阴极保护。

该方法的优点是操作简便，防腐效果好，但需要对阴极保护设备进行严格监护。

三、故障分析阴极保护设备在工作过程中也会出现一些故障，主要包括以下几点：1. 阳极失效阳极失效是指金属阳极在使用过程中出现脱落、损坏等情况，从而导致被保护金属表面的电位增加，无法达到保护状态，最终导致金属的腐蚀。

防止阳极失效的方法包括定期检查和更换。

2. 阴极材料污染长输管道中的介质可能会对阴极保护材料产生腐蚀或污染，从而导致阴极材料的损坏和阴极保护效果的降低。

预防阴极材料污染的方法包括管道清洗、选择防腐能力强的阴极材料等。

3. 阴极保护电流过小或过大阴极保护电流过小或过大都会导致保护效果下降。

关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是输送天然气、石油等能源资源的重要设施，其安全运行对于国家经济发展具有至关重要的意义。

长输管道在运行过程中会受到各种外部环境和内部因素的影响，其中阴极保护系统的设计和故障分析是保障长输管道安全运行的关键问题之一。

本文将围绕长输管道的阴极保护及故障分析展开讨论，以期对长输管道的安全运行提供指导和保障。

一、长输管道阴极保护的作用长输管道在运行中常受到土壤电化学环境的影响，其中的电化学腐蚀是导致管道金属材料损坏的主要原因之一。

而阴极保护是一种有效的控制管道金属材料腐蚀的措施，其基本原理是通过外加电流使管道维持在一个负电位，从而抑制管道金属的腐蚀过程。

阴极保护系统主要由阳极、电源和控制系统三部分组成，其中阳极的材料一般选用锌、铝、镁等，电源一般选用直流电源，控制系统则根据管道的具体情况进行设计。

1.抑制金属腐蚀：阴极保护系统通过外加电流维持管道在负电位，使得管道金属处于稳定的电化学环境中，从而抑制了金属的腐蚀。

2.延长管道使用寿命：有效的阴极保护系统可以有效地延长长输管道的使用寿命，降低了管道的维护成本和更换频率。

3.提高管道安全性：良好的阴极保护系统可以有效地提高管道的安全性，减少因金属腐蚀引起的事故发生的概率，保障管道的安全运行。

二、阴极保护系统的故障分析尽管阴极保护系统可以有效地保护长输管道的金属材料不被腐蚀，但在实际运行中也会出现各种故障情况，这些故障如果得不到及时发现和处理，就会对长输管道的安全运行造成严重的影响。

下面我们将针对阴极保护系统的故障进行分析，并提出相应的处理措施。

1.阳极失效：阳极是阴极保护系统中最为关键的部件之一，一旦阳极失效，就会导致管道金属材料的腐蚀。

阳极失效的原因主要包括材料腐蚀、磨损、电流分布不均等，因此在实际运行中要定期对阳极进行检查，并根据检查结果进行维修或更换。

2.电源故障：阴极保护系统的电源是维持管道在负电位的关键组成部分，一旦电源出现故障就会导致管道金属处于阳极保护的状态，从而失去了有效的防腐功能。

关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道的阴极保护技术是一种常用的管道防腐蚀措施，它通过在管道表面施加阴极电流来抑制金属的电化学腐蚀。

在长输管道的使用中，阴极保护系统有可能出现故障，导致管道的腐蚀防护效果下降甚至失效。

阴极保护系统的故障主要表现为以下几个方面：电流输出不稳定、电流密度异常、电流输出中断、电流阴极化效果不明显、电流与电位关系异常等。

造成阴极保护系统故障的原因很多，常见的有阴极保护装置失灵、电源欠压或过压、电缆接头松动或断裂、阳极材料耗尽、导电性能差的涂层等。

这些原因可能单独或同时发生，造成管道的阴极保护系统故障。

当发现长输管道阴极保护系统存在故障时，需要进行故障分析，并采取相应的措施进行修复。

应检查阴极保护装置是否正常工作，包括检查电源电压、电流输出稳定性等。

如果发现装置失灵，应及时修复或更换。

需要检查电缆连接是否正常。

阴极保护系统中的电缆连接非常重要，如果松动或断裂，会影响电流的输出。

应检查电缆连接是否紧固，舒展长度是否正常。

如发现有问题，应进行修复或更换。

还需要检查阳极材料的情况。

阳极材料是阴极保护系统中的关键部件，如果阳极材料耗尽，会导致阴极保护效果变差。

应定期检查阳极材料，如发现阳极材料耗尽，应及时进行更换。

还需要检查涂层的导电性能。

涂层的导电性能直接影响阴极保护系统的效果。

如果涂层导电性能差，会导致阴极保护系统无法正常工作。

应定期检查涂层的导电性能，如果发现问题，应进行修复。

通过以上的故障分析和修复措施，可以及时解决长输管道阴极保护系统的故障问题，确保管道的腐蚀防护效果。

也需要认识到，阴极保护系统的故障不仅会影响腐蚀防护效果，还可能引发其他安全隐患，因此维护阴极保护系统的正常运行十分重要。

长输管道作为我国油气资源、供暖系统等重要的供应载体，其在用时间往往都比较长，在正常的环境条件下也较容易发生腐蚀等情况，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。

 1 长输管道阴极保护的概述1.1 牺牲阳极的阴极保护方式在长输管道的阴极保护系统中，牺牲阳极的阴极保护是最为基础的保护方案措施，其主要原理是，通过电解质这一过程，金属电子大量释放，负的电位得以形成，金属管道壁受相应催化而具备类似电池阴极的特性，从而实现其材料保护的目的。

在长输管道阴极保护技术中，牺牲阳极的保护方式是一种非常便捷的保护手段，该种保护方式省略了加装外部电源的过程，可操作性极强，对于保护电阻率低于周围环境的长输管道而言效果显著，发挥作用的空间较大。

虽然说牺牲阳极的阴极保护方式具备着便捷和可操作性强等诸多优势，但就目前而言，这种保护方式也存在着很多弊端和技术难题。

一般来说，采用此种保护方式的管道整体寿命普遍不高，究其原因，主要是受其阳极表面的不利影响较大，阳极表面附着层导电性极差甚至根本不导电，使得电阻率大大提高，反而会给长输管道的保护工作带来阻碍。

1.2 外加电流的阴极保护方式 对于长输管道阴极保护系统来讲，外加电流的阴极保护技术也是一项管道保护的重要手段。

此种保护方式指的是，通过外加强力的电流，促使金属材料的管道接触更多电子，最大限度避免电离现象，使长输管道金属材料的结构电位与其所处的环境条件相比有效降低。

与牺牲阳极的保护方式相反，此种保护方式所适应的环境条件电阻率都比较高，对于大型的管路设施保护效果十分显著，在长输管道中，其应用性也更加强。

石油天然气长输管道阴极保护作用及管理要求摘要：阴极保护技术在长输管道中已获得广泛应用。

长输管道腐蚀防护采用防腐层加阴极保护系统的做法。

管道施工和运行中防腐层存在漏点损伤，阴极保护系统向管体施加保护电流，管-地电位产生负向极化，实现管体保护。

长输管道主要应用强制电流法，牺牲阳极法用于高寒特殊环境或提供辅助保护。

目前应用范围已从长输管道发展至油气站场、油库、燃气管网，形成区域性阴极保护技术。

随着计算机技术和数值模拟技术的发展，国内已开展阴极保护数值模拟技术在工程领域的实践研究。

未来几年我国油气管道、高压电网、铁路公路发展迅速，对管道设计和安全运行提出了更高要求。

关键词：油气长输管道；阴极保护技术；金属结构引言：油气长输管道保护措施有很多种，但阴极保护技术是最合适的。

该项技术在油气长输管道中的应用，利用的阴极电流将金属阴极进行极化，具体会采取牺牲阳极或者增加外部电流的方式来实现。

所以，本文对油气长输管道中阴极保护技术的具体应用进行了探析，对具体的保护措施进行了总结。

1阴极保护技术应用概况石油储运设施的腐蚀是一个很复杂的过程，并与多种因素有关。

为了减缓金属的腐蚀，在土壤腐蚀调查的基础上，在长输管道和站库上采用了外加电流阴极保护技术，辅助以牺牲阳极保护技术，全面遏制了金属腐蚀穿孔的发生，取得了明显的经济效果。

1.1长输管道阴极保护技术金属电化学腐蚀是指金属与电解质发生电化学反应所产生的腐蚀，阴极保护技术是利用保护电流使金属表面极化，从而抑制金属与电解质发生电化学反应，避免腐蚀发生。

阴极保护的方法有牺牲阳极法和强制电流法。

牺牲阳极法因金属和牺牲阳极之间的驱动电压有限，一般用于所需要保护电流较小的情况。

强制电流法主要由恒电位仪、辅助阳极、电绝缘装置、参比电极等装置组成，因其保护电流大且可根据极化电位变化自动调节保护电流大小而得到广泛应用。

1.2区域性阴极保护技术油田站库内部的埋地管道与储罐金属腐蚀给油品的储存和管理带来了严重的挑战，由于其管网复杂，搭接较多，绝缘情况差别较大，所以牺牲阳极的应用受到限制。

关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是输送液体或气体的重要设施，其安全运行和保护至关重要。

在长期运行中，长输管道会遭受来自地下水、土壤和大气环境等因素的腐蚀，因此需要采取阴极保护技术来延长管道的使用寿命。

本文将介绍长输管道的阴极保护原理和常见的故障分析。

一、阴极保护原理阴极保护是一种通过外加电流来保护金属表面免受腐蚀的技术。

其基本原理是通过在金属表面施加一个负电位，使金属成为阴极，从而减缓甚至停止金属的腐蚀。

对于长输管道来说，通常采用的阴极保护方法包括半保护和全保护两种。

半保护是指在管道的局部区域施加外加电流，通常适用于管道局部腐蚀严重的情况。

而全保护则是在整个管道表面均匀施加外加电流，适用于整个管道都需要保护的情况。

阴极保护系统通常由阳极、电源以及控制系统组成。

阳极通常采用铝、镁或锌等阳极材料，阳极和管道通过导线连接到电源上。

电源可以是直流电源或者是取自交流电源的整流装置，用来产生外加电流。

而控制系统则用来监测管道的电位和电流，保证管道的阴极保护效果。

二、阴极保护故障分析尽管阴极保护可以有效地延长长输管道的使用寿命，但是在实际运行中还是会出现一些故障，主要包括阳极失效、外加电流失效和控制系统失效等。

1. 阳极失效阳极失效是阴极保护系统的常见故障之一。

阳极失效可能是由于阳极材料本身腐蚀或者损坏导致的。

在这种情况下，阳极需要及时更换，以保证阴极保护系统的正常运行。

阳极的布置位置也需要考虑，不同位置的阳极需要采取不同的保护措施，比如对于埋地管道需要采用深埋和广埋的方式来安装阳极。

2. 外加电流失效外加电流失效是指外加电流未能在管道表面均匀分布或者未能达到设计要求。

这可能是由于电源故障或者导线连接不良导致的。

对于这种情况，需要及时对电源和导线进行检修和更换，以保证管道的阴极保护效果。

3. 控制系统失效控制系统失效是指用来监测管道电位和电流的设备出现故障。

控制系统失效可能是由于传感器损坏、连接线路故障或者控制器故障等原因导致的。

长输管道阴极保护施工工艺标准1.目的为规范我公司长输管道阴极保护工程的施工质量，特制定本工艺标准。

2.适用范1本工艺标准适用于输送原油、成品油、煤气和天然气的埋地钢质干线管道及站内区域性钢质管网和容器的阴极保护工程的施工。

3.参考文件或引用标准GB50369-2006 《长输管道工程施工及验收规范》SYJ4006-90 《长输油气管道阴极保护工程施工及验收规范》SY0402-2000 《石油天然气站内工艺管线工程施工及验收规范》SY/T0036-1999 《埋地钢质管道强制电流阴级保护规范》4.施工准备4.1阴极保护工程施工应与主管道同步进行，并应在干线敷设后半年内投运。

4.2凡采用阴极保护的输油、气管道及其设施必须作好防腐绝缘处理，防腐层质量应符合现行有关标准及工程设计文件的规定。

4.3依据施工设计编制技术交底或施工方案,并据此进行人员、材料及机具的准备。

4.4绝缘法兰的安装绝缘法兰应先组装，然后焊短管进行水压试验并进行电气检查，合格后再整体焊接在管道上。

水压试验应按SY0402-2000《石油天然气站内工艺管线工程施工及验收规范》有关条款执行。

5.强制电流的阴极保护 5.1电源设备的安装5.1.1选用的电源设备及电料器材的规格、性能均应符合现行有关标准规范及设计文件的规定，电气设备应有铭牌和出厂合格证。

5.1.2阴极保护电源设备的安装应按设计和设备产品说明书要求进行。

并应符合下列规定：1）电源设备附近应通风良好；2）接线时电源电压应与设备额定电压值相符；3）接线时根据接线图核对交直流电压的关系；输出电源极性应正确，在接线端子上注明" + ”、“一” 符号。

1.1.3可控硅恒电位仪表在安装前应按出厂技术标准进行校验，不合格者，不能使用。

1.1.4送电前应对电源设备各插接件进行全面检查，各螺栓应连接牢固，设备应接地可靠，安装时，必须将“零位接阴线”单独用一根电缆接到管道上。

1.2汇流点及辅助阳极的安装1.2.1汇流点及辅助阳极必须联接牢固，不得虚接或脱焊，联接后，必须用与管道防腐层相容的防腐材料进行防腐绝缘处理。

长输管道阴极保护失效分析及建议发表时间：2018-05-30T16:32:45.343Z 来源：《基层建设》2018年第9期作者：宫研科[导读]中国石油天然气股份有限公司管道长沙输油气分公司（一）长输管道阴极保护效果评判相关问题管道输送，由于其经济、安全、损耗率低等优越性，在近百年来得到了迅速发展。

但随着管道服役年限的增长，管道腐蚀对管道服役时间的决定性影响逐渐显现，做好防腐工作对于延长管线服役时间尤为重要。

目前，我国埋地长输管道大都采用防腐涂层加阴极保护的联合防腐方式，保护效果非常好。

作为腐蚀控制的第一道防线，防腐涂层将被保护金属管道与腐蚀环境隔离，同时也为阴极保护提供了绝缘条件；作为防腐保护的第二道防线，附加阴极保护能够提供充分的保护，使整个防腐体系高效运行。

阴极保护根据其原理的不同，主要分为牺牲阳极阴极保护和外加电流阴极保护。

牺牲阳极法是将被保护金属与一个电位更负的金属连接，并处于同一电解质中形成大电池，电位更负的金属作为阳极使阴极金属得到保护[1]。

常用的牺牲阳极品种有：镁阳极、铝阳极和锌阳极三类，相对来说锌是最好的保护材料。

外加电流阴极保护是指将辅助阳极接到直流电源的正极，用导线将金属结构接到直流电源的负极这样的连接方法。

被保护的金属管道和电源负极相连接，辅助阳极和电源的正极相连接。

当阴极保护开始进行时，在辅助阳极周围发生阳极化学反应。

辅助阳极为电流提供回路，它对整个系统电能消耗很重要同时也影响外加电流的大小。

这就有要求：当埋地管道进行阴极保护时，辅助阳极通过土壤将保护电流传递给被保护金属，被保护金属作为阴极，在大地电池中表面只发生还原反应，不再发生氧化反应，这样，便可抑制被保护金属受到腐蚀。

兰-郑-长成品油管线于2009年投入生产，虽然对埋地管线采用了涂防腐层加阴极保护防腐措施，但由于早期阴极保护技术制约以及检测方法和评价方法的落后，使得保护效果不明显，部分管线腐蚀严重。

近期，通过对旧管线的涂层检测和对阴极保护效果的评价，结果表明在通电状态下，由于存在阴极保护电流，用地表参比法所测的管地电位中包含有IR降成份，难以评价阴极保护的真实保护情况。

长输管道阴极保护工程施工及验收规范目录第一章总则第1.0.1条为了确保长输管道阴极保护工程建设质量,特制定本规范;第1.0.2条本规范适用于输送天然气的埋地钢质干线管道及站内区域性钢质管网和容器的阴极保护工程的施工及验收;第1.0.3条阴极保护工程施工应与主管道同步进行,并应在干线敷设后半年内投运;第1.0.4条凡本规范未涉及部分,应按现行的有关标准规范的规定执行；本规范在执行中若与国家有关发给或标准产生矛盾,则应按国家标准规范的规定执行;第二章阴极保护管道防腐绝缘要求及绝缘法兰安装第2.0.1条凡采用阴极保护的输气管道及其设施必须做好防腐绝缘处理;防腐层质量应符合现行有关标准的规定;第2.0.2条管道下沟前必须进行防腐层外观检查,并用高压电火花检漏仪做漏点检测;回填后尚需用音频信号检漏仪检测漏点；要求连续10km 检查不得超过五个漏点;施工单位交工前应抽查管道全长的5%,不合格时加倍抽查；交工时由甲、乙、丙三方参加连续抽查管道全长的15%,不合格时必须返工处理;第2.0.3条输气管道采用钢套管时,套管间应按设计要求设绝缘支撑进行电绝缘,并用500V兆欧表进行绝缘检查;套管两端应采用牢固的非导电材料密封;第2.0.4条绝缘法兰应先组装,然后焊短管进行水压试验并进行电气检查,合格后再整体焊接在管道上;水压试验应按现行的长输管道站内工艺管线工程施工及验收规范SYJ 4002有关条款执行;绝缘法兰在组装焊接前,需用500V兆欧表测量其绝缘程度;绝缘电阻值以大于或等于2MΩ为合格;不合格者必须重新更换绝缘垫片、垫圈和套管;第三章电源设备的验收与安装第3.0.1条阴极保护工程选用的电源设备及电料器材均应符合现行有关标准、规范的规定;电气设备应有铭牌和出厂合格证;第3.0.2条阴极保护的电源设备到达施工现场后,应根据装箱清单开箱检查清点主体设备和零附件,主体设备和零附件应齐全完整;电源设备的技术文件、图纸及设备使用说明书应齐全;第3.0.3条阴极保护的段媛设备应存放在气温5-40℃,相对湿度小于70%,清洁、干燥、通风能避雨雪、飞砂、灰尘的场所;不得存放在周围空气空气中含有有害的介质的地方;第3.0.4条在搬运电气设备时,应防止损坏各部件和碰破漆层;第3.0.5条阴极保护电源设备的安装应按设计和设备产品说明书要求进行;并应符合下列规定：1.电源设备附件应无妨碍通风、影响散热的设备；2.电源设备在安装时应小心轻放,不应受震动；3.接线时电源电压应与设备额定电压值相符；4.接线时应根据接线图核对交直流电压的关系；输出电源极性应正确,并应在接线端子上注明“+”、“-”极性符号；5.安装完毕后,应将电源设备积尘清除干净;第3.0.6条可控硅恒电位仪在安装前,首先应按出厂技术标准对交流输入特性、漂移特性、负载特性、防干扰能力、流经参比电极的电流、防雷击余波性能、过流短路保护和复位、自动报警等各项性能指标逐台进行检验;不合格者,不应验收;第3.0.7条电源设备在送电前必须全面进行检查,各插接件应齐全,连接应良好,接线应正确,主回路各螺栓连接应牢固,设备接地应可靠;安装时,必须将“零位接阴线”单独用一根电缆接到管道上;第3.0.8条电源装置的接地除应符合设计要求外,尚应按照现行的电力设备接地设计技术规程SDJ 7的有关规定执行;第3.0.9条恒电位仪所用铜—饱和硫酸铜参比电极埋设深度、硫酸铜饱和溶液的配制及所用硫酸铜的纯度均应符合设计规定;第四章汇流点及辅助阳极的安装第4.0.1条汇流点及辅助阳极必须严格按设计要求联接牢固,不得虚接或脱焊;联接后,必须用与管道防腐层相容的防腐材料进行防腐绝缘处理;第4.0.2条钢铁辅助阳极装置的安装应符合下列规定：1.辅助阳极的地床位置、布置、数量均符合设计要求；2.辅助阳极应埋设在土壤电阻率较低区域,但在特殊情况下,可加化学试剂或食盐进行处理;辅助阳极埋设后接地电阻不宜大于1Ω；3.辅助阳极表面应清除干净,严禁涂油漆、焦油和沥青；4.辅助阳极埋设顶端距地面不应小于米；5.辅助阳极装置的焊接必须符合现行的长输管道站内工艺管线工程施工及验收规范SYJ 4002中有关的规定;第4.0.3条高硅铸铁和石墨辅助阳极装置的安装应符合下列规定：1.高硅铸铁和石墨辅助阳极地床位置、阳极布置、数量均应符合设计规定;2.高硅铸铁和石墨辅助阳极连接电缆引线和阳极汇流电缆宜采用焊接联接;焊接应牢固可靠,所有焊接处均应采用环氧树脂密封绝缘;其结构为“三脂四布”,待干实后用高压电火花检漏仪检查用电压不得有任何针孔存在;3.电缆敷设应符合电缆敷设图集D164的要求;4.汇流电缆长度应留有一定裕量,以适应回填土的沉降;5.阳极四周必须填焦炭渣,其粒径易小于15mm,阳极上下部的焦炭渣厚度均不宜小于200mm,四周的焦炭渣厚度不宜小于100mm;焦炭颗粒和周围回填土接触应良好,并应夯实;焦炭渣中不得混入泥土;6.焦炭回填料顶部必须放置粒径为5-10mm左右的砾石或粗砂,厚度为500mm,表层回填土应高出原自然地面200mm;7.汇流电缆与来自阴极保护间的阳极架空线或电缆引线宜采用螺栓卡子拧紧,导线端应装有铜接线端子,接线应在架空线水泥杆上或电缆引线的水泥桩的接线盒里进行;8.辅助阳极埋设前,必须按产品性能指标验收,接头必须密封,表面检查无缝隙,不合格者不得用来施工;第五章测试桩的安装第5.0.1条测试桩及其引线的安装应符合下列规定：1.测试桩必须按设计要求进行施工;2.作为腐蚀控制或腐蚀测试用的引线,应注意其安装状态,应避免在管道上应力集中的管段焊接引线;3.引线与管道焊接时,应先将该管段的局部防腐层清除干净,焊接必须牢固;焊后必须将连接处重新用与原防腐层相容的材料进行防腐绝缘处理;4.引线的连接应在管道下沟后和土方回填前进行;5.测试桩引线焊接后,应用松软土壤回填,并应防止碰断或砸坏引线;6.连接头不应漏水,裸露的测试引线及管体应加绝缘保护层,其绝缘材料应与原有的电线绝缘层和管体涂层相同;第5.0.2条管道汇流点连接电缆,均压电缆及管道电流测试电缆均应在测试桩接线盒内连接;第5.0.3条测试桩高出地面不应小于,测试桩数量、规格、编号、标志及埋设位置应符合埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范SYJ 36-89的规定;第5.0.4条测试桩位置宜避开耕地,但埋设相对位置不得超出设计间距±10m;在竣工资料中应真实的反映出实际位置;第六章检查片的制作与安装埋设第6.0.1条检查片的材质必须与被保护体的材质相同;检查片制作尺寸、重量及处理应符合埋地钢质检查片腐蚀速率测试方法SYJ 29-87的规定;第6.0.2条检查片数量级埋设位置应符合设计规定;若设计未作规定时,则每组检查片以12片为宜,其中6片与被保护体联接,另外6片处于自然腐蚀状态;第6.0.3条检查片应在管理单位监督下按设计要求埋设,检查片的加工、处理文件,应提交上级部门管理;第6.0.4条检查片埋深应与管道底部相同,且应距管道外壁,其连线和防腐绝缘要求与测试导线相同;第七章牺牲阳极的安装第7.0.1条牺牲阳极敷设的种类、数量、分布及连接方式应符合设计要求;第7.0.2条牺牲阳极连接电缆和阳极钢芯采用焊接连接时,电缆绝缘外皮至少应保留50mm和钢芯采用尼龙线绳或其它线绳捆扎,以防止电缆在搬运过程中折断;在焊接处和阳极端面必须打磨并用酒精刷洗；干净后再用环氧树脂或相同功效的涂料和玻璃布防腐绝缘,其厚度不应小于3mm;不得有任何金属裸露;第7.0.3条带有焊接导线的牺牲阳极在包裹前,应进行氧化皮打磨,埋设前,必须将其表面清除干净,表面不得有氧化薄膜和其他污物;第7.0.4条牺牲阳极化学填包料应符合下列要求：1.除特殊说明外,土壤中的牺牲阳极必须使用化学填包料包裹,填包料的配制应按镁合金牺牲阳极应用技术标准试行SYJ 19-86和锌合金牺牲阳极应用技术标准SYJ 20-86的有关规定执行;2.填包料的称重、混合包装宜在室内进行,且必须符合下列规定：（1）填包料以干调振荡包装为宜,以确保阳极在填包料中间部位；（2）填包料包裹袋不得用人造纤维织品制作；（3）包裹好的阳极必须结实,使其在搬运过程中不产生位移；（4）填包料中的膨润土部分不得用粘土代替;3.阳极孔内填包料宜在现场装填;但必须保证阳极处于填包料中间位置,填包料中不得混入泥土等杂物;必须保证填包料与周围土壤密实;第7.0.5条牺牲阳极可采用钻孔或大开挖方法施工,埋设呈立式或卧式皆可,通常以立式为宜;第7.0.6条牺牲阳极埋设深度、位置、间距应符合设计要求;当设计无规定时,牺牲阳极埋设深度应在冰冻线之下,且不应小于,埋设位置距管外壁3-5m,埋设间距2-3m;第7.0.7条电缆敷设应符合电缆敷设图集D164的要求,电缆应加标牌,敷设时应留有一定的裕量,以适应回填土的沉降;第7.0.8条牺牲阳极连接电缆若需调节回路电流,可在管道与牺牲阳极接线柱间串入调节电阻;第7.0.9条按施工程序安装阳极的实际位置应在竣工资料中反映,每道工序必须由施工单位签字,最后由甲方认证签字;第八章调试第8.0.1条强制电流和牺牲阳极阴极保护装置建成后应作好调试工作;强制电流阴极保护调试时,其电源设备给定电压应由小到大,连续可调;第8.0.2条采用强制电流阴极保护时,管道的阴极保护电位应符合埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范SYJ 36-89的有关规定;第8.0.3条调试的保护电位以极化稳定后的保护电位为准;其极化时间不应少于三天;第8.0.4条当采用反电位法保护调试时,应先投主机负极接管道,正极接阳极,后投辅机正极接管道,负极接阳极；在停止运行时,必须先关辅机后关主机;第九章交接验收及竣工资料第9.0.1条阴极保护装置在竣工验收时,必须符合下列要求：1.竣工验收的工程符合设计要求；2.规定提出的技术文件齐全、完整；3.按本规范规定进行外观检查,工程质量符合本规范规定；4.按本规范规定进行测试和检验,并作记录;第9.0.2条竣工的阴极保护装置,在交接验收时,应提交下列技术文件：1.实际施工图；2.变更设计的证明文件；3.制造厂提供的说明书、试验记录、产品合格证件、安装图纸等技术文件；4.安装技术记录；5.调试试验记录,保护电位参数；6.屏蔽工程记录电缆敷设、汇流点,阳极装置、检查片等;第9.0.3条设计中提供的仪器、仪表在竣工验收时一起移交甲方,工程竣工后,各施工单位必须提供以上技术资料作为交工依据,汇总建立技术档案交上级主管部门、生产管理部门及施工企业自存作为指导正常阴极保护必需的原始资料和施工技术档案;。

关于长输管道的阴极保护及故障分析【摘要】长输管道是重要的能源运输设施，对其进行有效的阴极保护是确保管道安全运行的关键措施。

本文从阴极保护原理与方法、在长输管道中的应用等方面进行探讨，并分析了阴极保护故障的常见方法和处理措施。

通过对长输管道阴极保护故障案例的深入分析，强调了故障分析对管道安全的重要性。

结合实际案例，提出了未来长输管道阴极保护故障分析的发展方向，以期为管道运营和维护提供更为科学的参考。

阐明了阴极保护在长输管道中的重要性，为管道安全运行提供了有效保障，同时也指出了故障分析在管道安全中的关键作用。

通过本文的研究，可以进一步完善长输管道阴极保护及故障分析的相关技术和应用，推动长输管道行业的发展。

【关键词】长输管道、阴极保护、故障分析、原理、方法、应用、案例分析、故障处理、预防措施、安全、发展方向。

1. 引言1.1 长输管道的重要性长输管道作为输送能源和化工产品的重要设施，在现代工业中扮演着不可或缺的角色。

长输管道的建设和运行不仅关系到国民经济发展，也直接关系到人民生活和国家安全。

长输管道能够将原油、天然气、煤炭等能源资源快速、高效地输送到各地，满足各行各业的能源需求，促进经济发展。

长输管道也承担着环境保护的责任，通过输送管道将能源产品输送至目的地，减少了运输过程中的尾气排放和能源浪费，有利于环境保护和可持续发展。

1.2 阴极保护的定义阴极保护是一种利用电化学原理保护金属结构免受腐蚀的技术。

该技术通过在金属表面施加一个外加电流，使金属表面形成一个保护性的电化学反应层，从而延缓或阻止金属结构的腐蚀。

阴极保护主要分为被动阴极保护和主动阴极保护两种类型。

被动阴极保护是通过让金属结构成为阴极，从而使金属结构保持在不发生腐蚀的状态。

而主动阴极保护则是通过在金属结构周围引入外部电流，使金属结构成为阴极，从而形成保护性的电化学反应层。

阴极保护技术被广泛应用于长输管道等金属结构的腐蚀防护中，可以有效延长金属结构的使用寿命，提高设施的可靠性和安全性。

关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是输送天然气、石油等能源的重要设施，其安全运行关乎整个能源系统的稳定和安全。

而长输管道在运行过程中，由于环境、介质和其它外部因素的影响，会造成管道金属材料的腐蚀，进而引发管道的阴极保护故障。

本文将对长输管道的阴极保护原理及故障分析进行深入探讨。

一、长输管道的阴极保护原理长输管道在运行过程中，常常受到外部环境因素的影响，比如土壤中的化学物质、水分等，这些因素可能会导致管道金属材料发生腐蚀，进而产生安全隐患。

为了保障长输管道的安全运行，阴极保护技术被应用到了管道的防腐蚀措施中。

阴极保护是利用外部电源或阳极材料，通过在金属表面形成一定电位的保护电位，使金属处于保护状态，从而防止腐蚀的一种技术手段。

在长输管道中，通常采用对管道金属材料进行控制极化的方式，产生一定的负电位，从而将金属表面转变为保护状态，避免腐蚀的发生。

具体而言，长输管道的阴极保护原理可以归纳为以下几点：1. 构建阴极保护系统在长输管道周围埋设一定数量和一定深度的阳极材料，通过这些阳极材料释放的电流，来建立管道金属材料的阴极保护状态。

2. 控制管道金属材料的电位通过外部电源或者阳极材料，控制管道金属的电位，使其保持在一定的负电位范围内，这样可以有效地避免金属处于腐蚀的状态。

3. 监测阴极保护效果定期对长输管道的阴极保护系统进行监测，检测管道金属材料的电位和腐蚀情况，及时发现问题并进行调整和修复。

通过以上措施，长输管道可以有效地实现阴极保护，从而保障管道金属材料的安全和防腐蚀。

阴极保护系统也存在一定的故障和问题，下面将对长输管道阴极保护的故障进行分析。

阴极保护系统的电流不足，会导致管道金属材料无法形成良好的阴极保护状态，从而出现腐蚀问题。

造成电流不足的原因可能是阳极材料的损坏、电源设备的故障或者管道系统的电阻增加等。

解决方法：及时对阴极保护系统进行检测和维护，修复阳极材料或者更换电源设备，降低管道系统的电阻等。

长输管道阴极保护工程施工及验收规目录第一章总则......................................................... - 3 - 第二章阴极保护管道防腐绝缘要求及绝缘法兰安装......................... - 4 -第三章电源设备的验收与安装........................................... - 5 - 第四章汇流点及辅助阳极的安装......................................... - 7 - 第五章测试桩的安装................................................... - 9 - 第六章检查片的制作与安装埋设........................................ - 10 - 第七章牺牲阳极的安装................................................ - 11 - 第八章调试........................................................ - 13 - 第九章交接验收及竣工资料............................................ - 14 -第一章总则第1.0.1条为了确保长输管道阴极保护工程建设质量，特制定本规。

第1.0.2条本规适用于输送天然气的埋地钢质干线管道及站区域性钢质管网和容器的阴极保护工程的施工及验收。

第1.0.3条阴极保护工程施工应与主管道同步进行，并应在干线敷设后半年投运。

第1.0.4条凡本规未涉及部分，应按现行的有关标准规的规定执行；本规在执行中若与国家有关发给或标准产生矛盾，则应按国家标准规的规定执行。

第二章阴极保护管道防腐绝缘要求及绝缘法兰安装第2.0.1条凡采用阴极保护的输气管道及其设施必须做好防腐绝缘处理。

1 强制电流阴极保护
利用外部直流电源，取得阴极极化电流，以防止金属遭受[wiki]腐蚀[/wiki]的方法称强制电流阴极保护，或外加电流阴极保护。

此时被保护的金属接在直流电源的负极上，而电流的正极则接辅助阳极。

强制电位阴极保护为目前油气管道阴极保护的主要形式。

该保护系统主要包括供电电源，辅助阳极（阳极地床），参比电极，电绝缘装置，检测系统等。

2 牺牲阳极保护
在离子导电的介质中，与被保护体相连并可以提供阴极保护电流的金属或合金称牺牲阳极。

牺牲阳极保护实质上是应用了不同金属间电极电位差的电化学原理来实现阴极保护。

当钢铁管道与电位更负的金属电气连接，并且两者处于同一电解质溶液中（如土壤、海水）则电位更负的金属作为阳极在腐蚀过程中向管道提供阴极保护电流，实现管道的阴极保护。

常用的牺牲阳极有镁和镁合金、锌及锌合金以及铝合金三大类
3 阴极保护准则
（a）埋地钢质管道阴极保护应符合下列准则之一：
•在施加阴极保护电流的情况下，测得管/地电位为-850mV（相对饱和[wiki]硫酸[/wiki]铜参比电极下同）或更负。

•相对饱和硫酸铜参比电极的管/地极化电位为-850mV或更负。

•管道表面与同土壤接触的稳定参比电极之间阴极极化值最小为100mV。

这一准则可以用于极化的建立过程或衰减过程中。

（b）其它要求
•对于裸钢表面或涂敷不良的管道，在预先确定的电流排放点（阳极区）确定净电流应从电解质流向管道表面。

•当土壤或水中含有硫酸盐还原菌，且硫酸根含量大于0.5%时，通电保护电位应达到-950mV 或更负。

关于长输管道的阴极保护及故障分析长输管道是国家能源和基础设施的重要组成部分，用于输送石油、天然气和其他液体或气体。

长输管道在长期运行过程中会面临腐蚀和损坏的风险，因此需要采取阴极保护来延长其使用寿命并保证其安全运行。

阴极保护是一种常用的管道保护措施，通过使管道表面处于负电位，使其成为阴极，以减少或防止管道的腐蚀。

阴极保护包括两种主要方法：外部阴极保护和内部阴极保护。

外部阴极保护是指在管道表面施加电流以形成负电位，通常采用在管道周围埋设的阳极来提供电流。

常用的的阳极包括铅合金阳极、镁合金阳极和铝合金阳极等。

外部阴极保护的关键是确保阳极与管道之间的电阻低。

常用的外部阴极保护系统包括串联系统和平行系统。

串联系统适用于管道长度较短的情况，而平行系统适用于管道长度较长、电流分布不均匀的情况。

内部阴极保护是指在管道内部注入一种阴极保护剂，使其在管道内部形成保护膜，从而抑制腐蚀。

常用的阴极保护剂有铜阳极剂、锌阳极剂和铝阳极剂等。

内部阴极保护的关键是保持阴极保护剂的浓度和一致性，并确保其能够覆盖整个管道内部表面。

尽管采取了阴极保护的措施，长输管道仍然可能出现故障。

常见的管道故障包括阳极故障、缺陷电流产生、外电源干扰和电阻变化等。

阳极故障是指阳极与管道之间的电阻增加或阳极失效。

阳极故障可能导致管道表面处于阳极状态，从而加速腐蚀。

阳极故障的检测方法包括原子吸收法、电化学法和电流-电位法等。

缺陷电流产生是指管道或管道涂层的缺陷引起的局部腐蚀，产生电流。

缺陷电流的大小和分布对管道的腐蚀速率有很大影响。

常用的检测方法包括电化学腐蚀测量和超声波检测等。

外电源干扰是指外部电源（如真正阴保电位、铁路电流和直流输电架空线路）对管道的干扰，使其电位偏离设计要求。

外电源干扰可能导致管道腐蚀加剧或产生其它安全隐患。

常用的解决方法包括隔离干扰源和增加阴极保护措施。

电阻变化是指管道的电阻发生变化，可能是由于管道锈蚀、磨损、温度变化或应力变化引起的。