阴极保护讲义

检测方法及应用主讲胡海文河南省啄木鸟地下管线检测有限公司PCM发射机•最大输出功率150W•最大输出电流 3A• 4Hz混频信号• 220V交流、24－25V直流电源PCM发射机面板PCM接收机•定位精度：深度的＋/－5％•深度测量精度：深度的＋/－5％•电流测绘精度：实际电流的＋/－5％•储存100个记录数据PCM接收机面板介绍A 字架•A字架用于破损点定位•测量跨步电压•箭头指向破损点磁力仪▪发射机向管道施加一近似直流的电流。

在非常低的频率上（４Hz)）管线电流衰减近似直线▪ＰＣＭ接收机装有一磁力仪，它能测量甚低频磁场。

先进的信息处理技术提供了近直流信号电流和方向。

可绘制随距离而衰减的电流波形。

PCM发射机在阴保线上的连接牺牲阳极保护连接方式无阴保管道连接无阴保管道连接PCM 电源电源:连接电源之前,发射机必须关机（断电）。

•220Ｖ交流电源 (阴保站)•220V交流发电机电源 (野外长时间) • 24-50Ｖ直流电源* (每天工作7小时) *黑线接电源负极，红线接电源正极。

－＋专用直流电源和充电器电源工作方法一•装上强磁力计（磁靴）•管道路由定位•采集管道电流信号•确定防腐层缺陷段•确定防腐层破损点•开挖维修•工作简单便捷采集点随意•既时发现问题点当场开挖工作方法二•装上强磁力计（磁靴）•管道路由定位•采集管道电流信号和等间距•下载测绘电流降曲线（雷迪软件）•确定或评估防腐层缺陷段•确定防腐层破损点•适合管道普查•对间距和相对位置作记录•存档，建立档案•跟踪问题段或问题点工作方法三•不用强磁力计（磁靴）•管道路由定位•采集定位电流信号（8KHz)和相对位置•下载测绘电流软件（天津软件）•分析防腐层破损段，评估绝缘电阻•适合管道普查•对间距和相对位置作记录•对管道绝缘电阻分析•存档，建立档案•跟踪问题段或问题点防腐检测技术-电流降▪PCM采用电流降作为核心技术▪PCM—对管道电流进行测绘,▪研究电流曲线的走向和陡降▪电流平缓段防腐层良好;▪电流陡降处防腐层有缺陷或有分支/搭接4Hz 信号的优点 1A (1K H z )400m A 60m A200m A 40m A 1A (4H z )40m A 960m A 900m A 60m A f a u l t管道的定位峰值法：数字最大处为管道位置谷值法：箭头反转处为管道位置管道定位PCM工作过程▪对埋地金属管道发射4Hz混频电流信号▪接收机在管线上方逐点采集电流信号▪确定电流陡降段▪用接收机确认管道分支和异管搭接▪对防腐层缺陷点评估和定位防腐层缺陷查找原理防腐层检测用软件PCM电流测绘原理接收机确定问题段A字架查找破损点问题区无问题区无问题段无问题段破损点A字架的应用PCM工作示意A型架测破损点的原理（T）影响检测距离的因素理想情况下，PCM一次连接可以检测20公里影响因素▪绝缘层质量▪破损及老化程度▪接地电阻▪信号电流频率选择旋钮电流选择旋钮直流输入信号输出发射机控制面板（T ）开关交流输入液晶显示屏幕100 mAPCM-TxSerial No.Radiodetection300 mA 600 mA1 A2 A3 A Output LevelA.C. Mains InputD.C. Input 20 - 50 VOutput DangerHigh Voltage! Both OutputLeads LiveOn Off PowerGround TerminalELFLFELFFrequency SelectOutput Current (A) Output Ok Over Temperature Power Limit 20.0Voltage Limit20V40V60V80V保险丝输出电压指示灯(20v,40v,60v,80v)输出正常指示灯温度过高指示灯功率超限指示灯 电压超限指示灯L F 8kC P SE LF R e v i e wO n /O f f M o d e S h i f tP e a k /N u l l D e p t h C u r r e n t+++m A频率选择开关 测深键 测电流 峰零值切换 存储 测电流(4Hz) 上档键音量调节删除接收机控制面板（T ）接收机的操作按键,采集电流信号•重复按键,储存电流信号•按键删除所测电流信号管道电流测量▪按键启动ＰＣＭ电流测量。

管道阴极保护基本知识内容提要:◆阴极保护系统管理知识一、阴保护系统管理知识(一)阴极保护得原理自然界中,大多数金属就是以化合状态存在得,通过炼制被赋予能量,才从离子状态转变成原子状态,为此,回归自然状态就是金属固有本性。

我们把金属与周围得电解质发生反应、从原子变成离子得过程称为腐蚀。

每种金属浸在一定得介质中都有一定得电位, 称之为该金属得腐蚀电位(自然电位),腐蚀电位可表示金属失去电子得相对难易、腐蚀电位愈负愈容易失去电子, 我们称失去电子得部位为阳极区,得到电子得部位为阴极区、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。

阴极保护得原理就是给金属补充大量得电子,使被保护金属整体处于电子过剩得状态,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得,即牺牲阳极阴极保护与外加电流阴极保护。

1、牺牲阳极法将被保护金属与一种可以提供阴极保护电流得金属或合金(即牺牲阳极)相连,使被保护体极化以降低腐蚀速率得方法。

在被保护金属与牺牲阳极所形成得大地电池中,被保护金属体为阴极,牺牲阳极得电位往往负于被保护金属体得电位值,在保护电池中就是阳极,被腐蚀消耗,故此称之为“牺牲”阳极,从而实现了对阴极得被保护金属体得防护,如图1—3。

牺牲阳极材料有高钝镁,其电位为—1。

75V;高钝锌,其电位为－1.1V;工业纯铝,其电位为-０、８V(相对于饱与硫酸铜参比电极)。

2、强制电流法(外加电流法)将被保护金属与外加电源负极相连,由外部电源提供保护电流,以降低腐蚀速率得方法、其方式有:恒电位、恒电流、恒电压、整流器等。

如图１-4示。

图1—4恒电位方式示意图外部电源通过埋地得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得氧化反应,使腐蚀受到抑制。

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。

冯洪臣的阴极保护讲义第一章绪论一、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。

第二章阴极保护基本原理一、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。

阴极保护技术讲座一、腐蚀介绍金属材料受到周围介质（最常见的是液体和气体）的化学作用、电化学作用或物理溶解而产生的破坏，称为金属腐蚀。

在工业领域中因金属所处环境的复杂性，腐蚀的形式及因素很多，但无外乎三种：化学腐蚀、电化学腐蚀和物理腐蚀。

化学腐蚀是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏；电化学腐蚀是指金属表面与离子导电的介质（电解质溶液）发生电化学作用而产生的破坏，电化学腐蚀是最普遍、最常见的腐蚀；物理腐蚀是指单纯的物理溶解作用引起的破坏。

埋地钢质管道及海水、淡水中的钢质构筑物发生的腐蚀主要为电化学腐蚀。

二、电化学腐蚀基本原理金属在电解质溶液中的腐蚀是由于形成了原电池，原电池是借助于物质的氧化还原反应产生电流的装臵，干电池就是一种原电池。

腐蚀原电池必须符合以下四个条件：a.必须有一个阳极b.必须有一个阴极c.必须有一个连接阳极和阴极的导电通路（通常，这可能是管道本身）d.阳极和阴极必须浸入导电的电解质中（通常，是湿润的土壤）以埋在土壤中的钢管为例：土壤是固态、液态、气态三相物质组成的混合物，由土壤颗粒组成的固体骨架中充满着空气、水和不同的盐类，土壤中有水分能进行离子导电的盐类存在，使土壤具有电解质溶液的特征，给地下管道的电化学腐蚀创造了良好的环境，土壤结构不同，土壤中含水量和氧的透气性也不同，随着地区的不同，土壤pH值也不同，因而埋地管道有不同的电化学腐蚀现象。

1.土壤中的腐蚀按照电化学腐蚀机理，电化学腐蚀反应包含阳极反应和阴极反应，并由金属的内部电子和电解质（如土壤和海水等）中的离子导电构成电流的循环回路。

阳极反应是金属失去电子变为离子转移到介质中，及氧化反应；阴极反应则为介质中离子吸收电子的还原过程。

：阳极反应： Fe ✂ Fe2+ + 2eFe2+ + 2OH-✂ Fe(OH)2↓阴极反应： 2H+ + 2e ✂ H2✁ (酸性介质中)O 2 + 4H+ + 4e ✂ 2H2O (酸性介质中)O 2 + 2H2O + 4e ✂ 4OH- (中、碱性介质中)2.由于产生浓差电池而造成的腐蚀这种腐蚀是埋地管道最常见的一种。