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油气管道阴极保护电位测量方法河南邦信防腐材料有限公司2017年3月整理1、概述阴极保护是一种减缓或抑制金属电化学腐蚀的方式，是一种基于电化学腐蚀机理的保护方法。
通过给腐蚀电池补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面发生阴极极化，电极电位趋于同一负电位，从而减小管道表面的电位差，减缓或抑制腐蚀电池的电化学反应。
阴极保护的实现方式有两种：一种是牺牲阳极法；另一种是强制电流法。
牺牲阳极阴极保护方式是选择一种电极电位比被保护管道金属更负的活泼金属或合金（如镁、锌），将其与被保护管道相连并置于同一电解质环境中，活泼金属或合金在腐蚀电池中称为阳极优先腐蚀溶解，为被保护管道提供阴极保护保护电流。
阳极释放出的电子转移到被保护管道表面，使被保护管道发生阴极极化，从而抑制腐蚀实现保护。
阳极由于被腐蚀消耗，故称之为牺牲阳极（见图1）。
图1 牺牲阳极阴极保护示意图强制电流阴极保护是利用外部的直流电源作阴极保护的极化电源，将电源的负极接被保护管道，将电源的正极接至辅助阳极，在阴极保护电流的作用下，使管道表面整体发生充分的阴极极化，从而减缓或抑制管道的腐蚀实现保护（见图2）。
图2强制电流阴极保护示意图管道与其相邻电解质（土壤）的电位差称为管地电位。
管地电位是用来评价埋地管道阴极保护系统的运行状况及其有效性的重要指标。
因此掌握管地电位的测量方法是很必要的。
常用的管地电位测量内容主要有通电电位、断电电位、牺牲阳极接入点的管地电位以及极化探头（试片）电位的测量。
2、常用管地电位测量方法2.1测量连线一般采用直流数字式电压表测量管地电位，测量时将电压表的负接线柱（COM）与参比电极（一般采用铜-饱和硫酸铜参比电极，CSE)连接，正接线柱（V）与管道连接，测（见图3）。
仪表指示的是管道相对于硫酸铜参比电极电极的电位值，正常情况下显示负值。
图3 数字万用表管地电位测量接线图2.2通电电位测量（Von）阴极保护系统持续运行时测量的管道对土壤的电位叫通电电位，该电位包括管道极化电位与回路中其它所有电压降（IR降）的和。
管道阴极保护的电位极性和自然电位采用直流数字式电压表测量管地电位的时候，应该将电压表的负接线柱（COM）与硫酸铜电极连接，正接线柱（V）与管道连接。
仪表指示的是管带相对于硫酸铜参比电极的电位值，正常情况下显示负值。
如果采用直流指针式电压表测量管地电位的时候，应该将电压表的负接线柱与管道连接在一起，正接线柱与硫酸铜电极连接，在指针没有发生反转的情况下，所记录的数据都应该加上负号。
自然电位：管道在施加阴极保护之前，测量的管道电位为腐蚀电位（自然电位）。
测量被保护管道之前，应该首先确认管道是在没有施加任何阴极保护措施的状态中，如果要测量的管道已经实施过一定量的阴极保护措施的就应该选择在完全断电24小时以后的情况中进行。
接下来应该根据阴极保护设计进行测量接线，将电压表接地极连接在参比电极上，将电压表的正极与被保护管道连接。
数字电压表读数为负值。
最后将电压表调制2V的量程上读取数据，做好管地电位值及极性记录，注明该电位值的名称、参比电极。
通电电位，这种方法比较适合在被保护管道正在施加阴极保护电流的时候，用于管道对其环境电解质如土壤等电位的测量。
通过这种方法测量得到的电位数据包括管道极化电位数值和回路中其他所有电压降的和。
在测量通电电位之前，首先应该做的是确认整个阴极保护系统运行正常，管道已经充分极化。
接下来开始正式的测量工作，将硫酸铜电极放置在管道上方地表的潮湿土壤上，应该保证硫酸铜电极底部与土壤接触良好。
将电位表的测量线连接在被保护管道上和硫酸铜电极上。
然后将电压表调至正确的量程上，普通情况下为2V档，读取上面测量出的数据，一定要注意做好管地电位数值和管道极性电位数据的记录，并注明该电位值的名称。
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。
埋地钢质管道阴极保护是一种常用的防护措施，用于防止管道腐蚀。
测量阴极保护参数的方法有多种，下面我将介绍一种常用的测量方法：
1. 收集必要的工具和设备，包括阴极保护测试仪、测试电缆、标准参比电极、电压表和接地线。
2. 准备工作：确保测量仪器和设备的正常工作，检查电缆和接地线的连接是否牢固，标准参比电极是否清洁和完好。
3. 选择测量点：根据具体情况选择要进行测量的管道表面位置。
通常，在管道的进出地下的地方以及管道的接头处是常见的测量点。
4. 连接测试仪器：将测试电缆的一端连接到标准参比电极上，另一端连接到阴极保护测试仪上。
确保连接稳固和正确。
5. 测量电位：将测试电极插入到埋地管道的表面，确保电极和管道有良好的接触。
观察测试仪器上的测量值，记录下来。
6. 测量接地电阻：将接地线与标准参比电极连接，并将其插入到接地点。
使用电阻测量仪测量接地电阻的数值。
7. 分析和评估测量结果：将测量到的阴极保护电位与建议的标准值进行比较，并根据测量结果评估阴极保护的效果。
如果测量结果与标准要求不符合，则需要采取相应的维护和修正措施。
请注意，上述方法是一种常见的测量阴极保护参数的方法，但具体的操作步骤可能会因不同的具体情况而有所差异。
在进行测量工作之前，建议参考相关的标准和指南，并遵循相关的安全操作规程，确保测量的准确性和安全性。
埋地钢质管道阴极保护参数测试方法一、引言埋地钢质管道阴极保护是一种重要的保护措施，旨在减缓钢质管道在土壤中的腐蚀速度。
为了确保防护效果，需要对埋地钢质管道的阴极保护参数进行测试和评估。
本文将介绍一种常用的测试方法，并详细描述相应的步骤和要点。
二、测试设备准备1.阴极保护测试设备：包括电位计、电流计、参比电极等。
2.测试电池：一般为可充电电池或干电池，用于给测试设备供电。
3.测试线缆：用于连接测试设备和钢质管道。
三、测试步骤1.安装测试设备：将电位计和电流计等设备连接好，确保测试设备工作正常。
2.测试点选取：在埋地钢质管道上选择多个测试点，通常应包括管道起点、终点和中间等位置。
3.参比电极放置：将参比电极插入土壤中，距离要测试的钢质管道一定距离，一般建议距离为3倍管道直径。
4.测试电极放置：将测试电极与钢质管道连接，确保良好的接触，并用适当的方式固定，以防止意外移动。
5.测试电位记录：将测试设备中的电位计接触到每个测试点上，记录电位值，并记录时间。
6.测试电流记录：将测试设备中的电流计接触到测试点上，记录电流值，并记录时间。
四、测试要点和注意事项1.测试时应选择干燥的天气，以避免因为土壤含水量变化而导致测试结果不准确。
2.测试电位的测量应当静止一段时间后再进行记录，避免测试时阴极保护系统的脉冲干扰。
3.测试点选取应尽量覆盖整个钢质管道，以确保测试结果的代表性。
4.参比电极的放置位置应远离其他阴极保护系统和金属结构，以减小干扰。
5.测试电极与钢质管道的接触应良好，避免电阻过大而导致测试结果误差。
6.测试设备的精度应满足相关标准要求，以保证测试结果的准确性。
7.测试记录应包括测试时间、测试地点、测试点坐标、测试参数等信息，以备后续分析。
五、测试结果分析通过测试记录的电位和电流值，可以计算出埋地钢质管道的阴极保护参数，如夜间开路电位、电流密度等。
进一步分析这些参数，可以评估阴极保护系统的有效性，以及钢质管道的腐蚀状态。
燃气分输站阴保电位测试作业操作规程
1.主要内容及适用范围
1.1本操作规程规定了阴极保护测试桩电位检测的检查与准备、操作程序和注意事项。
1.2本操作规程适用于阴极保护测试桩电位检测作业。
2.检查与准备
2.1正确穿戴劳保服（工服、手套、安全帽）。
2.2携带万用表、硫酸铜参比电极、铲子、三角钥匙。
3.操作程序
3.1打开阴极保护测试桩后盖，检查各监测点的运行情况（A 极代表牺牲阳极；B极代表管道；C极代表参比电极；D极代为与管道同材质的试片）；检查A极和B极连接是否牢靠3.2 A极和B极连接若不牢靠，阴极保护将不起作用，将导致管道腐蚀
3.3打开万用表电源，选择合适的直流电压量程
3.4将万用表接线正极连接B极，将万用表接线负极连接C 极，若正负极接反，将导致测量数据错误
3.5正负极连接要接实，待万用表上的数据稳定后，进行记录，正负极若未接实，显示的数据将不稳定或数据错误
3.6管道保护电位在-0.85与-1.25之间，说明阴极保护运行正常。
若测得的保护电位不在次范围内，则说明管道阴极保护运行不正常（可能是与管道的连接线未接实或损坏）。
3.7测试完毕后，装好万用表，将阴极保护测试桩后盖盖好，整理工具，撤离现场。
4.注意事项
4.1检测前应将接线柱清理干净。
4.2检测时万用表接头应与阴极桩接线柱接实后再记录数据。
管道阴极保护电位测试方法的研究与实践摘要：正确测量埋地钢质管道的阴极保护电位，是判断管道保护是否充分的关键，对保证管道的安全运行至关重要；本文提出了采用试片近参比法测量管道通电电位的方法和基于本测量方法的管道保护效果判定准则。
关键词：管道；通电电位；测试；方法在埋地钢质管道的腐蚀控制中，对管道采取阴极保护措施是保证管道不受腐蚀的有效方法，按照腐蚀控制的理论和规范，在钢质埋地管道相对于土壤的电位（采用铜/饱和硫酸铜参比电极）负于-0.85V这一条件下，管道的保护是充分的，其腐蚀速度在可以接受范围内。
但这一电位值指的是管道对地的“真实电位”，在实际的生产管理过程中，由于测量方法的问题，所测得的“表观电位”与真实电位是有差距的，如果不加以区别，直接使用表观电位值来进行判定，那么在管道的腐蚀控制过程中将造成对管道保护效果的误判，对管道造成不可挽回的损失。
一、15分钟电位平均值的有效性分析理论上，管道的管地电位是管道与土壤氧化还原反应程度的表象，在稳定极化的状态下，它是一个相对固定的值。
但在实际的管道电位检测工作中，由于干扰电流的存在，进行管地电位测量时，电压表的读数始终都是处于波动状态的，这种波动频率通常小于1秒/次，波动的幅度有时会较大，这给管道电位的测量带来很大的困挠。
干扰状态下管道电位的记录数据如下：近参比法的原理是，对于有防腐层的管道，只有直接测量防腐层漏点表面的电位，才是管道腐蚀电位的真实反应，但管道的防腐层缺陷通常是不可知的，因此实际测试时的从缺陷点到测量点的IR值也是不可知的。
为了达到测量目的，在实际的测量中，采用一个试片与管道连接，然后将参比电极靠近试片进行测量，此时试片模拟了一个管道的防腐层泄漏点，其状况与管道的状况是一致的，同时由于参比电极与试片的距离可以是固定的，试片面积也是已知的，则其IR降是可以预知的，因此可以通过数据处理来消除IR降的影响。
相比其他各类方法，试片近参比法应用简单，测得的数据可重复性较好。
河南汇龙合金材料有限公司
Henan Huilong alloy material Co., Ltd
阴极保护检查片
测
量
管
道
的
极
化
电
位
过
程
河南汇龙合金材料有限公司
技术部刘珍
河南汇龙合金材料有限公司
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参比电极
用试片法测量管道的极化电
数字签名
者 ：fenghongchen DN ：cn=fenghongchen,
o=rainbow, ou=head offic
一、摘要 冯洪臣 email=corrtech@126.co
m, c=CN
日期：2020.05.0614:20:43
随着人们对阴极保护理论认识的提高，现在，从业者大多都知道，判断管道阴极+保
08'护00'是否充分或是否有过保护，依据的是管道的极化电位，即断电电位。
然而，在某些情况下，作
用在管道上的所有电流源是没有办法同步中断 的，如牺牲阳极保护管道。
即便是阴极保护系统可以同步中断，如 GPS 同步的外加电流电源的同步中断，但由于管道不同位置的极化程度不同， 所以，电源中断后，管道各部位之间的长线电流也无法消除，这也会给断电电位测量带来误差， 研究发现，该误差在 10-30mV 之间。
用地的紧缺造成多条管道、高压输电线路、电力机车系统经常公用一个走廊，各种电气化设施以及各条管道
的阴极保护系统电源都会成为干扰源，而同步中 挂片
断这些干扰源更是不可能的。
这就给管道极化电
位的测量带来了困难。
为克服这些环境因素带来的困难，古老的试片法又重新得到人们的关注，而用试片法进行管道断电电位的测量也得到了进一步的研究。
二、测量原理
众所周知，管道的腐蚀会发生在防腐层缺陷点处，如果防腐层是完整的，管道不会腐蚀。
我们真正关注的是管道防腐层缺陷点处的保护水平。
为了测量到防腐层缺陷点处的保护电位，我们用试片来模拟管道防腐层缺陷点。
该试片平时通过测试桩与管道连接，得到同样的阴极保护。
测量时，瞬时从管道上断开，这样，就可以测量到试片
的断电电位而不需要对管道上的所有电源进行中断。
试片的电位就是同一位置，同样大小的管道防腐层缺陷点处的保护电位。
该方法同时消除了杂散电流、长线电流等各种干扰因素的影响，可也得到较为准确的保护电位。
三、测量方法 1. 试片法断电电位测量有两种形式，一种是将参比电极与试片组装在一起，称为极化探头；另一种是将试片固定在参比管上，利用便携式参比电极进行测量，称 为参比管试片法。
当使用试片时， 参比电极中的电解液会逐渐渗漏直至参比电极失效，同时，渗漏出来的电解液会改变试片所处环境，当硫酸铜电解液与试片接触时，会发生置换反应，试片表面
被铜覆盖，改变了其极化特性，参比电极电位漂移时也不易察觉。
采用参比管，由于参比管的屏蔽作用，利用便携式参比电极在地表就可以进行测量，避免漏液带来的问题。
管地断电电位曲线0
管地电位-0.2 -0.4 -0.6
V
Max -0.8
C S E
-1
Min
Natural -1.2
-1.4
0 5 1015 20
Km
25 30 35 40
2.试片面积的选择，试片的面积根据防腐层类型、施工质量、管道所处环境及建设年限确定，试片的面积一般在 6.5～50cm2 之间。
如果试片面积太小，它与土壤的接触电阻和管道涂层缺陷处差异过大，腐蚀特性也会不同。
如果试片电位测量说明该点保护满足规范要求，只代表管道上涂层缺陷点面积小于试片面积的漏点满足保护要求，不说明涂层缺陷点面积大于试片面积的涂层缺陷点保护是否充分。
3.试片的埋深及回填状态与管道相同。
在测量之前，应确认阴极保护运行正常，试片与管道已连通，管道和试片充分极化。
测量中，将直流数字电压表的正极接试片，负极接硫酸铜参比电极。
测量并记录试片的通电电位。
4.将试片与管道断开，立即测量并记录试片的断电电位。
所测得的断电电位，代表埋设点附近与试片同等面积防腐层缺陷点处的极化电位。
所测量的试片断电电位和把参比电极放置到管道正上方测量到的断电电位会有所不同，因为当参比电极位于管道正上方时，所测量到的断电电位是附近所有防腐层缺陷点断电电位的综合值，而试片断电电位代表的是某一位置，同样大小的一个防腐层缺陷点的电位。
5.试片的通电电位与参比电极位于防腐层漏点正上方时测得的通电电位类似。
由于试片与管道在电位读数中所占的比例难以分析，因此，该值不宜作为评判管地电位的依据。
6.试片要选用与管道类似的钢材，钢材的含碳量或强度对其腐蚀特性影响不大。
因此，试片材质不必和管材完全一样。
参比管断电电位测量
参比管断电电位曲线
四、如何确定自然电位
1.如果试片的断电电位满足保护指标，说明管道保护充分，如果试片断电电位比-0.85V 正，要判断管道是不是满足 100mV 阴极极化。
此时，可以用试片的断电电位减去管道的自然电位。
如果不知道管道的自然电位，可以利用试片的自然电位，试片的自然电位受试片表面光亮程度影响，应将其埋设并自然锈蚀一段时间（1 到12 个月）后，再测量其自然电位。
2.如果管道的阴极保护为欠保护，管道仍处于腐蚀状态，金属离子浓度增大，其自然电位只会比施加阴极保护时更正，而不会更负，如果管道阴极保护良好，管道的自然电位也会因为环境的 PH 值增大而正向变化。
一般来讲，管道保护充分时，自然电位不会有太大变化（自然电位变负是因为管道没有完全去极化或受杂散电流干扰），所以，可以采用管道施加阴极保护时的自然电位（除非土壤特性发生巨大变化，如，土壤受到污染）。
3.通电试片的去极化电位和自腐蚀试片的自然电位会有差别，可能会正于自腐蚀试片的自然电位，因为阴极保护改变了通电试片的环境。
对于同样的试片，在腐蚀性强的环境中电位较负（可以达到-0.80V CSE），在土壤腐蚀性弱的环境中，试片的自然电位较正（干沙中可以达到-0.30V CSE）。
可以以此来判断土壤的腐蚀性。
4.某燃气公司对输气管道进行了阴极保护有效性检测，该管道是 1997 年建设的，在2006 年追加了阴极保护，当时测量到的管道自然电位是-0.55V CSE。
2011 年进行外检测。
由于牺牲阳极直接与管道相连，所以，无法获知管道目前的自然电位。
管道的通电电位为-0.91V CSE。
通过埋设试片，测量到试片的自然电位为-0.69V CSE，试片极化电位为-0.72V CSE，由于试片的断电电位没有达到-0.85V CSE，所以，决定用 100mV 指标来判断管道的保护状况。
如果用试片的断电电位减去其自身的自然电位，其值为 30mV，显然，不满足 100mV 指标。
如果减去管道追加阴极保护时的自然电位，则极化值为 170mV，满足 100mV 阴极极化要求。
实际开挖发现，管道涂层缺陷点处并无腐蚀。
因此认为，可以用试片的断电电位减去管道追加阴极保护时的自然电位进行阴极保护有效性判断。
五、测量中注意的问题
1.如果试片很光亮，其自然电位会很低，甚至低于-0.80V CSE。
如果管道的自然电位比较正，比如-0.50V CSE，由于探头的断电电位不可能正于-0.80V CSE，以此判断，其结果是管道的阴极极化一定满足 100mV 指标，这个结论是错的，因为管道的断电电位可能比-0.80V CSE 更正而试片断电后，电位不会正于自然电位。
所以，在利用试片测量断电电位时，其断电电位值一定比其自然电位值更负才有效。
如果管道为欠保护，其通电电位比试片的自然电位还正，此时，试片和管道连通后，将成为阳极而发生腐蚀。
只有将试片自然锈蚀一段时间后，才可以实施测量。
管道的断电电位主要取决于管道所处环境和施加的电流密度，与自然电位关系不大，所以，试片的断电电位可以代表该位置管道涂层缺陷点的断电电位。
2.当需要测量两个测试桩之间的管道极化电位时，需要将试片移到两测试桩中间位置，受导线电阻影响，进入试片的电流密度会降低，试片的极化电位也会减小。
同时，如果万用表的内阻不足够大，通电电位读数也减小。
所以，尽量避免将试片移开测试桩位置。
当管道有开挖补漏时，可以直接在涂层漏点处做连接。
3.一般情况下，可以用测试桩之间某点的通电电位减去测试桩位置的通、断电电位之差（IR 降），来计算该点的管道极化电位。
4.采用参比管进行测量时，参比管内要填充密实的电解质（土壤），将参比电极位于参比管上部，并与参比管内的土壤紧密接触，读取试片的通、断电电位。
如果数值相差不大，说明参比电极与试片之间 IR 降不大，如果数值相差较大，应取试片断电电位作为管道的保护电位。
在存在动态杂散电流干扰的管道附近，如果试片的自然电位是稳定的，说明杂散电
流不会形成电位梯度，对试片的断电电位测量没有影响。
受动态杂散电流的影响，试片的通电电位有时会比断电电位更正。
5.国内多数试片制造商并不了解试片测量原理，试片距离参比电极有一定的间距。
用这种探头测量时，必须读取断电电位，有杂散电流干扰时，由于参比电极和试片之间的土壤电位梯度，即便断电也不能全部消除其干扰。
因此，最好采用环形试片，参比电极位于其中心位置。
6.试片的断电电位满足要求时，不代表剥离的防腐层下面的管道得到充分保护，因为阴极屏蔽会阻碍阴极保护电流流向管道。
