03-长输管线阴极保护

长输管道阴极保护技术：
长输管道阴极保护技术：
主要应用于高电阻率土壤、淡水及空间狭窄局部场合，如套管内
牺牲阳极种类及应用范围： 带状牺牲阳极：：
长输管道阴极保护技术：
３、牺牲阳极种类及应用范围： （２）镁合金牺牲阳极：
镁合金牺牲阳极相对密度小，电极电位很负，极化率低，对铁的驱动电压大。因其具有很负的开路电位等性能，广泛地应用于土壤、海水、海泥及工业水环境中。
长输管道阴极保护技术：
阴极保护的起源
其他科学家的研究工作： 1890年，美国发明家爱迪生试验了外加电流法对船的保护方法，由于没有合适的外加电源和阳极材料而未获成功。1902年科恩采用直流电机首次实现了强制电流阴极保护的实际应用。1906年盖波建立了第一个管道阴极保护系统。用一台容量为10V/12A的直流发电机保护地下300m长的煤气管道。并获得专利。
长输管道阴极保护检测技术：
铜—饱合硫酸铜电极（CSE）制作材料和使用的要求：
铜电极采用紫铜丝或棒（纯度不小于99.7%）
01
硫酸铜为化学纯，用蒸馏水配制饱和硫酸铜溶液
02
五、长输管道阴极保护检测技术：
长输管道阴极保护检测技术：
主要测试仪表和电极的选用： 主要测试仪表和电极 直流电压表 (V) 直流电流表 (A) 接地电阻测量仪（ZC-8） 辅助阳极 牺牲阳极 铜—饱合硫酸铜电极（CSE）
长输管道阴极保护检测技术：
测试仪表的选用： 基本要求是： 满足测试要求的显示速度、准确度 携带方便、耗电小 有较好的环境适应性 一般选用数字式仪表。
适用范围广，尤其是中短距离和复杂的管网 阳极输出电流小，发生阴极剥离的可能性小 随管道安装一起施工时，工程量较小 运行期间，维护工作简单。 阳极输出电流不能调节，可控性较小

长输管线知识详解长输管线，作为现代工业社会的重要基础设施，承担着将各种流体（如石油、天然气、水等）从一地输送至另一地的关键任务。

这些管线通常跨越长距离，穿越各种地理环境，为经济和社会发展提供持续、稳定的能源和资源供应。

本文将详细探讨长输管线的组成、特点、应用以及相关的技术和安全问题。

一、长输管线的组成长输管线主要由输气管段、首站、压气站、中间分输站、阴极保护站、末站、清管站、干线截断阀室和储气库等组成。

这些组成部分各自承担着不同的功能，共同确保流体的稳定、高效输送。

1. 输气管段：这是长输管线的主体部分，负责将流体从起点输送至终点。

输气管段通常由高强度、耐腐蚀的材料制成，如钢管、铸铁管等，以确保管线的安全性和使用寿命。

2. 首站和末站：首站是长输管线的起点站，接收来自矿场净化厂或其他气源的净化天然气。

末站则是管线的终点站，负责将天然气转输给终点用户。

这两个站点通常配备有完善的计量、调压和分离设备，以确保流体的质量和输送效率。

3. 压气站：由于长输管线跨越长距离，流体在输送过程中会受到摩擦阻力和地形高差的影响，导致压力下降。

压气站的作用就是提供额外的压力，以维持流体的稳定输送。

4. 中间分输站和储气库：中间分输站负责将流体分输给不同的用户或支线。

储气库则用于储存多余的流体，以应对需求波动和供应中断等突发情况。

5. 阴极保护站和干线截断阀室：阴极保护站通过施加电流来防止管线腐蚀。

干线截断阀室则配备有紧急截断阀，用于在发生泄漏或其他紧急情况时迅速切断管线，以减少损失和影响。

6. 清管站：清管站负责定期清理管线内的杂质和积水，以确保管线的畅通和流体的质量。

二、长输管线的特点1. 距离长：长输管线通常跨越数十甚至数千公里的距离，穿越各种地理环境，如平原、山区、河流等。

这使得管线的建设和维护面临诸多挑战。

2. 用户多、地域广：长输管线服务于广泛的用户群体，包括工业、民用、商业等多个领域。

同时，管线覆盖的地域范围也非常广泛，需要满足不同地区的能源和资源需求。

第五章阴极保护一、本章适用于长输管道线路的阴极保护工程。

二、消耗量定额中主材的规格、型号与设计要求不同时可以换算。

三、均压线联接适用于管线或金属结构间的均压电缆直接联接和绝缘法兰的跨接电缆直接联接，通过测试桩连接的均压线不得执行本项目。

四、辅助阳极地床焦碳中其他降阻材料铺设用人工、机械已综合考虑在消耗量定额内，其材料用量可按设计用量另计。

五、测试桩接线仅指测试桩同管线或金属结构间的连线。

测试桩同牺牲阳极、接地电池、探头、检查片、参比电极间的接线已计入该连接体的安装项目中。

六、阳极井钻孔，当人工钻孔超过10m时，孔深每增10m，人工和机械乘以系数1.40；机械钻孔超过20m时，孔深每增10m，人工和机械乘以系数1.08。

七、材料的运输和装卸用人工、机械已综合在消耗量定额中。

八、强制电流阴极保护的通电点、辅助阳极地床、参比电极安装均适用于强制电流排流保护。

九、牺牲阳极阴极保护的牺牲阳极安装适用于排流保护的阳极接地极安装。

十、检查片制作安装项目适用于测试桩辅助试片制作安装。

十一、绝缘装置性能测试亦适用于套管同主管间的绝缘性能测试。

十二、阴极保护工程中的土石方开挖、回填等执行本册相应项目。

十三、阳极线杆架设、电缆敷设、保护管敷设、电缆沟铺砂、盖砖等执行第二册相关项目。

十四、绝缘法兰、绝缘接头、绝缘短管等电绝缘装置安装执行本册管件安装相应项目。

十五、测试桩埋设执行本册标志桩安装相应项目。

工程量计算规则:一、强制电流阴极保护1.恒电位仪、整流器和工作台安装，不分型号、规格以“台”为计量单位。

2.蓄电池安装(1)蓄电池按不同容量，以“组”为计量单位；(2)蓄电池充放电，是指初充电、放电、再充电，项目中不包括充电所用电量；(3)蓄电池铁架安装，按施工图示规格以“m”为计量单位。

3.太阳能电池(1)太阳能电池方阵铁架，按图示面积以“m2”为计量单位，如采用其它材质支架亦不作调整；(2)电池板安装，按电池容量不同以“组”为计量单位；(3)太阳能电池与控制屏联测，按太阳能电池系统以“系统”为计量单位；4.风力发电机、TEG、CCVT、断电器：不分型号、规格按成套供应以“台”为计量单位。

长输管道外加电流阴极保护与牺牲阳极保护综合应用发表时间：2017-11-07T15:01:26.163Z 来源：《防护工程》2017年第14期作者：尹伟伟1 周平2 高攀1 [导读] 本文对地下长输天然气管道外加电流阴极保护和输气站场牺牲阳极保护的电化学过程分析可清楚地解释地下长输管道外加电流阴极保护中在设计。

1.湖南中石油昆仑湘娄邵天然气输配有限公司湖南娄底 417000；2.中国石油天然气中国石油西气东输武汉管理处湖北武汉 430000 摘要：长输管线由于是压力输送必须采用无缝钢管，因此防止长输管道腐蚀技术已经是摆在延长管道生命和保持长期生产安全运行的重要课题，本文对地下长输天然气管道外加电流阴极保护和输气站场牺牲阳极保护的电化学过程分析可清楚地解释地下长输管道外加电流阴极保护中在设计、施工和运行维护方面的巨大作用。

关键词：埋地钢质管道；外加电流；牺牲阳极；阴极保护；输气站场1 两种保护方式在输气管道工程中的实际应用忠武输气管道工程(简称川气出川管道工程)是恩泽两湖的重点工程，也是“十五”期间国家重点建设项目，总投资近50亿元。

工程于2003年8月正式开工，2004年11月中旬实现干线及黄石支线、襄樊支线进气投产；2005年5月26日湘潭支线投产，标志着忠武输气管道实现全面投产，对于改善“两湖”地区的能源结构具有重大意义。

主干管线西起重庆市忠县县，东至湖北武汉市，“三支”是武黄支线，途经武汉市、鄂州市、黄石市，荆襄支线途经荆州市、仙桃市、荆门市、宜城市、襄樊市，潜湘支线途经潜江市、监利市、岳阳市、湘潭市，全长1375km，管道途经一市（重庆）、两省（湖北、湖南）、15个市（州）、31个县（区），主干线选用X65管径711mm螺旋缝埋弧焊接钢管，支线采用X52螺旋缝埋弧焊接钢管。

钢管外防腐采用TEG燃气发电供给恒电位仪阴极保护与聚乙烯三层结构的联合保护方式，输气站场采用埋设阳极地床牺牲阳极保护模式和三层PE联合保护。

燃气长输管线施工与阴极保护措施探讨【摘要】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。

本文结合实际工程就燃气长输管道的施工与阴极保护进行叙述。

【关键词】燃气；长输管线；施工；阴极保护一、主要施工方法及措施施工程序：施工准备→临时阴极保护安装→测试桩安装→强制电流阴极保护系统安装→阴极保护参数测试→试运行→正式运行→备品备件移交→竣工资料提交→交工二、施工准备提交工程用料及手段用料，确保工程开工前落实到位，进行设备材料进场验收并做好记录。

完成人员及设备机具的调迁。

进行全线实地勘察，对地下水位、地质、地貌及进出道路充分了解并作好记录，以便对全线进行统筹施工，切实作好人员的调配及对工程进度的合理安排。

进行全员技术交底，并作好记录。

下发关键工序作业指导书，并责任到人。

三、施工工艺1.临时阴极保护安装按照设计图纸要求安装临时阴极保护系统。

镁带产品质量证书所标成分应符合设计要求，铸造表面应符合syj19-86《镁合金牺牲阳极应用技术标准》。

对于暂时不安装的镁带，单独设立储存库进行保管，严禁沾染油污、油漆和接触酸、碱、盐等化工产品。

镁带电缆引线与镁带钢芯的连接采用铝热焊法，焊接处及镁带非工作端面采用环氧树脂进行密封处理。

镁带接头形式如下图所示：镁带连接电缆铝热焊点镁带环氧树脂密封环氧树脂涂层镁带填包料的成分应符合设计要求。

填包料应调拌均匀，不得混入石块、泥土、杂草等杂物。

在管沟底部，将焊接好的镁带平放在填包料中。

注意填包料应密实，镁带居中。

敷设完毕后，在填包料上浇水，使之充分湿润。

施工期间，每月对下沟回填并已安装临时阴极保护的管段，沿设置的测试点进行测试，并做好记录提交驻地监理工程师。

这些测量一直到管线阴极保护系统投入正常使用为止。

2.强制电流阴极保护系统安装各种设备到场后，根据装箱单开箱检查清点附件、设备和所附资料是否齐全完整。

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。

２０２３年９月第３８卷第５期西安石油大学学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉ’ａｎＳｈｉｙｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｓｅｐ．２０２３Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．５收稿日期：２０２２ ０５ １６第一作者：李宁（１９９８ ），女，硕士研究生，研究方向：腐蚀与防护。

Ｅ ｍａｉｌ：ｌｎｉｎｇ５８＠１６３．ｃｏｍ通讯作者：吕祥鸿（１９７１ ），男，博士，教授，研究方向：腐蚀与防护。

Ｅ ｍａｉｌ：ｌｘｈｏｎｇ７１＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ．ｃｎＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３ ０６４Ｘ．２０２３．０５．０１０中图分类号：ＴＥ９８８文章编号：１６７３ ０６４Ｘ（２０２３）０５ ００７６ ０９文献标识码：Ａ长输管道辅助牺牲阳极阴极保护影响因素研究及效果分析李宁１，李妍２，李洪福２，廖臻２，吕祥鸿１，王晨１，刘艳明１，张鑫鑫１，郑文龙１（１．西安石油大学材料科学与工程学院，陕西西安７１００６５；２．中国石油新疆油田油气储运分公司，新疆克拉玛依８３１１００）摘要：长输管道运行多年后局部防腐层会出现明显劣化，外加电流阴极保护系统已不能对全管段进行有效保护，需要在欠保护区域追加牺牲阳极辅助保护。

本文通过仿真计算手段研究了涂层破损率、土壤电阻率和并行管道对牺牲阳极辅助保护措施效果的影响，并以镁合金牺牲阳极进行了现场验证。

结果表明：在相同的牺牲阳极保护方案下，当防腐层破损率从０．０５％增加到１０％时，管道的保护效果逐渐降低，且当长输管道防腐层破损率超过５％时，添加牺牲阳极的辅助阴极保护方法效果不佳，应考虑修补或更换防腐层；随着土壤电阻率的增大，牺牲阳极保护的管道距离缩短，且当土壤电阻率超过３０Ω·ｍ左右时，需考虑在欠保护管段部位添置外加电流防腐站的方法，以保证管道的安全运行；当目标管道涂层破损率和土壤电阻率较小时，存在防腐层质量不高的并行管道可以提高目标管道的防护效果。

油气长输管道中阴极保护技术的应用分析摘要:随着经济的发展，人们生活水平越来越高，生产力为了适应社会也在不断提高，目前我国资源运输仍然存在着较多问题，油气大多运用长输管道，在油气输送中容易出现管道被腐蚀的情况，当然，最合适的防腐措施就是采取阴极保护，本文主要以长输管道容易被腐蚀这一现象为切入点，分析采取防腐措施的必要性，探讨阴极保护策略。

关键词:油气长输管道阴极保护技术引言:在铺设油气长输管道时十分困难，首先管道较长，其次管道内部环境较复杂，而且容易遭受多种物质的腐蚀，经长时间研究表明，阴极保护措施是油气长输管道中防腐的最佳策略。

一、油气长输管道防腐的必要性我国地大物博，资源较丰富，而资源分布也存在着地区差异，不同区域间调配资源，运输资源已经是国家常态，根据目前调查情况来看，油气在输送过程中需要经过多种复杂的外部环境，不单单是复杂的土壤成分会对管道造成侵蚀，遇到恶劣天气时天气会对管道造成外部侵蚀。

除此之外，某些传输管道输送物质也具有侵蚀性，会对管道内部造成极大破坏，在长期运输过程中，由于管道经常受到来自内部的腐蚀，这也会加重管道老化，造成资源浪费，如果管道发生破坏，管道内的物质泄露会造成环境污染，甚至会引起火灾等不必要的事故，影响企业经济损失，也会威胁人们生命财产安全，如果防腐措施不到位，在运输途中将会产生资源损耗，而且带来的经济损失也是无法估量的，影响企业经济效益，由此来看，油气长输管道防腐措施需要及早落实。

阴极保护作为防腐措施中的一种，在国内外已有多年发展，这也使得阴极防护技术已趋向成熟。

阴极保护法又具体分为三部分，第一部分是外加电流阴极保护，是指电流的负极与被保护的金属设备相连接，依靠外来的阴极电流进行金属保护，第二个是外加电流阴极保护系统的组成，外加电流阴极保护系统，包括辅助阳极，阳极，平参比电极和直流电源四个部分；第三个是牺牲阳极保护，是指在被保护金属设备上连接一个电位更富的强阳极，从而使阴极极化。

绝缘接线面板上的接线柱分为两组，每组三个；一组接线柱与测试电缆 相连接，各接线柱通过测试电缆分别对应连接管道、试片和参比电极，以分 别测试得出电位变化，通过电位变化得出地下铺设的管道的腐蚀状况。另一 组作为跨接或其他备用，接线柱及元件保护门螺柱均为铜质材料制成。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任 何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，然而，并非用 以限定本实用新型,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术 方案范围内,当然会利用揭示的技术内容作出些许更动或修饰，成为等同变 化的等效实施例,但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新 型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于 本实用新型技术方案的范围内。
长输管线的管道阴极保护测试桩，包括桩体和基座，桩体构成测试桩的 主体，基座设置在桩体底部并通过套压方式固定桩体，桩体内部设置中空的 面板放置孔，在面板放置孔内设置绝缘接线面板，绝缘接线面板上设置有接 线柱，穿线孔从桩体低端通入并直通到面板放置孔处，测试电缆经由穿线孔 与绝缘接线面板上的接线柱相连接。测试桩能够在恶劣的环境中埋设并保护 面板放置孔中的各元件正常工作，从而实现对测试桩下方对应铺设的在役管 道进行实时监测，并基于管道沿线电位分布及变化的分析可以了解沿线干扰 源分布及管道防腐层状况。
2、根据权利要求 1 所述的长输管线的管道阴极保护测试桩， 其特征在于：绝缘接线面板通过固定螺栓固定在面板放置孔中， 固定螺栓与桩体相固定，固定螺栓和绝缘接线面板之间设置固 定片。
3、根据权利要求 1 或 2 所述的长输管线的管道阴极保护测 试桩，其特征在于：桩体外部对应面板放置孔的位置设置元件 保护门，元件保护门通过元件保护门螺柱与桩体相连接并覆盖 面板放置孔，元件保护门螺柱与桩体相固定。

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。

阴极保护在大型市政输水工程中的应用摘要：随着我国城市化进程的不断推进，市政工程得到了快速发展，大型市政项目对于长输管线管网的安全可靠运行要求越来越高。

埋于地下的钢制管道的腐蚀问题一直是个施工、运营维护难题，必须进行腐蚀控制以及防腐保护工作，以确保管道系统的安全运行，从而延长管道的使用寿命，以避免不必要损失和不良影响。

关键词：阴极保护；市政工程；长线输水工程；腐蚀；施工1 输水管道腐蚀原因及阴极保护的必要性1. 1 腐蚀原因分析虽然钢制管道、管件设计时均采取各种涂层防腐措施可以有效的阻止有害物质的侵入，从而保护钢管或管件不受腐蚀。

然而由于钢管在生产、运输、贮存、安装过程中，难免造成其涂层物理阻隔破坏以及涂层保护自身存在的缺陷（比如针孔的存在），从而使钢管或管件暴露于腐蚀环境中，这些缺陷的存在导致大阴极小阳极的现象，使得涂层破损处腐蚀加速，引起管道外壁、焊缝等位置锈蚀导致钢制管道爆管、泄漏等危害。

1. 2 阴极保护必要性由于地下水的侵蚀，会使管道的结构及性能遭到破坏。

对于钢管来说，由于遭到腐蚀，其厚度将减小，同时由于表面腐蚀，钢管防腐保护层会脱落，管道分层后结构遭到破坏，管道的承压能力将遭到破坏，如果工作压力超出其承受范围，势必产生爆管、泄漏等事故。

自然界中大多数金属存在的方式是化合状态，通过冶炼被赋予新的能量，然而金属固有本性是回归自然状态，当金属与其周围电解质发生反应，并使其由原子状态变成离子状态，这个转变过程就称为“腐蚀”。

每一种金属都会产生一定的腐蚀电位，其中失去电子的部位为阳极区，得到电子的部位为阴极区，由于失去电子受到腐蚀，而得到电子受到保护。

因此，要想延长管道使用寿命，就必须采取相应保护措施，在实践中常采用阴极保护。

长输管道输送的多为石油、天然气、水、矿浆等重要自然资源，其对社会经济及人民群众的生命财产安全影响巨大。

又因其多埋设于地下，其力学性质、结构变化不易被察觉和发现。

因此，长输管道的防腐保护，应该引起广大工程建设者和运行管理者的重视。

长输管道强制电流阴极保护技术与故障处理作者：王保安来源：《中国科技博览》2017年第06期[摘要]为了有效控制油气长输管道的腐蚀，本文论述了油气长输管道阴极保护方法，并详细分析了阴极保护中容易出现的故障，对故障产生的原因及如何查找故障位置进行分析，希望能为从事管道阴极保护工作提供一定的指导。

[关键词]油气长输管道阴极保护管道腐蚀中图分类号：TU996 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）06-0355-01在外加电流阴极保护的技术中，可以使用外加直流电进行辅助阳极保护的效果，从而有效的迫使电流从土壤中形成金属保护的效果，将保护金属的结构电位从而负于周边环境电位，这种外加电流阴极保护的方式主要是用于保护大型或者土壤电阻率相对较高的金属结构，这样能具有更大的功能与效果。

1 阴极保护的简介和原理1.1 阴极保护的简介在长输管道阴极保护中，以外加电流阴极保护为主，特殊地段采用牺牲阳极辅助保护，两种保护主要区别一个是电解池反应，需要外加电源。

一个是原电池反应，不需要外加电源，自己主动产生电流，在油气长输管道上，这两种保护需要经常配合使用，在管道建设时期，土壤电阻率小于20欧姆，半年内强制电流保护不能投用，可采用锌带阳极进行保护。

1.2 强制电流阴极保护的原理向被保护的长输管道通入一定量的直流电，把被保护的金属管道相对于阳极装置变成一个大阴极，消除金属管道中的电位差，腐蚀电流降为零，使被保护的金属管道减缓或降低腐蚀，它是油气长输管道最常用的阴极保护方法。

如图一，也就是说市电通过恒电位仪变为直流电，流向辅助阳极，在从辅助阳极转入土壤中，而电流在土壤中流动，经过防腐层损坏的地方，流入被保护的金属管道中，就有外加电子流入管道金属表面，当外加电子与电解质溶液中的一些物质起作用受阻时，就会在金属表面聚集起来，导致阴极电位向负方向移动，产生阴极极化，这时，微阳极区释放电子的能力就会受阻，施加电流越大，管道金属表面聚集的电子越多，金属表面的电极电位就会越负，微阳极区释放电子的能力就会越来越弱，换句话说，就是腐蚀电池阳极和阳极电位差变小，微阳极电流越来越小，当管道金属表面阴极极化到一定值时，微阳极、微阴极等电位，腐蚀被迫停止，电流沿管道金属流向汇流点，经汇流点沿导线流向恒电位仪阴极，这样被保护的金属管道成为阴极，长输管道被保护，辅助阳极却遭受强烈腐蚀破坏。

长输管道阴极保护及阴极保护站维护基础知识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。

重要作用。 1.2 外加电流法阴极保护技术
外加电流阴极保护需要外设电源，并依托外 置电源向被保护的管线施加阴极的电流，增加表面 上还原反应所需的电子含量，达成抑制管线腐蚀的 过程。
2 阴极保护技术故障分析
2.2.3 阳极故障 在阴极保护装置运行过程中，如果出现无原因
的恒电位一输出电压攀升，阳极接地电阻值不断提 高的现象，可以认定为阳极故障。其中，造成阳极 接地电阻增大的原因主要有如下几种，其一，管线 在敷设时，下埋深度较低不能满足阴极保护的敷设 深度，在进入冬季后，在冻土的作用下，接地电阻 值上升；其二，施工不合理，或施工流程错误，导
经验交流 Experience Exchange
长输管道阴极保护技术
与故障解决措施
杨志
（大庆油田工程建设有限公司，黑龙江 大庆 163000）
摘 要：长输管道一般采用地下敷设的安装方式，管线长期处于地下高腐蚀环境下，导致管
线腐蚀加剧。受油气长输管线输送介质特殊的物理化学性质决定，长输管线一旦发生泄漏会引发
术
Abstract: The long-distance pipeline is generally installed underground, and the pipeline is in the
underground high corrosion environment for a long time, which leads to the aggravation of pipeline
电极，参比电极在发生故障后，会造成恒电位仪无 层的巡视管理，不能及时发现和处理具备破算，导
法正常运行，导致阴极保护防腐措施失效，甚至加 致破碎位置积少成多，最终造成防腐失效。
速管线腐蚀。造成参比电极故障的主要原因一般为

长输天然气管道的阴保与防腐措施摘要：本文对我国特殊地质环境下长输天然气管道的腐蚀和防护技术进行全面分析，针对某长输天然气管道的防腐工作进行分析，并对其进行改造，以确保长输管道得到相应保护，且能正常安全运行。

最后本文对埋地的天然气长输管线的腐蚀和防护进行了建议和分析。

关键词：长输管线腐蚀、阴极保护、防腐蚀现阶段，石油天然气往往需要长距离的输送，且其管材多属于普通的钢螺旋焊接管，长输天然气的管道一般来说属于浅埋地的铺设项目，尤其在南方气候较为湿润，地下水位相对较高，土壤对管道的侵袭较为严重，对于地下管线的维修比新建管线更加费工时，必须避免长输管线的埋地管道的腐蚀，本文分析了多种技术对于长输管线的无损检测情况，并对管线进行了整体的腐蚀性评价，给出了防腐蚀的具体措施，以确保管线改造之后可以满足防腐蚀的基本要求，并保证天然气的正常输送。

一、埋地长输天然气管道腐蚀的基本因素分析埋地天然气管道发生腐蚀的主要原因包含地质环境的影响、管道外防腐层的效果情况、钢管的制作工艺和钢管材质情况、钢管输送介质情况等，实际上管道的腐蚀和破坏是以上所有因素共同影响的结果，必须进行综合考虑。

（一）地质环境因素首先，埋地管道的工作环境往往较为恶劣，其中管道的腐蚀较为严重，主要包含土壤腐蚀，、微生物腐蚀和电流腐蚀三种，土壤属于一种毛细管状的多孔隙胶质体，其中包含了大量的水和空气等，其中水中有着较大含量的电解质可以将土壤变成导电性介质，另外，由于土壤的物理和化学性质不同，其腐蚀性也相对不同，微生物的参与更是加快了腐蚀的进度，其中微生物可以将土壤中的硫酸盐转换成为硫化氢从而与铁产生置换反应，最终严重腐蚀。

（二）管道外防腐层影响对于管道的腐蚀防护，关键是管道外层的防腐作用，当前，管道外层的腐蚀防护技术已经较为完善，防腐蚀覆盖层和阴极保护层同时作用，保证钢管免受外部环境的侵袭和腐蚀，这样也可以保证钢管粘贴更加牢固，避免保护死区的出现，但是如果出现局部的保护层破损现象，必须对电流的阴极保护参数进行适当调整，提高防护效果，如果破损区域没有得到有效保护，在破损的区域极易出现点状腐蚀，最终导致电流流出，发生电化学腐蚀现象，不利于管道防腐。

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;。

四、阴极保护效果和影响因素
直流干扰的防护 在直流干扰易发、多发地区，防护直流干扰是阴极保护不能忽 视的任务，加强绝缘，采取排流措施是主要方面。
四、阴极保护效果和影响因素


交流干扰 交流干扰也称工频干扰，是广泛存在的工业供电系统对阴极 保护产生的干扰。与直流干扰主要由接触和流动产生不同，交流 干扰只有小部分可能由接地系统进入阴极保护系统（如交流电力 机车），绝大部分是由电磁感应进入阴极保护系统的，因此可以 说交流干扰是普遍存在、绝对存在的干扰，不能避免，不能排除， 只能防护、只能减轻。 交流干扰严重时可在阴极保护系统造成危及人身和设备安全 的过电压，必须采取有效接地等防护措施。 目前交流干扰对腐蚀的危害还没有一致看法，有认为有危害 应该防护，有主张无危害不必防护。不过综合安全考虑，一般可 认为12V以下的交流干扰不必专门采取防护措施，12V以上应该采 取适当防护措施。
一、基础概念




首先清楚几个概念： 浸于电解质溶液中的金属导体称为电极。 电解质是指在液体状态（溶解或熔融状态）时分子分 解为离子因而能导电的物质。 双电层在金属与溶液中的界面两侧形成电位差，这个 电位差即是该金属在该溶液中的电极电位。 如果把两个不同电极组成一体，因它们的电极电位不 同，电极间的电位差，形成电势，即为电池，用导线 把它接进电路，就可以向电路供电。把这样只有两个 电极构成的电池称为“原电池”。 发生极化时是阴极电位向负的方向移动，阳极电位向 正的方向移动，极化使电路电流减小。
二、阴极保护系统原理

因为有（阴极保护）电流流入，使腐蚀速率减 小或消失。也就是，电流的进、出是腐蚀与否 的标志，被保护物自身存在的阴、阳极区并未 停止电流过程和腐蚀过程，而是受到阴极保护 电流的补充（或覆盖），腐蚀因而减小或（相 当于）停止。