管道陰極保護評價

主講：寇杰中國石油大學（華東）儲運工程系2023/2/12管道陰極保護評價一、管道陰極保護評價指標二、管道陰極保護參數測試三、管道陰極保護故障分析四、陰極保護系統維護周期2023/2/13

一、管道陰極保護評價指標管道陰極保護評價2023/2/14

一、管道陰極保護評價指標管道陰極保護評價2023/2/15

一、管道陰極保護評價指標管道陰極保護評價2023/2/164.保護電位管道陰極保護電位應為-850mV（CSE）或更負。陰極保護狀態下管道的極限保護電位不能比-1200mV更負。對高強度鋼和耐蝕合金鋼，如馬氏體不銹鋼，雙相不銹鋼等，極限保護電位則要根據實際析氫電位來確定。其保護電位應比-850mV（VSE）稍正，但在-650mV至-750mV的電位范圍內，管道處于高pH值SCC的敏感區，應予注意。一、管道陰極保護評價指標管道陰極保護評價2023/2/17一、管道陰極保護評價指標在厭氧菌或SRB及其他有害菌土壤環境中，管道陰極保護電位應為-950mV（CSE）或更負。在土壤電阻率100

Ω·m至1000Ω·m環境中的管道，陰極保護電位宜負于-750mV（CSE）；在土壤電阻率ρ大于1000Ω·m的環境中的管道，陰極保護電位宜負于-650mV（CSE）。當上述準則難以達到時，可采用陰極極化或去極化電位差大于100mV的判據。管道陰極保護評價2023/2/181.管地電位測試2.犧牲陽極電位、電流測試3.陽極接地電阻4.絕緣法蘭絕緣性能測試二、陰極保護參數測試管道陰極保護評價2023/2/191.管地電位測試地表參比法CSE放在管道頂上方潮濕土壤，保證與土壤接觸良好。管道陰極保護評價2023/2/110近參比法當土壤IR降較大時，推薦采用近參比法。沿管頂方向，距測試樁1m范圍內挖一個安放參比電極的探坑，將參比電極置于距管壁3～5cm處。1.管地電位測試管道陰極保護評價2023/2/1111.管地電位測試自然電位測量前，應確認管道是處于沒有施加陰極保護的狀態下。對已實施過陰極保護的管道宜在完全斷電24h后進行。將電壓表調至適宜的量程上，讀取數據，作好管地電位值及極性記錄，注明該電位值的名稱。管道陰極保護評價2023/2/1121.管地電位測試通電電位本方法適用于施加陰極保護電流時，管道對電解質電位的測量。本方法測得的電位是極化電位與回路中所有電壓降的和。測量前，應確認陰極保護運行正常，管道已充分極化。管道陰極保護評價2023/2/1131.管地電位測試斷電電位消除了由保護電流所引起的IR降后的管道保護電位。對有直流雜散電流或保護電流不能同步中斷的管道本方法不適用。測量之前，確認陰極保護正常運行，管道充分極化。測量時，在所有電流能流入測量區間的陰極保護電源處安裝電流同步斷續器，并設置在合理的周期性通/斷循環狀態下同步運行，同步誤差小于0.1s。典型的通/斷周期設置為：通電12s，斷電3s。管道陰極保護評價2023/2/1141.管地電位測試斷電電位斷電電位測量接線同自然電位的接線。將電壓表調至適宜的量程上，讀取數據，讀數應在通/斷電0.5s之后進行。記錄管道對電解質的通電電位和斷電電位以及相對于硫酸銅電極的極性。管道陰極保護評價2023/2/1151.管地電位測試管道陰極保護評價2023/2/1161.管地電位測試密間隔電位密間隔電位測量（CIPS）適用于對管道陰極保護系統的有效性進行全面評價的測試。本方法可測得管道沿線的通電電位（Von）和斷電電位（Voff）。管道陰極保護評價2023/2/117CIPS測量簡圖CIPS測量簡圖管道陰極保護評價2023/2/1181.管地電位測試密間隔電位在所有電流能流入測量區間的陰極保護直流電源處安裝電流同步斷續器，并設置在合理的周期性通/斷循環狀態下同步運行，同步誤差小于0.1s。典型的循環時間：通電12s，斷電3s。設置為CIPS測量模式，設置與同步斷續器保持同步運行的相同的通/斷循環時間，并設置合理的斷電電位測量延遲時間，典型的延遲時間設置宜為50~100ms。管道陰極保護評價2023/2/1191.管地電位測試密間隔電位從測試樁開始，沿管線管頂地表以密間隔（一般是1~3m）逐次移動硫酸銅電極，每移動探杖一次就采集并記錄存儲一組通電電位（Von）和一組斷電電位（Voff）。同時應使用米尺線軸、GPS坐標測量或其它方法，測量硫酸銅電極安放處沿管線的距離，應對管道通電電位（Von）和斷電電位（Voff）異常位置處作好標志與記錄。管道陰極保護評價2023/2/1201.管地電位測試密間隔電位管道陰極保護評價2023/2/1212.犧牲陽極電位、電流測試犧牲陽極開路電位測量前，應斷開犧牲陽極與管道的連接。測量中，將數字萬用表的正極與犧牲陽極連接，負極與硫酸銅電極連接。將硫酸銅電極放置在犧牲陽極埋設位置正上方的潮濕土壤上，應保證硫酸銅電極底部與土壤接觸良好。將數字萬用表調至適宜的量程上，讀取數據，作好電位值及極性記錄，注明該電位值的名稱。測量完成后將犧牲陽極與管道恢復連通。管道陰極保護評價2023/2/1222.犧牲陽極電位、電流測試犧牲陽極開路電位管道陰極保護評價2023/2/1232.犧牲陽極電位、電流測試犧牲陽極閉路電位將硫酸銅電極朝遠離犧牲陽極的方向逐次安放在地表上，第一個安放點距管道測試點不小于20m，以后逐次移動5m。將數字萬用表調至適宜的量程上，讀取數據，作好電位值和極性記錄。當相鄰兩個安放點測試的管地電位相差小于2.5mV時，參比電極不再往遠方移動，取最遠處的管地電位值作為該測試點的管道對遠方大地的電位值。管道陰極保護評價2023/2/1242.犧牲陽極電位、電流測試犧牲陽極閉路電位管道陰極保護評價2023/2/1252.犧牲陽極電位、電流測試犧牲陽極輸出電流標準電阻法標準電阻的兩個電流接線柱分別接到管道和犧牲陽極的接線柱上，兩個電位接線柱分別接數字萬用表，并將數字萬用表置于DC電壓最低量程。接入導線的總長不大于1m，截面積不宜小于2.5mm2。標準電阻的阻值宜為0.1Ω，準確度為0.02級；管道陰極保護評價2023/2/1262.犧牲陽極電位、電流測試犧牲陽極輸出電流標準電阻法管道陰極保護評價2023/2/1272.犧牲陽極電位、電流測試

管道陰極保護評價2023/2/1282.犧牲陽極電位、電流測試犧牲陽極輸出電流直測法

管道陰極保護評價2023/2/1293.陽極接地電阻在土壤電阻率較均勻地區，d13取2L，d12取L；在土壤電阻率不均勻的地區，d13取3L，d12取1.7L在測試過程中，電位極沿輔助陽極與電流極的連線移動三次，每次移動的距離為d13的5%左右，若三次測試值接近，取其平均值作為輔助陽極接地電阻值；若測試值不接近，將電位極往電流極方向移動，直至測試值接近為止。但d13不得小于40m，d12不得小于20m。管道陰極保護評價2023/2/1304.絕緣法蘭絕緣性能測試電位法已建成的管道上的絕緣接頭（法蘭），當陰極保護可以運行時，可用電位法判斷其絕緣性能。管道陰極保護評價2023/2/1314.絕緣法蘭絕緣性能測試電位法在對被保護管道通電之前，用數字萬用表測試絕緣接頭（法蘭）非保護側a的管地電位Va1；保持硫酸銅電極位置不變，對保護管道通電，并使保護側b點的管地電位Vb達到-0.85V～-1.20V之間，測試a點的管地電位Va2。若Va2與Va1基本相同，認為絕緣法蘭絕緣性能良好；若Va2>Va1，且Va2接近Vb的數值，則一般認為絕緣法蘭絕緣性能很差。管道陰極保護評價2023/2/1324.絕緣法蘭絕緣性能測試PCM漏電率檢測法已建成的管道上的絕緣接頭（法蘭），可用管道電流測繪系統（PCM）測量漏電率，判斷絕緣性能。管道陰極保護評價2023/2/1334.絕緣法蘭絕緣性能測試斷開保護側陰極保護電源。按PCM操作步驟，用PCM發射機在保護側接近絕緣接頭（法蘭）處向管道輸入電流I。在保護側電流輸入點外側，用PCM接收機測量并記錄該側管道電流I1。在非保護側用PCM接收機測量并記錄該側管道電流I2。PCM漏電率檢測法管道陰極保護評價2023/2/1344.絕緣法蘭絕緣性能測試

PCM漏電率檢測法管道陰極保護評價2023/2/135三、陰極保護故障分析1.犧牲陽極陰極保護故障分析2.強制電流陰極保護故障分析管道陰極保護評價2023/2/1361.犧牲陽極陰極保護故障分析陽極輸出電流減小，達不到保護電位陽極消耗掉，可能需要更換；陽極/陰極的連接斷開；陽極/導線接頭斷開；陰極/導線接頭斷開；陽極周圍土壤干燥；環境污染對陽極性能的影響。管道陰極保護評價2023/2/1371.犧牲陽極陰極保護故障分析陽極輸出電流增大，但保護構筑物電位極化不上去被保護構筑物所需電流過大，陽極輸出的電流遠小于所需電流；被保護體與相鄰金屬構筑物有電連接；環境改變引起迅速去極化或者水的含氧量增大；絕緣裝置失效；覆蓋層老化或破壞。管道陰極保護評價2023/2/1381.犧牲陽極陰極保護故障分析陽極體腐蝕不嚴重，但陽極已不能工作。可能的原因為，陽極成分不合理，在工作環境中造成鈍化所致，影響因素有溫度、含鹽類型等。陽極體局部腐蝕嚴重，造成陽極體斷裂。可能的原因是陽極合金化不均勻，造成局部腐蝕。未達設計壽命，陽極失效。可能的原因為，陽極雜質含量高，陽極效率降低。在交流電干擾狀態下，有時陽極會發生極性逆轉，管理中，如有交流干擾要嚴密監視。管道陰極保護評價2023/2/1392.強制電流陰極保護系統故障分析通電后，構筑物/電解質電位變正。

這是正、負極接反了，必須立即更正，否則將會造成被保護體快速電解腐蝕，危險性極大。

施加電壓正常，電流為零。

陰、陽極引線斷開，或陽極完全失效。施加電壓、電流偏小。變壓比例不合適；變壓、整流器故障；供電系統故障。管道陰極保護評價2023/2/1402.強制電流陰極保護系統故障分析施加電壓正常，電流小但不為零。

陽極或地床破壞；地床干燥或陽極露出水面；土壤環境中，陽極地床的“氣阻”；陽極接頭斷開；陰極引線斷開。施加電壓、電流偏大。

變壓比例不合適。管道陰極保護評價2023/2/1412.強制電流陰極保護系統故障分析施加的電壓、電流正常，但構筑物/電解質電位負移不夠電連接點斷開或接頭電阻過大；測試點處土壤干燥或土壤充氣過多；環境去極化作用過強，或水中含氧量增大；絕緣故障，與其他構筑物短路；金屬構筑物的屏蔽作用；相鄰陰極保護裝置失效；防腐覆蓋層老化或損壞。管道陰極保護評價2023/2/1422.強制電流陰極保護系統故障分析施加的電壓、電流正常，但構筑物/電解質電位負得不正常在遠端電連續性跨接斷開；調試之后，電解質的充氣降低；電解質流速降低；干擾跨接斷開。施加的電壓、電流正常，但構筑物/電解質電位波動

雜散電流干擾。管道陰極保護評價2023/2/143四、陰極保護系統維護周期項目調查內容周期備注

強制電流設備恒電位儀巡檢1次/日無人站每月一次恒電位儀維護1次/日無人站每季一次自動控制用參比電極1次/日絕緣法蘭、絕緣接頭等檢查每季一次陽極接地電阻測試每季一次管道陰極保護評價2023/2/144項目調查內容周期備注犧牲陽極系統輸出電流、陽極開路電位，陽極接地電阻每季一次進行檢修陽極系統檢查每年一次進行檢修排流保護系統排流設備巡檢每日一次進行檢修四、陰極保護系統維護周期管道陰極保護評價2023/2/145項目調查內容周期備注陰極保護等