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安科工程插市冊棄院

陰極保護系統運行維護手冊

（第二版）

修訂稿

中石油西氣東輸管道公司

安科工程技術研究院（北京）有限公司

2018年1月

陰極保護系統運行維護手冊

編制單位：中石油西氣東輸管道公司

安科工程技術研究院（北京）有限公司

編制人：曹國飛（西氣東輸管道處）

董亮（安科工程技術研究院）

參加人：西氣東輸各管理處、魏百發、陳程（安科）

審核人：

編制修訂記錄

編制修訂階段編制修訂人修訂日期

初稿曹國飛、董亮、西氣東輸各管道處等2017.11.18

審核顧清林、姜永濤、王修云、姜子濤2017.11.25

修訂董亮2017.12.01

征求意見各管理處2017.12.31

修訂董亮2018.01.04

審定

目錄

1引言...............................................錯誤!未定義書簽。

2編制依據..........................................錯誤!未定義書簽。

3基礎知識篇........................................錯誤!未定義書簽。

3.1什么是陰極保護技術？........................錯誤!未定義書簽。

3.2實現陰極保護的方法有哪些？..................錯誤!未定義書簽。

3.3陰極保護系統的組成及附屬設施有哪些？.......錯誤!未定義書簽。

3.4陰極保護效果評價的準則有哪些？.............錯誤!未定義書簽。

4檢測評價篇........................................錯誤!未定義書簽。

4.1恒電位儀運行狀態檢測評價....................錯誤!未定義書簽。

4.2長效參比電極狀態檢測評價....................錯誤!未定義書簽。

4.3輔助陽極地床接地電阻檢測評價................錯誤!未定義書簽。

4.4犧牲陽極有效性檢測評價......................錯誤!未定義書簽。

4.5避雷器狀態檢測評價..........................錯誤!未定義書簽。

4.6絕緣接頭（法蘭）絕緣性能檢測評價...........錯誤!未定義書簽。

4.7土壤電阻率檢測評價..........................錯誤!未定義書簽。

4.8陰極保護電位檢測評價........................錯誤!未定義書簽。

4.9站場區域陰極保護與線路陰極保護相互干擾檢測評價錯誤！未定義書

簽。

5異常診斷篇........................................錯誤!未定義書簽。

5.1恒電位儀電路及異常診斷的一般流程...........錯誤!未定義書簽。

（一）恒電位儀的工作原理.....................錯誤!未定義書簽。

（-）異常診斷的一般流程.....................錯誤!未定義書簽。

（三）常見異常類型及處理建議.................錯誤!未定義書簽。

5.2陰極保護電位異常及處理建議..................錯誤!未定義書簽。

5.3接線、標記等標識識別........................錯誤!未定義書簽。

（一）恒電位儀輸出接線識別...................錯誤!未定義書簽。

（二）絕緣接頭兩側接線識別...................錯誤!未定義書簽。

（三）陽極、陰極接線箱接線識別..............錯誤!未定義書簽。

1引言

為提高公司陰極保護系統運行維護水平，依據標準規定，結合行業經驗和公司管理經驗,

總結陰極保護系統基礎知識、檢測評價方法和故障診斷方法，編制本陰極保護系統運行維護

手冊(第二版)。手冊發放至各管理處管道科及基層人員處，供查閱學習，提高基層人員技

術水平和日常維護水平。

2編制依據

SY/T6964-2013《石油天然氣站場陰極保護技術規范》

GB/T21447-2008《鋼質管道外腐蝕控制規范》

GB/T21448-20()8《埋地鋼質管道陰極保護技術規范》

Q/SY1302-2010《強制電流陰極保護電源設備應用技術》

GB/T21246-2007《埋地鋼制管道陰極保護參數測試方法》

SY/T0029-2012《埋地鋼質檢查片應用技術規范》

SY/T0086-2012《陰極保護管道的電絕緣標準》

DL/T596-2015《電力設備預防性試驗規程》

DL/T474.5-2006《現場絕緣試驗實施導則避雷器試驗》

GB50150-2016《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》

GB50991-2014《埋地鋼質管道直流干擾防護技術標準》

GB/T50698-2011《埋地鋼質管道交流干擾防護技術標準》

3基礎知識篇

3.1什么是陰極保護技術?

陰極保護技術是防止或抑制被保護金屬結構物發生腐蝕的電化學方法。通過對被保護金

屬施加一定的陰極電流，使之電位向負向移動至免蝕電位，以達到在環境介質中處于陰極,

從而抑制金屬的陽極溶解反應，使金屬的腐蝕得以控制。該技術廣泛地應用于埋地管道、儲

罐罐底、海上石油平臺、每底管道和艦船等金屬結構物的防腐中，取得了很好的效果。

3.2實現陰極保護的方法有哪些？

按照給被保護金屬施加陰極電流方式的不同，陰極保護方法分為犧牲陽極陰極保擰法和

外加電流陰極保護法，分別如錯誤!未找到引用源。⑶和(b)所示。

圖1犧牲陽極陰極保護法和外加電流陰極保護法

犧牲陽極陰極保護法是用一種電位比所要保護的金屬還要負的金屬或合金與被保護的

金屬電連接在一起，如錯誤!未找到引用源。（a）所示，依靠電負性金屬或合金的不斷溶解

消耗向被保護物提供保護電流，使金屬結構物獲得保護的方法。常用的犧牲陽極有鎂、鋁、

鋅及其合金。鎂陽極的驅動電壓相對較高（-1.67.75V,相對于銅/飽和硫酸銅參比電極，

簡稱CSE,以下電位均相對于該參比電極），一般用于土壤環境中；鋅陽極和鋁陽極的驅動

電壓相對較低（分別約為-1.1V和-1.05V）,常用于海水環境中，其中鋅陽極也可用在電阻

率較低的土壤環境中。

外加電流陰極保護法，乂稱為強制電流陰極保護法，它是將外部交流電轉變成低壓直流

電，通過輔助陽極將陰極保護電流傳遞給被保護的金屬結構物，從而使金屬的陽極腐蝕得以

抑制的力法，如錯誤!未找到引用源。（b）所示。輔助陽極材料一般有高硅鑄鐵陽極、混合

金屬氧化物陽極（簡稱MMO陽極）和柔性陽極等。外加電流陰極保護法的驅動電壓高，保

護面積和距離要遠大于犧牲陽極陰極保護法。

犧牲陽極陰極保護法和外加電流陰極保護法的優缺點比較如下表所示：

方法優點缺點

1）不需要外部電源I）高電阻率環境不適用

2）對鄰近構筑物無干擾或很小2）保護電流幾乎不可調

犧牲陽極

3）投產調試后可不需管理3）覆蓋層質量必須好

陰極保護法

4）工程越小越經濟4）投產調試工作復雜

5）保護電流分布均勻、利用率高5）消耗犧牲陽極金屬

1）輸出電流連續可調I）需要外部電源

2）保護范圍大2）對鄰近構筑物干擾大

外加電流

3）不受環境電阻率限制3）維護管理工作量大

陰極保護法

4）工程越大越經濟

5）保護裝置壽命長

3.3陰極保護系統的組成及附屬設施有哪些?

（1）外加電流陰極保護系統的組成如下表所示，示意圖如下圖所示。

項目主要功能解釋

陰極保護的對象，即與陰極電纜電埋地金屬管道及與其電連接的其他埋地金屈

被保護結構物

連接的所有埋地金屬設施結構物（埋地金屬儲罐和接地系統等）

將工頻交流電轉變為直流電的設備最為常見，

恒電位儀輸出陰極保護電流的設備主要參數包括輸出電壓、輸出電流、控制電位

和保護電位。

測量電位時使用的長壽命參照電陸上衿用電極為銅/飽和硫酸銅參比電極

長效參比電極

極，用于電位控制點的電位反饋（CSE）,長效電極的使用壽命約為5~10年

輔助陽極材料一般有高硅鑄鐵陽極、混合金屬

埋地的輔助陽極系統，包括糅放電氧化物陽極（簡稱MMO陽極）和柔性陽極等；

輔助陽極地床

流的輔助陽極及陽極填料陽極填料為焦炭；地床形式有深井陽極地床

（＞15m）和淺埋陽極地床。

作為線路過渡連接、線路跳接、跨

接線箱主要包括陽極、陰極和參比電極接線箱

接用的箱體

陽極電纜、陰極電纜、零位接陰電纜和參比電

連接電纜陰極保護供電或測試回路用

極電纜等

??O

除■電佼：.1.100V

保滬電（2：-1.100V■

秘鮑i:10.2V*

樹電流：5.8A像

美0?羿

圖2外加電流陰極保護系統示意圖

（2）犧牲陽極陰極保護系統的組成如卜表所示，不意圖如卜圖所示。

項目主要功能解釋

陰極保護的對象，即與陰極電纜電埋地金屬管道及與其電連接的其他埋地金屬

被保護結構物

連接的所有埋地金屬設施結構物（埋地金屬儲罐和接地系統等）

埋地的犧牲陽極系統，包括釋放電常見犧牲陽極材料有鎂、鋅、鋁及其合金；陽

犧牲陽極地床

流的犧牲陽極及陽極填料極填料主要為膨潤土：以淺埋地床為主。

作為線路過渡連接、線路跳接、跨主要為犧牲陽極接線箱/測試樁，連接管道電

接線箱/測試樁

接用的箱體纜和犧牲陽極電纜

連接電纜陰極保護供電或測試回路用犧牲陽極電纜和陰極（管道）電纜

陽

l

M

I

懵W

幔

1M

圖

統示意

保護系

極陰極

犧牲陽

圖3

示。

上圖所

意圖如

示，示

下表所

設施如

要附屬

其他主

(3)

功能

主要

解釋

項目

電

保護

蘭及

或法

接頭

絕緣

包括

主要

用

般指專

置，一

的裝

連續

間電

金屬

隔離

用于

置

緣裝

電絕

曙。

保護

電涌

的防

裝置

絕緣

加工件

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的配

、火

雷器

鋅避

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器有

保護

浪涌

常見

絕

護的電

與被保

器，

防雷

器或

保護

電涌

乂稱

池、

化電

、極

電池

接地