长输管道外加电流阴极保护及阴极保护站维护基础知识

长输管道外加电流 阴 极 保 护 及 阴 极 保 护 站 维 护 基 础 知 识 河南汇龙合金材料有限公司 1. 目的：随着国内长输管道的大规模建设，我国的天然气管网已初具规模，长输管道外加电流阴极保护技 术也被大量广泛应用，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。 该方式简便易行，不需要外加电源，很少产生腐蚀干扰，广泛应用于保护小型（电流一般小于 1 安培） 或 处于低土壤电阻率环境下（土壤电阻率小于 100 欧姆.米）的金属结构。如，城市管网、小型储罐等。根 据国内有关资料的报道，对于牺牲阳极的使用有很多失败的教训，认为牺牲阳极的使用寿命一般不会超过 3 年，最多 5 年。牺牲阳极阴极保护失败的主要原因是阳极表面生成一层不导电的硬壳，限制了阳极的电 流输出。本人认为，产生该问题的主要原因通常是阳极成份达不到规范要求，其次是阳极所处位置土壤电 阻率太高。因此，设计牺牲阳极阴极保护系统时，除了严格控制阳极成份外，一定要选择土壤电阻率低的 阳极床位置。 强制电流保护原理：由外部的直流电源向被保护金属构筑物通以保护电流，使之阴极极化，达到阴 极保护的一种方法。该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构，如：长输埋地管道， 大型罐群等。 强制电流保护原理图； 图1图2 3. 阴极保护参数测试 3.1 要判定管道是否得到了保护，则须通过测得管道所在处的管地电位来判定。 为了便于实际应用，通过多年的实践与研究，得出了以下几个判断结构是否得到充分保护得判断准则。 1. NACE RP 0169建议“在通电的情况下，埋地钢铁结构最小保护电位为-0.85V CSE或更负，在有硫酸盐 还原菌存在的情况下，最小保护电位为-0.95VCSE，该电位不含土壤中电压降（IR降）”。实际测量时, 应根据瞬时断电电位进行判断。目前流行的通电电位测量方法简便易行，但对测量中 IR 降的含量没有给 予足够重视。其后果是很多认为阴极保护良好的管道发生腐蚀穿孔。这方面的教训是很多的。如：四川气 田南干线，认为阴极保护良好，但实际内检测发现腐蚀深度在壁厚的 10-19% 的点多达 410 处；个别位置 的点蚀深度达到50%。进行断电电位测量发现，很多点保护电位（断电电位）没有达到-0.85V CSE。有效 的方法是实际测量几点的IR降，保护电位按0.85+ IR降来确定。IR降可以通过通电电位减去瞬时断电 电位来获得，也可以用瞬时通电电位减去结构自然电位来获得。 2. 瞬时断电电位与自然电位电位之差不得小于100mV。在有些情况下，在断开电源0.2-0.5秒内测量断电 电位，待结构去极化后（24或48小时后）再测量结构电位（自然电位），其差值应不小于100mV。也可 以用通电电位（极化后）减去瞬时通电电位来计算极化电位。 3. 最大保护电位的限制应根据覆盖层及环境确定，以不损坏覆盖层的粘结力为准，一般瞬时断电电位不得低 于-1.10VCSE。由于受旧规范的影响，很多人还认为阴极保护最大电位不能低于-1.5VCSE。事实上这种 观念使错误的，造成的危害也是巨大的。判断阴极保护电位是否过大应以断电电位为判断基础，只要断电 电位不低于T.1V CSE （西欧为-1.15V CSE），通电电位再大也没有关系。 3.2 管地电位是管道与其相邻土壤的电位差。 3.3 管地电位的测试方法： （1） 当采用数字万用表测管地电位时，应将电压表的负接线柱（COM）与硫酸铜参比电极连接（硫 酸铜参比电极应安放在管道的正上方并确保与大地土壤接触良好），正接线柱（V）与管道连接，仪表值指 示的是管道相对于参比电极的电位值，正常情况下显示负值； （2） 当采用直流指针式电压表测量管地电位时，应将直流指针式电压表的负接线柱（COM）与管道 连接，正极接线柱（V）与硫酸铜参比电极连接（硫酸铜参比电极应安放在管道的正上方并确保与大地土壤 接触良好），在指针发生反转的情况下，所记录的数据应该加负号。 3.4 管地电位的组成 （1） IR降：即电流流经涂层管子和土壤接触的界面以及和参比电极之间的土壤时产生的IR降； （2） 由管地界面处的电化学变化引起的极化电位； （3） 最初的或静态的管地电位，也称自然电位，即无外部电流影响的腐蚀电位；（在进行阴极保护 之前，管子在土壤中所处的平衡电位就是腐蚀电位） 所以最初用数字万用表测得的管地电位不是管道的真正保护电位，而是含有几种因素所组成的电位， 所以要排出几种因素后，才能得道的真正阴极保护电位，就要采取进一步的测量。 3.5 极化探头使用方法 最有效排除IR降的方法是采用极化探头测试，极化探头是一种长效、高稳定、消除IR降的埋地钢 质管道阴极保护电位测量探头，主要适用于埋地及水下钢质管道腐蚀控制工程阴极保护电位的检测与监测， 并能同时测量自腐蚀电位。具有长效性、高稳定性特点，并能通过探头的特殊结构，消除土壤中 90%左右 的IR降。 极化探头具有三根接线（1 号线为红色是参比电极， 2号线为绿色是连接到极化试片， 3号线为黄色是 连接到自腐蚀试片）。 在测量管地电位时，首先把探头插入被测体附近的土壤中，如果土壤干燥，应在探头周围的土壤中浇 入纯净水湿润。在用 2 号绿色接线进行与管道的极化，当极化完全后，再将1 号参比电极线接到万用表的 地线，把万用表的正极接到2号线同时接到被测体，待电位值稳定后，读取被测量体阴极保护电位值。将 2 号线换为3 号线接到万用表的正极，同时不要与被测量体相连接，待电位稳定后，即测量到自腐蚀电位。 如果要对管道进行长期监测时，就要把电位测量探头作为监测电极长期埋入地下，首先把探头装入 牺牲阳极用在填料包内再埋入土壤中，并在探头周围的土壤中浇入纯净水湿润；再把1 号红色接线接到万 用表的地线， 2号接线接万用表的正极，同时与被测体固定连接，待电位稳定后，读取测量阴极保护电位 值。将 2 号接线换3 号接线接到万用表的正极，同时不要与被测量体连接，待电位稳定后，即测量到自腐 蚀电位。 3.6 测试桩之间阴极保护状况检测 防腐层与阴极保护装置是埋地钢质管道的联合保护，保护效果的好坏直接关系到管道的使用寿命， 因此对阴极保护系统运行状况的检测与评价也是非常重要的一项内容。 管道阴极保护系统有效性检测采用CIPS （密间隔电位）法按标准规定间距对管道ON/OFF电位进行 测试。 在埋地管道的阴极保护系统中，被保护的管道每间隔一定的距离（例如一公里）有一个管地电位测 试桩，是用导线与管体金属联结，然后引到地面上，并做好与地的绝缘。阴极保护站的工作人员定期用毫 伏表沿管线逐个在桩上测量该点的管对地电位，从阴极保护站的加电点开始观察所施加的电压沿管道的衰 减情况，用以了解保护的范围和异常衰减的区段。但是这种测量的结果是很粗糙的，只能对阴极保护状况 做个大致的观察。由于IR降的存在，在每个桩上所测得的管对地电位并不是直接加在破损点管道金属表面 与土壤接触界面之间的电位，并不能准确判断对管道保护的效果。 图3 CIPS 测量成果图 在消除IR降的诸多方法之中，断流法被普遍采用。就是在中断阴极保护电流后的一瞬间，测量管体 与土壤界面之间极化电位。这个电位才是阴极保护对破损处金属所施加的起保护作用的电位。通常我们把 断流前所测的电位叫做ON电位，断流后所测的电位叫做OFF电位。 CIPS的含义是近间距管对地电位测量。测量时，在阴极保护电源输出线上串接断流器，断流器以一 定的周期断开或接通阴极保护电流。例如在一秒周期中 1/3 秒断开， 2/3 秒接通。测量从一个阴极保护测 试桩开始，将尾线接在桩上，与管道连通，操作员手持探杖，沿管顶每间隔一定距离测量一个点，记录下 每个点的ON/OFF电位。这样就可以得到沿管道的管对地电位的两条曲线，如前所述，OFF电位值是代表实 际对金属表面施加的真实保护电位，看它相对-850毫伏的变化，可知某处阴极保护的实际效果。根据NACE （美国腐蚀工程师协会）相应的解释标准对CIPS结果曲线进行解释。 CIPS的应用在对管道阴极保护的有效性评价及发现防腐层失效范围方面比以前前进了一大步。首先， 它的OFF电位曲线是基本消除了 IR降的结果，更真实的描述了管道阴极保护的有效性。其次，它可以反映 出防腐层失效范围。给出管道上阴极保护和防腐效果的具体的详细的描述。因此CIPS系统一经问世，便被 各管道公司广泛采用。 4. 阴极保护站内维护与测试 阴极保护站场内的主要是对恒电位仪仪器的自检和对仪器接线的测试，还有就是对绝缘接头（法兰） 的漏电电阻、长效参比电极进行测试，并测试出辅助阳极接地电阻，判断它的接地性能； 图5 4.1 恒电位仪的特点 恒电位仪的特点具体如下： ——具有数字显示输出电压、输出电流、电位测量值； ——机上装有假负载，便于仪器的自检，便于对仪器的维修； ――仪器具有软起动功能、能防止雷击余波、可以阻抗50Hz的工频干扰，还可以进行限流、进行误 差的报警等功能； 仪器具有运行状态自动切换的功能，当在无法进行恒电位控制的时候（如参比电极回路开路）， 变压整流器将会自动从恒电位工作状态切换到恒电流工作状态，并恒定在预先设定的电流值上；当远控给 定信号输入时，变压整流器将会受到远控给定控制。 4.2 变压整流器的工作原理 当仪器处于（自动）工作状态时，机内给定信号（标称电压）或外控给定信号和经阻抗变换器分离后 的参比信号一起送入比较放大器，经高精度、高稳定性的比较放大器比较放大，输出误差控制信号（放大 的差动电压），将此信号送入移相触发器根据该信号的大小，自动调节脉冲的移相时间，通过脉冲变压器 输出触发脉冲调整极化回路可控硅的导通角，改变输出电压、电流的大小，使保护电位等于设定的给定电 位，从而实现恒电位保护。 4.3 变压整流器的自检 当仪器需要自检时，应事先将仪器后板的输出阳极连线断开，没有必要断开其他的接线，在进行仪 器自检前先将仪器面板上的“输出调节”旋钮反时针旋到底，再将工作方式打到“自动”档位，测量选择 到控制的档位，将仪器的开关扳到“自检”状态，仪器电源的指示灯将亮，各面板表将应均会有显示；顺 时针旋动“控制调节”旋钮，将控制电位调到调制到想调的值上，此时，仪器工作于“自检”状态，测量 选择开关将在“控制”与“保护”档位之间拔动，电位表显示的值基本上将不会改变，这表明仪器正常。 4.4 检查仪器的外围连接接线方法 在对仪器外围接线进行检查时，应先检查接线的准确性，然后通过参比电极、零位接阴、输出阳极 和输出阴极几组接线测量出几组接线的电位，通过测量出的电位值然后判定接线是否良好。 4.5 长效参比电极 测试长效参比电极的目的是判定长效参比电极是否失效。 在对长效参比电极进行测试时应先测试出长效参比电极的电位，然后测试出校正好的参比电极的电 位，把长效参比电极测试出的电位与校正后的参比电极的电位进行比较，然后判断长效参比电极是否失效。 4.6 辅助阳极接地电阻 辅助阳极接地电阻采用接地电阻测量仪测试，测试接线示意图见下图； 当采用图中接线测试时，在土壤电阻率均匀的地区，di取2L，d2取L；在土壤不均匀的地区，di 取3L, d2取1.7L。在测试过程中，电位极沿辅助阳极与电流极的连线移动三次，每次移动的距离为di的 5%左右，若三次测试值接近，取其平均值作为辅助阳极接地电阻率；若测试值不接近，将电位极往电流极 方向移动，直至测试值接近为止 。 4.7 控制电位的调节 在对变压整流器的电位进行调节时，要合理的调节，在进行调节时要将仪器从工作状态打到调节状 态再进行调节，首先调节的电位不能高于恒电位的范围内，其次不能高于阴极保护电位的正常值。 4.9 绝缘接头（法兰）绝缘性能 我们通常采用的测量方法是电位法，通过使用数字万用表测量绝缘接头（法兰）两端的电位，是用 来判断其绝缘性能的好坏。 1、 在被保护管道通电之前，用数字万用表V测试绝缘接头（法兰）非保护侧a的管地电位Vai; 2、 调节阴极保护电源，使保护侧b点的管地电位Vb达到-0.85~-1.50V之间，再测试a点的管地电 位 Va2； 3、 若Vai与Va2基本相等，则认为绝缘接头（法兰）的绝缘性能良好；若Va2〉Vai；且Va2接近 Vb 值，则认为绝缘接头（法兰）的绝缘性能可疑；若辅助阳极距绝缘接头（法兰）足够远，且判断与非保 护测相连的管道没同保护侧的管道接近或交叉，则可判定为绝缘接头（法兰）的绝缘性能很差； 4.10 机壳接地电阻 在有需要的时候将会机壳接地电阻进行测试，在进行接地电阻测试时是通过接地电阻仪来测得的，在 接线前要将机壳接地线断开，还需要短接接地电阻仪的短接片并接上机壳接地线，然后辅助阳极接地电阻 测试方法测试。 5. 管线上的维护 5.1 在对管线上进行维护时必须对测试桩进行保护，防止人为的损坏，如果是遭到自然环境破坏的（如泥 石流、滑坡、塌崩等自然因素引起的破坏），应及时对测试桩附近进行修补保证接线的完好，如果不能及 时修补或者是不能再进行修补的测试桩应在测试桩所在的具体位置做好标志，已被测试人员能够准确的查 找出具体位置进行测试； 5.2 管道巡线工应特别注意，未经过上级允许便在管道上方开挖与扎桩的，要进行劝阻，如果是发现有人 企图对管道进行破坏的，应及时进行阻止与当场进行教育，对教育后不改正的人员送往当地公安机关进行 改造。 附：阴极保护的运行管理 一. 阴极保护投入前的准备和验收 （一）阴极保护投入前对被保护管道的检查 1. 管道对地绝缘的检查 从阴极保护的原理介绍, 已得知没有绝缘就没有保护。为了确保阴极保护的正常运行, 在施加阴极保护电 流前,必须确保管道的各项绝缘措施正确无误。应检查管道的绝缘法兰的绝缘性能是否正常;管道沿线布置 的设施如阀门、抽水缸、闸井均应与土壤有良好的绝缘;管道与固定墩、跨越塔架、穿越套管处也应有正确 有效的绝缘处理措施。管道在地下不应与其它金属构筑物有"短接"等故障。管道表面防腐层应无漏敷点, 所有施工时期引起的缺陷与损伤,均应在施工验收时使用 DCVG 检漏仪检测,修补后回填。 2. 管道导电性检查 对被保护管道应具有连续的导电性能。 3. 旧管道对地绝缘状态的检查,应按设计要求处理。对是否修补防腐涂层,排除接地故障（如防静电接地极 等）,应根据技术经济条件比较确定。对管道导电性的检查,仍需按前述要求进行。 （二）对阴极保护施工质量的验收 1. 对阴极保护间内所有电气设备的安装是否符合《电气设备安装规程》的要求,各种接 地设施是否完成，并符合图纸设计要求。 2. 对阴极保护的站外设置的选材、施工是否与设计一致。对通电点、测试桩、阳极地 床、阳极引线的施工与连接应严格符合规范要求。尤其是阳极引线接正极,管道江流点接负极,严禁电极接 反。 3. 图纸、设计资料齐全完备。 二. 阴极保护投入运行 1. 组织人员测定全线管道自然电位、土壤电阻率、各站阳极地床接地电阻。同时对管道环境有一个比较详 尽的了解,这些资料均需分别记录整理,存档备用。 2. 阴极保护站投入运行 按照直流电源（整流器、恒电位仪、蓄电池等）操作程序给管道送电,使电位保持在-1.30 伏左右,待管道阴极极化一段时间（四小时以上）开始测试直流电源输出电流、电压、通电点电位、管道沿线 保护电位、保护距离等。然后根据所测保护电位,调整通电点电位至规定值, 继续给管道送电使其完全极化 （通常在 24 小时以上）。再重复第一次测试工作,并做好记录。若个别管段保护电位过低,则需再适当调节 通电点电位至满足全线阴极保护电位指标为止。 3. 保护电位的控制 各站通电点电位的控制数值, 应能保证相邻两站间的管段保护电位达到-0.85 伏,同时, 各站通电点最负 电位不允许超过规定数值。调节通电点电位时,管道上相邻阴极保护站间加强联系,保证各站通电点电位均 衡。 4. 当管道全线达到最小阴极保护电位指标后,投运操作完毕。各阴极保护站进入正常连续工作阶段。 三. 阴极保护站的日常维护管理 1. 阴极保护设施的日常维护 电气设备定期技术检查。电气设备的检查每周不得少于一次,有下列内容: 1）检查各电气设备电路接触的牢固性,安装的正确性,个别元件是否有机械障碍。检查接接阴极保护站的电 源导线,以及接至阳极地床、通电点的导线是否完好,接头是否牢固。 2） 检查配电盘上熔断器的保险丝是否按规定接好,当交流回路中的熔断器保险丝被烧毁时,应查明原因及 时恢复供电。 3） 观察电气仪表,在专用的表格上记录输出电压、电流、通电点电位数值, 与前次记录（或值班记录）对照 是否有变化,若不相同,应查找原因，采取相应措施,使管道全线达到阴极保护。 4） 应定期检查工作接地和避雷器接地, 并保证其接地电阻不大于 10 欧姆,在雷雨季节要注意防雷。 5） 搞好站内设备的清洁卫生,注意保 持室内干燥,通电良好,防止仪器过热。 2. 恒电位仪的维护。 1）阴极保护恒电位仪一般都配置两台, 互为备用,因此应按管理要求定时切换使 用。改用备用的仪器时，应即时进行一次 观测和维修。仪器维修过程中不得带电插、 拔各插接件、印刷电路板等。 2）观察全部零件是否正常,元件有无腐蚀,脱焊、虚焊、损坏、各连接点是否可靠, 电路有无故障,各紧固件是否松动,熔断器是否完好,如有熔断，需查清原因再更换。 3）清洁内部,除去外来物。 4）发现仪器故障应及时检修,并投入备用仪器,保证供电。每年要计算开机率。 3. 硫酸铜电极的维护。 1）使用定型产品或自制硫酸铜电极,其底部均要求做到渗而不漏,忌污染。使用后应保 持清洁,防止溶液大量漏失。 2） 作为恒定电位仪信号源的埋地硫酸铜参比电极,在使用过程中需每周查看一次,及时添加饱和硫酸铜溶 液。严防冻结和干涸,影响仪器正常工作。 3）电极中的紫铜棒使用一段时间后,表面会粘附一层兰色污物,应定期擦洗干净, 露出铜的本色。配制饱和 硫酸铜溶液必须使用纯净的硫酸铜和蒸馏水。 4. 阳极地床的维护。 1）阳极架空线:每月检查一次线路是否完好,如电杆有无倾斜,瓷瓶、导线是否松动,阳极导线与地床的连接 是否牢固,地床埋设标志是否完好等。发现问题及时整改。 2） 阳极地床接地电阻每半年测试一次,接地电阻增大至影响恒电位仪不能提供管道所需保护电流时,应该 更换阳极地床或进行维修,以减小接地电阻。 5. 测试桩的维护。 1） 检查接线柱与大地绝缘情况，电阻值应大于 100 千欧,用万用表测量,若小于此值应检查接线柱与外套 钢管有无接地,若有,则需更换或维修。 2） 测试桩应每年定期刷漆和编号。 3） 防止测试桩的破坏丢失,对沿线城乡居民及儿童作好爱护国家财产的宣传教育工作。 6．绝缘法兰的维护。 1）定期检测绝缘法兰两侧管地电位,若与原始记录有差异时,应对其性能好坏作鉴别。 如有漏电情况应采取相应措施。 2） 对有附属设备的绝缘法兰（如限流电阻、过压保护二极管、防雨护罩等）均应加强维 护管理工作,保证完好。 3）保持绝缘法兰清洁、干燥,定期刷漆。 7.阴极保护管理 1）每条阴极保护管道,都应制符合本管道实际情况的＜＜阴极保护运行管理规定＞＞,使阴 极保护的日常测试、控制、调整、维修等方面的工作均按此进行。 2）加强阴极保护的组织、领导。保持室内设备整洁,达到无故障、无缺陷、无锈蚀、 无外来物。实现三图上墙,即线路走向图、保护电位曲线图、岗位责任制。 3）阴极保护站投产后,电气设备接线不得擅自改动,需要改变的应由主管部门作出方案, 经批准后方能执 行。 4）每日检查测量通电点电位,填写好运行日志,向生产调度部门汇报阴极保护站运行情 况。 5）阴极保护站向管道输送电不得中断。停运一天以上须报主管部门备案。利用管道停 电方法调整仪器, 一次不得超过 2 小时,全年不超过 30 小时。保证全年98％以上时间给管道送电。 6）保持通电点电位在规定值,沿管道测定阴极保护电位,此种测量在阴极保护站运行初 期每周一次, 以后每两周或一月测量一次。并将保护电位测量记录，造表，绘图上报主管部门。 7) 每年在规定时间内测量管道沿线自然电位和土壤电阻率各一次。 8) 检查和消除管道接地故障,使全线达到完全的阴极保护。 四. 牺牲阳极的维护 管道牺牲阳极保护日常维护工作量不多, 除按外加电流阴极保护的要求进行保护电位测量, 测试桩维 护保养,绝缘法兰检测,接地故障排除等工作外,建议每月测定各参数。据此分析管道保护状况。若阳极性能 变坏,则需采取相应措施。 五. 阴极保护系统常见故障的分析 1. 管道检测：保护管道绝缘不良,漏电故障的危害在阴极保护站投入运行,或牺牲阳极保护投产一段时间后, 出现了在规定的通电点电位下, 输出电流增大,管道保护距离却缩短的现象,或者在牺牲阳极系统中,牺牲 阳极组的输出电流量增大,其值已超过管道的保护电流需要, 但保护电位仍达不到规定指标的现象。发生上 述情况的原因,主要是被保护金属管道与未被保护的金属结构物"短路",这种现象称之为阴极保护管道漏电, 或者叫做"接地故障"。接地故障,使得被保护管道的阴极保护电流流入非保护金属体,在两管道的"短接"处 形成"漏电点", 这就会造成,阴极保护电流的增大;阴极保护电源的过负荷和阴极保护引起的干扰。 另外,阳极地床断路,阴极开路,零位接阴断路都会导致阴极保护不能投保。例如:格尔木站,甘森站,93 年由 于阳极电缆断路,造成阴极保护体系不能正常工作,判断阳极地床连接电缆断路时,可采用: (1) 测输出电流,将恒电位仪开启,在恒电位仪阳极输出端串上一电流表,如果电流为零, 则说明有断路现 象。 (2) 将恒电位仪机后阳极输出线断开,接入临时地床或其它接地装置,若有输出电压、电流,则可断定阳极地 床连接线断路。在阳极电缆与地床阳极接线处应设置接线用水泥井或标志。 2. 造成管道漏电的原因 (1) 施工不当,交叉管道间距不合规范,即当两条管道,一条为阴极保护的管道,另一条为未保护的管道交叉 时,施工要求应保持管道间的垂直净距不小于0.3m,并在交叉点前后一定长度内将管道作特别绝缘,如果施 工时不严格按照上述规定去做,那么在管道埋设一段时间后,在土壤应力的作用下, 管道相互可能搭接在一 起, 会造成绝缘层破损, 金属与金属的相连, 形成漏电点。 (2) 绝缘法兰失效或漏电, 绝缘法兰质量欠佳, 在使用一段时间后绝缘零件受损或变质, 使法兰不再绝缘, 从而使得两法兰盘侧不再具有绝缘性能, 阴极保护电流也就不再有限制;或者是输送介质中有一些电解质杂 质使绝缘法兰导通, 不再具有绝缘性能。从上述原因看, 漏电点只可能发生在保护管道与非保护管道的交叉 点,或保护管道的绝缘法兰处,因此查找漏电点就带有上述局限性。但如果地下管网复杂,被保护管道与多条 和线有交叉穿越,则使得漏电点的查找出现复杂现象。常常要根据现场实际情况,反复测量、多方位检查并 综合判 断才能找到真正的漏电故障点。 3. 漏电点的查找 (1) 利用查找管道绝缘层破损点,从而确定管道的漏电点或短接点的方法。此方法首先 将脉冲信号送到被测管道上, 如果管道防腐绝缘层良好,流入管道的电流很弱,仪表没有显示. 如果管道防 腐层有破损,电流将从土壤中通过破损处漏入管道,电流的流动会在周围土壤中将产生明显的电位梯度。当 探测人员手持两个参比电极在管道正上方探测行走时, 伏特计将明显的抖动,当伏特计指针停止抖动时,两 个参比电极的中间既为防腐层漏点位置,该方法简便宜行,定位准确,是目前国际上公认的检漏方法 (DCVG).. (2) 可利用测定管内电流大小的方法寻找漏电点。因为无分支的阴极保护管道, 管内电流是从远端流向通 电点。当非保护管道接入后就会形成分支电路,使保护电流经过漏电点会变小。因此,可利此法来寻找漏电 点的位置。利用此法测定时,在有怀疑的管段上可依次选点,用 IR 压降法或者补偿法(详见有关说明)测定 管内电流。再通过比较各点电流的大小来确定漏电点的电位。 (3) 绝缘法兰漏电的测定。当绝缘法兰漏电而导致阴极保护系统故障时, 则可通过在绝缘法兰两侧管段上, 分别测量管地电位,若保护侧为保护电位,非保护侧为自然电位,则绝缘法兰正常。否则,有问题存在。也可 在非保护侧测法兰端部的对地电位, 如此电位比非保护管道或其它金属构筑物的电位要负,则此绝缘法兰 漏电。 测定流过绝缘法兰的电流, 也可用来判定绝缘法兰的性能。若绝缘法兰非保护端一侧, 能测出电流,则法兰 漏电;若测不出电流,绝缘法兰不漏电。 (4) 近间距电位测量法 CIPS. 在测试桩上测量保护电位只能反映管道的整体保护水平,不能说明管道各点都得到了 保护.采用近间距测量方式,是沿管道每隔 1—2 米测量一次管地电位,可以准确的检测出没有得到保护的 管段. 4. 阳极接地故障 阴极保护另一常见故障是由阳极接地引起的。阳极接地电阻与阳极地床的设计与施工质量密切相关。"冻土 "会使阳极地床电阻增加几倍至十几倍,"气阻"也会使阳极地床电阻增加。当阳极使用一段时间后,也会由于 腐蚀严重,表面溶解不均匀造成电流障碍。因此,在阴极保护的仪器上会出现电位升高, 而保护电流下降的 现象。此时,应通过测量,更换或检修阳极地床,来使阴极保护正常运行。另一薄弱环节,是阳极电缆线与阳 极接头处的密封与绝缘,若施工不妥则会造成接头处的腐蚀与断路。使阴极保护电流断路而无法输入给管 道。 公司简介： 河南汇龙合金材料有限公司座落在经济蓬勃发展的黄河沿岸、中原腹地---河南省原阳县，是一家合金材料 多元化延伸产品深加工、电气技术研发、工程承包为一体的高新企业。公司创办以来本着科技领先、专注 行业的经营理念，在部队、石油、化工、天然气、铁路、市政等大型企业项目中树立起了良好的企业形象 和数以千计的成熟业绩；在电化学防腐蚀、阴极保护材料开发、阴极保护施工、防雷及接地领域，汇龙品 牌产品已畅销海内外并得到了客户的普遍好评和认可。 汇龙公司拥有一支长期从事特种合金、阴极保护材料研发、防雷及接地材料行业具有丰富经验的专家团队， 在阴极保护防腐蚀领域采用新技术、新工艺不断改革创新使我们的产品与技术更具有市场竞争力，一直走 在同行业的前列。 汇龙公司自主研发设计的主要产品有：镁合金阳极、锌合金阳极、铝合金阳极、镁带、锌带、长效硫酸铜 参比电极、便携式参比电极、高纯锌参比电极、锌接地电池、阴极保护测试桩、防爆接线箱、高硅铸铁阳 极、钛基氧化物阳极、预包装深井阳极、浅埋式预包装阳极、固态去耦合器、等电位连接器、恒电位仪、 电位传送器、智能测试桩、火花间隙保护器、防雷器、手动升降杆、电动升降杆、气动升降杆、非金属接 地模块、离子接地极、石墨接地线、合金接地极、铜包钢接地极、铜包钢绞线、放热焊接模具、铝热焊剂 等。 愿我们的产品、技术和服务能为广大用户提供更多的放心和实惠，欢迎国内外各界朋友光临河南汇龙。