模擬管線系統(tǒng)中方波脈沖電流陰極保護(hù)規(guī)律的研究

河南匯龍合金材料有限公司編制劉珍 犧牲陽極與外加電流陰極保護(hù)腐蝕電化學(xué)基礎(chǔ)，金屬腐蝕是一種 普遍存在的熱力學(xué)傾向，在海水、淡水、土壤、超市大氣和酸、 鹽等工業(yè)介質(zhì)中服役的金屬結(jié)構(gòu)物和設(shè)備都會遭到腐蝕破壞，這 些環(huán)境介質(zhì)都是電解質(zhì)體系。金屬在電解質(zhì)中腐蝕過程實際上是 一個電化學(xué)過程。金屬通過其他電解質(zhì)界面處電化學(xué)反應(yīng)而發(fā)生 的腐蝕稱為電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)腐蝕反應(yīng)是一般電化學(xué)反應(yīng)規(guī)律 和特征，這些規(guī)律和特征就是腐蝕電化學(xué)的基礎(chǔ)，陰極保護(hù)就是 基于腐蝕電化學(xué)原理而發(fā)展起來的控制技術(shù)。 實施陰極保護(hù)的基本原理是，從外部對被保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)物施 加陰極性電流，通過陰極極化使被保護(hù)金屬的電極電位負(fù)移某個 保護(hù)電位范圍，從而抑阻金屬結(jié)構(gòu)物的電化學(xué)腐蝕。陰極保護(hù)可 分為犧牲陽極法和外加電流法 犧牲陽極陰極保護(hù)：選擇一種電極電位比被保護(hù)金屬更負(fù)的 活潑金屬，把它與共同置于電解質(zhì)環(huán)境中的被保護(hù)

強(qiáng)制電流陰極保護(hù)設(shè)計規(guī)范

外加電流陰極保護(hù)與調(diào)試

碼頭設(shè)施的腐蝕狀況關(guān)系到結(jié)構(gòu)安全和耐久性能。天津港北港池集裝箱碼頭采用計算機(jī)遠(yuǎn)程控制外加電流陰極防腐技術(shù),保護(hù)鋼管樁和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)獲得成功。根據(jù)工程實例,介紹外加電流陰極保護(hù)技術(shù)的施工工藝、施工質(zhì)量控制要點、效果評價,可供港口建設(shè)防腐工程參考。

碼頭鋼管樁外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計及施工 馬龍 * ，張海軍，李偉祥 東方建設(shè)（天津）防腐工程有限公司300457 摘要：外加電流陰極保護(hù)作為控制鋼管樁腐蝕的一種電化學(xué)方法，能有效阻止碼頭鋼管樁 表面的電化學(xué)腐蝕。在國內(nèi)，目前普遍選擇犧牲陽極法作為陰極保護(hù)方法，而在國外碼頭的 防腐保護(hù)中，外加電流法已經(jīng)成為一種最常用的陰極保護(hù)方法。 關(guān)鍵詞：外加電流；陰極保護(hù)；鋼管樁；腐蝕 1引言 目前，鋼結(jié)構(gòu)在海洋環(huán)境中的局部腐蝕速度遠(yuǎn)大于平均腐蝕速度（約為平均腐蝕速度的 5～10倍），這種局部腐蝕會造成結(jié)構(gòu)物腐蝕穿孔或應(yīng)力集中，成為碼頭結(jié)構(gòu)物的安全隱患。 外加電流陰極保護(hù)作為控制鋼管樁腐蝕的一種電化學(xué)方法，能有效阻止碼頭鋼管樁表面的電 化學(xué)腐蝕。在國內(nèi)，目前普遍選擇犧牲陽極法作為陰極保護(hù)方法，而在國外碼頭的防腐保護(hù) 中，外加電流法已經(jīng)成為一種最常用的陰極保護(hù)方法

針對受一個陰極保護(hù)站保護(hù)的埋地鋼質(zhì)管道,提出了管道電位和電流計算的等效電阻方法,并用解析方法推導(dǎo)出管道覆蓋層破損后電位和電流的計算公式。等效電阻方法將所研究管道劃分成若干管段,用一個電阻表示管段對軸向電流的阻礙作用,一個電阻表示對徑向電流的阻礙作用,從而將管道強(qiáng)制電流陰極保護(hù)系統(tǒng)表示成一個等效電阻電路。利用網(wǎng)孔電流法求解該電路的網(wǎng)孔電流,并計算出管道各節(jié)點上的電位。計算結(jié)果表明,等效電阻方法得到的結(jié)果與解析法的計算結(jié)果完全吻合。該方法特別適合于管徑和(或)過渡電阻發(fā)生變化的情況。

輸氣管道強(qiáng)制外加電流陰極保護(hù) 設(shè) 備 施 工 管 道 鎂 合 金 犧 牲 陽 極 臨 時 陰 極 保 護(hù) 河南匯龍合金材料有限公司 陰極保護(hù)利用將金屬表面各點電位達(dá)到一致，從而減少電子的流失來減緩金屬腐蝕。實 現(xiàn)陰極保護(hù)的方式有：犧牲陽極陰極保護(hù)和外加電流陰極保護(hù)。下面介紹的是外加電流陰極 保護(hù)的基本原理與引用范圍。外加電流陰極保護(hù)是指通過外界強(qiáng)加電流進(jìn)入陽極地床輸入到 土壤中，電流在土壤中流動到我們想要保護(hù)的建筑結(jié)構(gòu)或工業(yè)機(jī)械中，并從順延這電流的移 動路線回到電源設(shè)備。這樣被保護(hù)設(shè)備的電流一直處于電流移動的狀態(tài)，從而因電子不會流 失而得到保護(hù)。又因為電流是被強(qiáng)制加入的，所以這種陰極保護(hù)的方式又被稱為強(qiáng)制電流陰 極保護(hù)。受傳統(tǒng)習(xí)慣的影響，在建設(shè)大型儲罐時，總是需要存儲罐底板下方鋪設(shè)一層瀝青砂， 用柬防止地下水的上浸，

合成絕緣子在線檢測方法的研究對于提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠性具有十分重要的意義。利用脈沖電流法檢測系統(tǒng)對合成絕緣子在不同電壓下的脈沖電流特性進(jìn)行了研究。介紹了脈沖電流法的檢測系統(tǒng)的組成,采用加高電壓模擬老化的方法對合成絕緣子的脈沖電流特性進(jìn)行了研究,實驗結(jié)果表明合成絕緣子局放脈沖主要出現(xiàn)在工頻相位的70°~140°和250°~330°之間,且隨著合成絕緣子老化程度的加深脈沖電流的幅值、脈沖個數(shù)和產(chǎn)生相位的范圍都增大。

結(jié)合萊蕪市已建的泰鋼次高壓燃?xì)夤艿雷芳訌?qiáng)制電流陰極保護(hù)工程的實踐,論述了陰極保護(hù)方案的確定、方案設(shè)計、施工、調(diào)試、運(yùn)行方面的實踐經(jīng)驗。

通過對運(yùn)行期已達(dá)20年的大口徑水源管線追加強(qiáng)制電流深井陽極式陰極保護(hù)技術(shù),解決了氣阻等諸多技術(shù)難題,使全線達(dá)到了保護(hù),延長了管線使用壽命,節(jié)約了大量資金。文章著重介紹了該項工程中深井陽極的選用依據(jù),以及在設(shè)計和實施過程中對氣阻問題及陽極地床填料選材等關(guān)鍵問題的解決方法。

基于天津港北港池集裝箱碼頭三期所處的自然條件、碼頭工程特性及相關(guān)的技術(shù)條件,對鋼管樁結(jié)構(gòu)外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計參數(shù)選取做了深入的分析研究,確定了在特定的技術(shù)條件下各項參數(shù)選取的合理性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性,并對實施過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和預(yù)期的問題提出了解決辦法和相應(yīng)的技術(shù)保證措施。

某液化氣碼頭2001年建成,因種種原因未實施陰極保護(hù)。至2008年檢測時,發(fā)現(xiàn)腐蝕嚴(yán)重。為了控制腐蝕,延長碼頭的使用壽命,單位決定采用外加電流陰極保護(hù)技術(shù)來控制鋼管樁的腐蝕。系統(tǒng)采用新型的mmo陽極和陰極保護(hù)數(shù)字控制電源,并結(jié)合gsm短信技術(shù)實施對陰極保護(hù)運(yùn)行參數(shù)的實時監(jiān)測。投入運(yùn)行后,電位測量結(jié)果表明,鋼管樁受到了良好的保護(hù)。

某液化氣碼頭2001年建成,當(dāng)時未實施陰極保護(hù)。為了延長碼頭的使用壽命,采用外加電流陰極保護(hù)技術(shù)來控制鋼管樁的腐蝕。系統(tǒng)采用新型的mmo陽極和陰極保護(hù)數(shù)字控制電源,并結(jié)合gsm短信技術(shù),對陰極保護(hù)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測,投入運(yùn)行后的電位測量結(jié)果表明,鋼管樁受到了良好的保護(hù),且監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行正常。

鋼管樁碼頭外加電流陰極保護(hù)監(jiān)控技術(shù)——某液化氣碼頭2001年建成，因種種原因未實施陰極保護(hù)。至2008年檢測時，發(fā)現(xiàn)腐蝕嚴(yán)重。為了控制腐蝕，延長碼頭的使用壽命，單位決定采用外加電流陰極保護(hù)技術(shù)來控制鋼管樁的腐蝕。系統(tǒng)采用新型的mmo陽極和陰極保護(hù)數(shù)字控...

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一般認(rèn)為,鋼筋腐蝕是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)耐久性退化的最主要原因,它所造成的破壞和損失也是最嚴(yán)重的。在所有鋼筋腐蝕中,建造于海洋環(huán)境中的各種港工設(shè)施的腐蝕占了很大一部分。挪威對700座港工混凝土結(jié)構(gòu)調(diào)查結(jié)果表明,在浪濺區(qū)的梁板因鋼筋腐蝕引起的嚴(yán)重破損占20%;沙特阿拉伯海濱地區(qū)42座混凝土框架結(jié)構(gòu)的耐久性調(diào)查結(jié)果顯示,74%的結(jié)構(gòu)都有嚴(yán)重的鋼筋腐蝕破壞;日本對103座碼頭調(diào)查后證明,服役20年以上的混凝土結(jié)構(gòu)都有相當(dāng)大的順筋銹裂[1]。中國的鋼筋腐蝕破壞也很嚴(yán)重,于20

強(qiáng)制電流陰極保護(hù)技術(shù)是防止和緩解金屬腐蝕的有效措施,因此得到了廣泛應(yīng)用。實現(xiàn)強(qiáng)制電流陰極保護(hù)需要輔助陽極的配合,所以應(yīng)對輔助陽極給予足夠重視,但在實際應(yīng)用和日常維修、維護(hù)中,人們更多關(guān)注的是陰極保護(hù)設(shè)備,而對輔助陽極維護(hù)較少,重視不夠。文章在分析陽極接地電阻對強(qiáng)制電流陰極保護(hù)影響的基礎(chǔ)上,提出了解決方法。

犧牲陽極的陰極保護(hù)法和外加電流的陰極保護(hù)法是兩種常見的金屬防腐蝕方法o犧牲陽極的陰極保護(hù)法：通過將電位更負(fù)的金屬（犧牲陽極）與被保護(hù)金屬連接，利用兩者之間的電位差，使?fàn)奚枠O在電解質(zhì)溶液中優(yōu)先失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，從而保護(hù)作為陰極的被保護(hù)金屬。o外加電流的陰極保護(hù)法：通過外部直流電源，將被保護(hù)金屬連接到電源的負(fù)極，使其成為陰極，而將輔助陽極連接到電源的正極，在電解質(zhì)溶液中形成電流回路，使電子流向被保護(hù)金屬，從而抑制其腐蝕?！る娫础奚枠O的陰極保護(hù)法：不需要外部電源，依靠犧牲陽極自身的電位差提供保護(hù)電流?！ね饧与娏鞯年帢O保護(hù)法：需要外部直流電源提供電能，以產(chǎn)生足夠的保護(hù)電流?！り枠O材料·犧牲陽極的陰極保護(hù)法：通常采用電位比被保護(hù)金屬更負(fù)的金屬，如鋅、鋁、鎂及其合金等。這些材料在使用過程中會逐漸消耗，需要定期更換?！ね饧与娏鞯年帢O保護(hù)法：陽極材料一般為不溶性或微溶性的高耐蝕性材料，如石墨、高硅鑄鐵、鍍鉑鈦等。這些材料在電解過程中相對穩(wěn)定，損耗較小?！けＷo(hù)電流控制·犧牲陽極的陰極保護(hù)法：保護(hù)電流大小取決于犧牲陽極的電位差、表面積以及電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性等因素，一般難以精確控制，隨著陽極的消耗，保護(hù)電流會逐漸減小。·外加電流的陰極保護(hù)法：可以通過調(diào)節(jié)外加電源的電壓和電流來精確控制保護(hù)電流的大小，能夠根據(jù)被保護(hù)金屬的具體情況和環(huán)境條件，實時調(diào)整保護(hù)參數(shù)，以達(dá)到最佳的保護(hù)效果?！けＷo(hù)范圍·犧牲陽極的陰極保護(hù)法：單個犧牲陽極的保護(hù)范圍有限，通常適用于小型金屬結(jié)構(gòu)或?qū)ΡＷo(hù)電流要求不高的場合。對于大型金屬結(jié)構(gòu)，需要布置多個犧牲陽極才能實現(xiàn)全面保護(hù)?！ね饧与娏鞯年帢O保護(hù)法：可以通過調(diào)整電源功率和陽極布置，實現(xiàn)對大面積金屬結(jié)構(gòu)的有效保護(hù)，保護(hù)范圍相對較大，尤其適用于長距離的管道、大型儲罐等?！ぞS護(hù)管理·犧牲陽極的陰極保護(hù)法：維護(hù)相對簡單，主要是定期檢查犧牲陽極的消耗情況，及時更換已消耗殆盡的陽極。但由于陽極數(shù)量較多時，檢查和更換工作可能較為繁瑣?！ね饧与娏鞯年帢O保護(hù)法：需要定期維護(hù)外部電源設(shè)備，確保其正常運(yùn)行，同時要監(jiān)測保護(hù)電流、電位等參數(shù)，及時調(diào)整以保證保護(hù)效果。對維護(hù)人員的技術(shù)要求相對較高?！みm用環(huán)境·犧牲陽極的陰極保護(hù)法：適用于各種環(huán)境，尤其在低電阻率的土壤、淡水和海水等介質(zhì)中效果較好。但在高電阻率環(huán)境中，由于電流傳輸困難，保護(hù)效果可能會受到影響?！ね饧与娏鞯年帢O保護(hù)法：在高電阻率環(huán)境中也能通過增加電源功率等方式提供足夠的保護(hù)電流，因此適用范圍更廣，包括一些苛刻的腐蝕環(huán)境。但對于一些對電流干擾敏感的環(huán)境，如附近有電子設(shè)備或通信線路等，可能需要采取特殊的抗干擾措施。

海洋鋼結(jié)構(gòu)陰極保護(hù)電場的數(shù)值模擬仿真和計算是當(dāng)前海洋腐蝕、陰極保護(hù)研究和工程實踐中一個重要的研究方向。研究海底管線的腐蝕狀態(tài)就必須準(zhǔn)確測定管線表面的電位分布,而實際測量中深海管線表面電位分布難以直接測量。構(gòu)建了海水中鋼管線的陰極保護(hù)數(shù)學(xué)模型,采用以邊界元法為基礎(chǔ)的數(shù)值計算方法,利用matlab開發(fā)了均勻電解質(zhì)中電位分布的計算軟件,實測中通過對腐蝕電場海水區(qū)域環(huán)境電場的測量,就可實現(xiàn)不接觸測量管線表面電位的目的。最后通過海洋實測驗證了計算結(jié)果的可靠性,證明了基于matlab的數(shù)值仿真計算引入陰極保護(hù)設(shè)計中是行之有效的。

外加電流法陰極保護(hù)的基本技術(shù)條件 為實施陰極保護(hù)并能獲得良好的保護(hù)效果，被保護(hù) 體系必須滿足一些重要的基本條件。 環(huán)境介質(zhì)必須是電解質(zhì)體系。被保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)物 所處的環(huán)境介質(zhì)必須是電解質(zhì)體系，一是通過電解導(dǎo)電，保 證輔助陽極能把電流輸送到被保護(hù)結(jié)構(gòu)物表面；二是保證在 陰極/電解質(zhì)界面和陽極/電解質(zhì)界面能發(fā)生必要的電化學(xué) 反應(yīng)，通過氧化還原反應(yīng)的平衡以實現(xiàn)有效的陰極保護(hù)。 被保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)物的電連續(xù)性。對于任何陰極保護(hù) 體系，必須保證被保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)物具有良好的電連續(xù)性，這 是一個最基本的必要條件。對于不具有良好電連續(xù)性或?qū)щ?性不良的結(jié)構(gòu)物，陰極保護(hù)電流流動的電阻大，將會產(chǎn)生較 大的電壓降，從而增大保護(hù)電流需要量，顯然這不是不經(jīng)濟(jì) 的。此外，同樣的保護(hù)電流也會由此而縮小保護(hù)范圍，降低 保護(hù)效果。對于導(dǎo)電不良或不具有電連續(xù)性的各部件之間可 以采用跨接電纜，以改善電連續(xù)性。例如，對于埋地管道

如果被保護(hù)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了電事離，那么陰極保護(hù)就會更有效，適用范圍更廣，實踐證明，陰極保護(hù)是適用于埋地或海底金屬結(jié)構(gòu)的一種最有效的防腐方法。

本文針對新疆油田輸油管道陰極保護(hù)電位測試值不正常的問題,應(yīng)用四種測試方法,研究管道陰極保護(hù)ir降產(chǎn)生原因及消除ir降的最佳測試方法,得出最接近真實的陰極保護(hù)電位的測試值,以此為依據(jù)進(jìn)行陰極保護(hù)系統(tǒng)的調(diào)試,使埋地管道達(dá)到真正的保護(hù)。