模擬管線系統(tǒng)中方波脈沖電流陰極保護規(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腐蝕電化學基礎，金屬腐蝕是一種 普遍存在的熱力學傾向，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 一個電化學過程。金屬通過其他電解質(zhì)界面處電化學反應而發(fā)生 的腐蝕稱為電化學腐蝕。電化學腐蝕反應是一般電化學反應規(guī)律 和特征，這些規(guī)律和特征就是腐蝕電化學的基礎，陰極保護就是 基于腐蝕電化學原理而發(fā)展起來的控制技術。 實施陰極保護的基本原理是，從外部對被保護金屬結(jié)構(gòu)物施 加陰極性電流，通過陰極極化使被保護金屬的電極電位負移某個 保護電位范圍，從而抑阻金屬結(jié)構(gòu)物的電化學腐蝕。陰極保護可 分為犧牲陽極法和外加電流法 犧牲陽極陰極保護：選擇一種電極電位比被保護金屬更負的 活潑金屬，把它與共同置于電解質(zhì)環(huán)境中的被保護

強制電流陰極保護設計規(guī)范

外加電流陰極保護與調(diào)試

碼頭設施的腐蝕狀況關系到結(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遠程控制外加電流陰極防腐技術,保護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技術的施工工藝、施工質(zhì)量控制要點、效果評價,可供港口建設防腐工程參考。

碼頭鋼管樁外加電流陰極保護系統(tǒng)設計及施工 馬龍 * ，張海軍，李偉祥 東方建設（天津）防腐工程有限公司300457 摘要：外加電流陰極保護作為控制鋼管樁腐蝕的一種電化學方法，能有效阻止碼頭鋼管樁 表面的電化學腐蝕。在國內(nèi)，目前普遍選擇犧牲陽極法作為陰極保護方法，而在國外碼頭的 防腐保護中，外加電流法已經(jīng)成為一種最常用的陰極保護方法。 關鍵詞：外加電流；陰極保護；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。 外加電流陰極保護作為控制鋼管樁腐蝕的一種電化學方法，能有效阻止碼頭鋼管樁表面的電 化學腐蝕。在國內(nèi)，目前普遍選擇犧牲陽極法作為陰極保護方法，而在國外碼頭的防腐保護 中，外加電流法已經(jīng)成為一種最常用的陰極保護方法

針對受一個陰極保護站保護的埋地鋼質(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,從而將管道強制電流陰極保護系統(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。

輸氣管道強制外加電流陰極保護 設 備 施 工 管 道 鎂 合 金 犧 牲 陽 極 臨 時 陰 極 保 護 河南匯龍合金材料有限公司 陰極保護利用將金屬表面各點電位達到一致，從而減少電子的流失來減緩金屬腐蝕。實 現(xiàn)陰極保護的方式有：犧牲陽極陰極保護和外加電流陰極保護。下面介紹的是外加電流陰極 保護的基本原理與引用范圍。外加電流陰極保護是指通過外界強加電流進入陽極地床輸入到 土壤中，電流在土壤中流動到我們想要保護的建筑結(jié)構(gòu)或工業(yè)機械中，并從順延這電流的移 動路線回到電源設備。這樣被保護設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。又因為電流是被強制加入的，所以這種陰極保護的方式又被稱為強制電流陰 極保護。受傳統(tǒng)習慣的影響，在建設大型儲罐時，總是需要存儲罐底板下方鋪設一層瀝青砂， 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氣管道追加強制電流陰極保護工程的實踐,論述了陰極保護方案的確定、方案設計、施工、調(diào)試、運行方面的實踐經(jīng)驗。

通過對運行期已達20年的大口徑水源管線追加強制電流深井陽極式陰極保護技術,解決了氣阻等諸多技術難題,使全線達到了保護,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),以及在設計和實施過程中對氣阻問題及陽極地床填料選材等關鍵問題的解決方法。

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的技術條件,對鋼管樁結(jié)構(gòu)外加電流陰極保護系統(tǒng)的設計參數(shù)選取做了深入的分析研究,確定了在特定的技術條件下各項參數(shù)選取的合理性、經(jīng)濟性和可靠性,并對實施過程中的關鍵環(huán)節(jié)和預期的問題提出了解決辦法和相應的技術保證措施。

某液化氣碼頭2001年建成,因種種原因未實施陰極保護。至2008年檢測時,發(fā)現(xiàn)腐蝕嚴重。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技術來控制鋼管樁的腐蝕。系統(tǒng)采用新型的mmo陽極和陰極保護數(shù)字控制電源,并結(jié)合gsm短信技術實施對陰極保護運行參數(shù)的實時監(jiān)測。投入運行后,電位測量結(jié)果表明,鋼管樁受到了良好的保護。

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

鋼管樁碼頭外加電流陰極保護監(jiān)控技術——某液化氣碼頭2001年建成，因種種原因未實施陰極保護。至2008年檢測時，發(fā)現(xiàn)腐蝕嚴重。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技術來控制鋼管樁的腐蝕。系統(tǒng)采用新型的mmo陽極和陰極保護數(shù)字控...

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一般認為,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)都有相當大的順筋銹裂[1]。中國的鋼筋腐蝕破壞也很嚴重,于20

強制電流陰極保護技術是防止和緩解金屬腐蝕的有效措施,因此得到了廣泛應用。實現(xiàn)強制電流陰極保護需要輔助陽極的配合,所以應對輔助陽極給予足夠重視,但在實際應用和日常維修、維護中,人們更多關注的是陰極保護設備,而對輔助陽極維護較少,重視不夠。文章在分析陽極接地電阻對強制電流陰極保護影響的基礎上,提出了解決方法。

海洋鋼結(jié)構(gòu)陰極保護電場的數(shù)值模擬仿真和計算是當前海洋腐蝕、陰極保護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數(shù)學模型,采用以邊界元法為基礎的數(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設計中是行之有效的。

外加電流法陰極保護的基本技術條件 為實施陰極保護并能獲得良好的保護效果，被保護 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，一是通過電解導電，保 證輔助陽極能把電流輸送到被保護結(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 反應，通過氧化還原反應的平衡以實現(xiàn)有效的陰極保護。 被保護金屬結(jié)構(gòu)物的電連續(xù)性。對于任何陰極保護 體系，必須保證被保護金屬結(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，從而增大保護電流需要量，顯然這不是不經(jīng)濟 的。此外，同樣的保護電流也會由此而縮小保護范圍，降低 保護效果。對于導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

如果被保護結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了電事離，那么陰極保護就會更有效，適用范圍更廣，實踐證明，陰極保護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。

外加電流陰極保護施工過程中存在的風險和解決辦法

表a.13外加電流陰極保護檢驗批質(zhì)量驗收記錄 工程名稱分項工程名稱驗收部位 施工單位專業(yè)負責人項目經(jīng)理 施工執(zhí)行標準名稱及標準號檢驗批編號 質(zhì)量驗收規(guī)范規(guī)定 施工單位檢驗 評定記錄 監(jiān)理（建設） 單位驗收記錄 主 控 項 目 1 外加電流陰極保護所用的電 源設備及各種電料器材應符 合設計要求 2 管道絕緣接頭處的絕緣電阻 值應大于2mω 一 般 項 目 1 陽極頂面埋深距地面大于 1m 2陽極接地電阻應小于1ω 3 回填料頂部粗砂厚度應大于 0.5m 4 電 參 數(shù) 管道保護電位v 管道保護電流ma 陽極床接地電阻 ω 直流電源的電位和電 壓v 施工 單位 檢查 評定 結(jié)果 項目專業(yè)質(zhì)量檢查員年月日 監(jiān)理 （建設） 單位 驗收 結(jié)論 監(jiān)理工程師 （建設單位項目代表）年月日