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管道阴极保护知识阴极保护参数


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在工程实际中也可采用通电情况下管道对 地电位较自然电位向负偏移300mV以上的指标。 选用这个偏移指标时应考虑以下因素:
(1)本指标不能提供完全的保护,但在无 杂散电流环境下,对裸露或防腐层质量低劣的 管道则是切实可行的手段:
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(2)在具有良好防腐绝缘层的管道或受到杂散 电流干扰的管道上,使用本指标是浪费的或错误 的;
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三、最大保护电位
管道通人阴极电流后,管道电位变负,当 其负电位提高到一定程度时,H+在阴极表面还 原,使得管道表面会析出氢气,减弱甚至破坏 防腐层的粘结力。所以必须将通电点电位控制 在比析氢电位稍正一些的位置。这个电位称为 最大保护电位。最大保护电位应经过试验,考 虑防腐层的种类及环境来确定,以不损坏防腐 层的粘结力为准。
本指标用于管道表面是均匀极化而又没有 杂散电流干扰的情况ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ,判定阴极保护效果是 相当准确的。在具有中断电流测量手段时,推 荐采用这个指标。
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(二)特殊条件的考虑
(1)对于裸钢表面或涂敷不良的管道,在 预先确定的电流排放点(阳极区)确定净电流 是 从电解质流向管道表面。
(2)当土壤或水中含有硫酸盐还原菌,且 硫酸根含量大于0.5%(质量百分数)时,通 电保护电位应达到一950mV或更负。
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五、阴极保护准则
SY/T 0036--2000提出的阴极保护准则 有以下内容。
(一)埋地钢质管道阴极保护准则
(1)在施加阴极电流的情况下,测得管地电位 为一850mV(CSE)或更负。测量中必须排除附加电 压降(IR降)的影响。
该指标是一个被广泛接受的参数,大量试验
和工程实践都证明采用该指标时,埋地管道阴极
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对于无防腐层的裸钢管道,最小保护电 流密度可用下列经验公式表达:
i×p=50 式中 i——最小保护电流密度,μA/m2;
p——土壤电阻率,Ω·m。 不同表面状况的钢管的最小保护电流密 度参见表1—3—3。 表1—3—3不同表面状况的钢管的最小保护 电流密度
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从表1—3—3中可以看出:裸管比有防腐层 的管道需要的保护电流密度大得多;土壤电阻 率越小,需要的保护电流密度越大。
此外,季节的变化对管道自然腐蚀电位的影 响也很大。
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二、最小保护电位
为使腐蚀过程停止,金属经阴极极化后 所必须达到的电位称为最小保护电位。显然 最小保护电位等于腐蚀原电池阳极的起始电 位。
埋地油气管道的最小保护电位与管材种 类、土壤情况有关。根据实验测定,钢质管 道在一般土壤中的最小保护电位为一0.85V 左右(相对饱和硫酸铜参比电极)。
第三节 阴极保护参数
各种金属材料在不同的介质条件下,具有不 同的腐蚀电位、保护电位和保护电流密度。
正确选择和控制这些参数是决定保护效果的 关键。
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一、自然腐蚀电位
管道自然腐蚀电位就是金属管道在未通电保 护之前的对地电位,简称自然电位。
自然腐蚀电位随着管道表面状况(防腐层质量、 管道腐蚀情况等)和土壤条件的不同而异。
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它表现为测得的管地电位比实际更负,即地面 测量虽已达到保护电位,实际管道并不一定达到了 保护电位。这是管道保护工在实际工作中应充分考 虑的。
上面列举的各种指标,分别适用于不同的对象 和场合。在实际工作中,应根据具体情况选择一种 适合本单位的指标。
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由于在实际工作中很难测定腐蚀电池的阴、 阳极的具体位置和面积的大小,故表l一3—3中 所列数据都是按与电解质接触的整个被保护金 属表面积计算的。
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类似的试验数据对于较小的金属构筑物,如 油罐的罐底、平台的桩等是适用的;对于沿途土 壤电阻率和防腐层质量变化较大的长距离管道, 则往往偏差较大。故对于管道的阴极保护,常以 最小保护电位和最大保护电位作为衡量标准。
(3)本指标能有效地停止大部分金属管道的宏 观腐蚀,但是对停止金属管道表面上的微观腐蚀 将是有限度的。
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在应用上述判定指标时,应注意测量误差, 因为地下管道阴极保护电位不是在金属和土壤介 质接触界面上的某一点进行测定,而是将参比电 极放在位于管道上方或在地面的遥远点上进行测 量,管道金属和电解质溶液界面上的电位差不会 完全等同于管道金属与土壤间的电位差,这是由 于电流流经管道,金属界面与参比电极之间的土 壤之间产生附加电压降(IR降)造成的。
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四、保护电流密度
保护电流密度是指被保护金属上单位面积 所需的保护电流。管道保护电流密度与管材、 防腐层状况、土壤环境等因素有关,有时还受 到季节的影响。
阴极保护时,使管道停止腐蚀或达到允许 程度时所需的电流密度值称为最小保护电流密 度。
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因为保护电流密度不是固定不变的数值, 所以,一般不用它作为阴极保护的控制参数; 只有无法测定电位时,才把保护电流密度作为 控制参数。
保护效果显著,安全可靠。
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(2)相对饱和硫酸铜参比电极的管/地 极化电位为一850mV或更负。
(3)管道表面与土壤接触的稳定的参比 电极之间的阴极极化的电位值最小为100mV。 这一准则可能用于极化的建立过程中或衰 减过程中。
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负偏移100mV称为管道极化偏移电位,它是 在中断保护电流后,测定即时出现的管道/土 壤界面问实际的保护电位与自然电位的差值。 当此值超过100mV时,可以认为管道受到了良 好的阴极保护。
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