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电力电缆
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电力电缆
三、阴极保护管理
（一）阴保要求：
我国石油行业标准SY／T0036《埋地钢质管 道强制电流阴极保护设计规范》规定，新建管道 的一些基本参数： –自然电位：-0.55V –最小保护电位:管地极化电位为-850mV （CSE）; –最大保护电位:-1.25V；
（二）阴极保护参数要求
2、柔性阳极结构
通电电缆
MM0阳 极体
耐磨编织 网 内为焦碳 回填料
柔性阳极结构截面
纤维布保 护层
3m
Mm0/Ti 阳极主体
VV-1*10mm2 电缆
焦碳填料
焊点
3、各部分效用
① MM0主体：涂有混合金属氧化物氧化铱IrO2的钛基阳极， 阳极工作寿命和额定电流是由阳极主体所决定 ；钛基体上 的涂层是能适应高热环境、晶体结构稳定、具有催化性、 良好导电性能，以防止Ti离子电离； ② 阳极配装电缆：因MMO主体很细，相对电阻较大，无法长 距离的输送电流 ；因此它与MM0主体为并联敷设在柔性阳 极内，并每隔3米与MM0主体连接一次，保持电流的恒定 性； ③ 纤维织物：连续体氯环境下性能应呈现惰性，保证不造成 防腐；包覆护套由无机材料制作；包覆护套应耐用，并可 抗施工现场的机械损伤，也必须能够禁受现场搬运和安装 操作，不会出现断裂、刺扎和炭粉回填料的泄露。包覆护 套的织材必须专为此用途而生产，织材上必须印有此产品 的标识；织材应当能够允许水和电流的流动，织材用热熔 胶粘剂密合； ④ 外层编织网：编织网由最小24股的0.028英寸（0.7mm）的 PVC涂层的纱线制成，能耐-40℃ -- 107℃ 温度 ；
金属腐蚀的机理
• 化学腐蚀：金属和非电解质发生纯化学作用 如：高温氧化 • 电化学腐蚀：金属和电解质发生电化学作用 如：水溶液（包括土壤）中腐蚀
电化学腐蚀是最普遍的腐蚀现象
埋地管道的电化学腐蚀
阳极区（管道腐蚀）
Fe —→ Fe2++2e
埋地管道 阴极区（无腐蚀）
O2+H2O+4e —→ 4OH-
腐蚀电流从阳极区流入周围大地 阳极区金属形成离子，离开管道
2、阴极保护原理
回流电流经管道 回到直流电流源
以前的 阳极区
埋地管道 阴极保护 电 流
被消除的 腐蚀电流
直流电流源
辅助阳极地床
阴 极 保 护 原 理
阴极保护定义
通过向腐蚀着的金属提 供足够的与腐蚀原电池 电流相反的保护电流 （阴极电流），使其产 生阴极极化从而抑制其 腐蚀的方法—阴极保护 • 将腐蚀电池的阳极区转 移； • 被保护金属整体作为腐 蚀电池的阴极
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（4）、均压线和电缆敷设
管道 焊点防腐
≥600 回填原状土
均压电缆 100
≥900
机制砖
200
垫砂层
均压电缆
阴极、零位接阴电缆
参比电缆
电缆敷设截面图
多根管道均压线示意图
（5）、均压线和电缆敷设
管道 焊点防腐
≥600 回填原状土
均压电缆 100
≥900
机制砖
200
垫砂层
均压电缆
阴极、零位接阴电缆
阴极保护的实现方法
• 强制电流阴极保护
将被保护体与外加直流电源的负 极相连 ，由外加电源提供阴极 保护电流 由活泼的负电性金属或合金 与被保护体构成电偶对，由 于两者之间存在电位差，活 泼金属/合金作为阳极通过 自身腐蚀消耗向被保护体 提供保护电流 两种方法原理相同，只是产生保护电流的源不同
• 牺牲阳极阴极保护
• 惰性（非消耗性）阳极
(6mg/A.Y) – 磁性氧化铁(1－4g/A.Y) – 混合金属氧化物（MMO） (<1 mg/A.Y) –柔性阳极
– 镀铂阳极
• 半消耗性阳极
–高硅铸铁阳极(0.1－0.5kg/A.Y) –石墨阳极(< 0.6 kg/A.Y) –铅合金(1-10g/A.Y)
• 消耗性阳极（8~10kg/A.Y）
4、施工过程中的注意点
① 注意弯曲半径：弯曲半径不小于200mm，在实际的操作过 程中不得用力拆，易造成MMO主体、编制网的断裂，严重 时造成焦碳的泄漏；处理办法，立即用塑料的扎带将两侧 扎紧，避免焦碳的流失； ② 各种接头防水：包括终端接头、三通接头等，制作过程中， 注意要注意连接点的防水，不小于3层的防水粘胶带，搭接 长度不小于50mm；同时在火焰加热聚乙烯收缩套时，在保 证均匀受热，防止收缩套被烤焦； ③ 集中预制，分段安装：根据技术人员提供的尺寸，在室内 由专门的人员进行接头的制作；并相对应的进行编号；在 施工条件成熟时，分段进行安装和连接； ④ 现场安装：安全的区域，要进行人工平整，不得有尖锐的 物品，防止刺漏 编织物； ⑤ 其它：注意与相关管道、接地网的距离不小于300mm，以 免造成短路；
（三）阴极保护系统测量参数
1、系统参数的测试项目:
a、沿线土壤电阻率：用接地电阻测试仪； b、管道的自位电位：将有牺牲阳极的测试 桩断开以后约1个星期再进行测量； c、站内土壤电阻率：分几个点，测清管区， 设备区的回填土电阻率；
2、阴极保护系统调试包括项目：
a、仪器输出电流和电压； b、管道电流； c、保护电位；
• 最正保护电位：阴极保护监控的重要参数
常常用来判断阴极保护是否充分
• 最负保护电位：需要进行限制的参数
阴极保护电位并非越负越好，电位过负，将导致： » 金属表面析氢而产生氢损伤和涂层剥离 » 不必要的电能浪费 • 保护电流密度：阴极保护设计必不可少的参数 取决于被保护金属种类、表面状况/绝缘层质 量以及腐蚀介质的性质、组成、温度等，设计 时根据测试结果或经验值选取
–废钢铁
柔性阳极及配套技术
柔性阳极
二、本工程阴极保护介绍
1、施工内容统计
• 民众分输站区域性采用强电流对场站埋地管道进行 区域性阴极保护，采用柔性阳极作为辅助阳极，施 工内容如下： ① 柔性阳极敷设，约800m； ② 通电点安装，共3个； ③ 测试点安装，共14个； ④ 均压线安装，共8 处； ⑤ 绝缘接头保护器的安装，共4处； ⑥ 恒电位仪安装：4台； ⑦ 阳极地床安装：未确定位置，也还没有图纸；
并行管道处柔性阳极安装图
（2）、通电点施工要点
焊点防腐 A 管道
接恒电位仪 阴极电缆 零位接阴电缆 参比电缆 参比电极
500
参比电极
A
阴极电缆 零位接阴电缆 参比电缆
200
A－A剖面图
通电点安装图
（3）、测试点
焊点防腐 B 管道
参比电极 测试片
50
参比电极
B
测试电缆 参比电缆
测试点安装图
“X”放大图
5、柔性阳极安装距离要求
回填土 管道 回填土 管道
柔性阳极 d=D/2，且d不得小于300mm
柔性阳极
柔性阳极 d=D/2，且d不得小于300mm
管道两侧柔性阳极安装图
管道单侧柔性阳极安装图
柔性阳极 孔径?6,孔间距30mm
?50多孔软塑料管
埋地管道
埋地管道
管道或接地体等设施
柔性阳极
交叉处柔性阳极安装图（阳极在上）
中广线项目
阴极保护技术交流
目 录
一、阴极保护原理 1、金属在土壤中的电化学腐蚀 2、阴极保护原理 3、保护方式选择 二、本工程阴极保护 1、柔性阳极说明 2、各施工要点 三、运行管理1、金属Βιβλιοθήκη 土壤中的电化学腐蚀关于金属腐蚀
• 金属元素在自然界中矿物形式存在，通过冶炼 成金属，冶炼过程使金属的能量增加，处于不 稳定状态； • 自然条件下，金属总是存在着自发回归低能稳 定态的倾向——与周围介质（通常为氧）反应 形成低能态的化合物，在这个过程中，金属失 去电子被氧化，发生腐蚀，因此可以将金属腐 蚀理解为冶金的逆过程； • 腐蚀过程将会破坏金属的组织，导致金属材料 的强度降低。
强制电流阴极保护
辅助阳极地床
电源
管道截面
涂层
牺牲阳极保护
牺牲阳极
管道
3、保护方式选择
• 强制电流方式：
– 长期保护 – 大范围保护 – 结构相对简单、外部金属结构较少（整体保护） – 临时保护 – 小范围保护 – 外部金属结构较多易于产生干扰和屏蔽的场合（局 部保护）
• 牺牲阳极方式：
强制电流系统阳极材料
参比电缆
电缆敷设截面图
多根管道均压线示意图
(6)接线电缆的规格
序号 电缆 电缆型号 适用范围 绝接接头连接 电缆 阳极及均压电 缆
阴极电缆,接阴 电缆,测试电缆, 参比电缆 与柔性阳极 内的电缆相 同
备汪
1
电力电缆
VV-0.6/1KV 1*35mm2 VV-0.6/1KV 1*25mm2
VV-0.6/1KV 1*10mm2
（四）管地电位测试
数 字
万用表 参比电极 电极电位不变化 管道测试导线 管道电位是 变化的
管地电位测量
2、施工各工序要点 （1）柔性阳极施工
1、柔性阳极发展史： ① 最早1987由美国瑞侃公司发明，并开始投入应用，应其很好的解 决了柔性阳极的应用成功解决了老旧管道阴极保护的难题，进行 了推广； ② 第一代柔性阳极又名聚合物型电缆阳极，通俗来说大约是用石墨 和聚氯乙烯等高分子材料做好，具有导电性和耐腐性 ③ 现在采用为第二代，着重说明如下：柔性阳极由MMO阳极线、 焦碳回填料、纤维织物包覆套（填料袋）和耐磨编织网组成。混 合金属氧化物/铜导体电缆为内芯，外覆炭粉回填料于预包装好 的柔软的护套中 ；