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　　現在我國油氣埋地鋼質管道長輸管道多采用防腐涂層加陰極保護的方式進行保護，這種保護方式能有效的減緩甚至停止管道的腐蝕。長輸管道的數據采集一直以來都是難題，長輸管道的輸送距離太長管理太過繁瑣，管理管道的人多但是管道太長分到每個地方的人就少之又少，這個時候智能化的設備便排上了用場，智能化的設備大量的減少人力物力的使用，也大大的提高了工作的效率，不用經常去每個測試樁面前去檢測數據，只需要安裝的時候測試一下智能測試樁采集到的數據準不準確，沒有問題就可使用了?！　∫酝?，陰極保護測試樁多依靠萬用表及測試儀以人工方式進行檢測，效率低、可靠性差、危險性高，難以滿足管道陰極保護監(jiān)測的需求。陰保智能測試樁系統(tǒng)包含自動采集功能，采集自然電位、斷電電位、陰極保護電位、還可以進行交直流干擾監(jiān)測，當采集測點發(fā)生有交流干擾時采集儀會采集交流感應電壓、交流感應電流，及時捕捉動態(tài)干擾信號;線路上多臺采集設備同步采集通斷電電位，有利于判斷干擾范圍、強度、流入流出位置，確定高風險區(qū)并指導后期排流設計等工作?！　￡帢O保護智能測試樁在實際的應用中起到了重大的作用，代替了人工檢測的諸多的不便利，使陰極保護維護更加完善。陰極保護問題能夠及時的處理就會減緩和消除管道的腐蝕，管道的使用壽命就得到極大的延長，天然氣和油的泄露的風險也會降低，達到防腐完 美的效果。

　　中秋過后，盛世達防腐工程公司迎來了遠道而來的客人——美國Galvotec公司高層領導和研究開發(fā)部門負責人！盛世達防腐工程公司荊學雷副總經理代表全體員工向不遠萬里來到我國的外國友人表示熱烈的歡迎?！　?019年9月15號中午，美國友人一行3人來到盛世達防腐工程公司進行考察和參觀。首先與我公司領導舉行了會議，針對我公司近年來的發(fā)展歷史、承接的工程，特別是我公司作為我國工業(yè)防腐蝕協(xié)會、學會、中國石油工作協(xié)會、我國鎂業(yè)協(xié)會直屬會員單位進行考察。對于我公司近年來取得的成績表示贊賞，特別是中交一航局、中交四航局、曹妃甸礦石碼頭鋼樁防腐工程、中緬原油管道油罐防腐工程、湛江港集裝箱碼頭鋼管樁陰極保護工程等等大規(guī)模的公司工程，并在全國各地承接大小防腐陰極保護工程。對于我公司能夠有條不紊的承接如此大規(guī)模的防腐陰極保護工程，外國友人贊賞有加！　　隨后，一行人對我公司廠區(qū)、車間、原材料、成品倉庫、實驗室進行參觀，了解了我公司的發(fā)展歷程、生產流程、各類榮譽證書等等，并親自到實驗室檢測高電位鎂陽極的化學成分，檢測結果都在范圍內！對于我公司的生產環(huán)節(jié)和設備給與了高度評價！　　多年來，盛世達防腐工程公司一直加強與國內外的交流與合作，同時不斷借鑒和吸收好的生產、管理方法。在今后的發(fā)展道路中，盛世達定當嚴格遵循以質量為根本、以信譽為生命、誠信為先服務的經營理念，不斷提高和完善，為國內外防腐行業(yè)提供優(yōu)良的產品和周全的服務！同時，我公司也將加快發(fā)展步伐,為各地的防腐陰極保護工程貢獻力量！在此，預祝盛世達防腐工程有限公司的明天將更加燦爛輝煌！　　盛世達公司擁有現代化的管理理念，優(yōu)良的產品以及二十年的犧牲陽極研發(fā)成果和生產業(yè)績，為推動防腐事業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新不斷努力，特別是犧牲陽極和鎂合金棒生產技術處于國內帶頭地位。

　　犧牲陽極的作用在電化學保護領域中占據著舉足輕重的地位，它是一種有效的防止金屬腐蝕的方法。為了深入理解犧牲陽極的作用，我們首先需要從其基本原理出發(fā)，逐步探討其在實際應用中的表現、優(yōu)勢、局限性以及未來的發(fā)展趨勢?！　‰娀瘜W腐蝕是金屬在電解質溶液中由于電化學作用而引起的破壞。當兩種不同的金屬或同一種金屬的不同部位處于電解質溶液中并相互連接時，就會構成一個原電池。在這個原電池中，活潑性較強的金屬(即電位較低的金屬)會作為陽極，發(fā)生氧化反應，從而被腐蝕;而活潑性較弱的金屬(即電位較高的金屬)則作為陰極，受到保護，不發(fā)生或僅發(fā)生輕微的腐蝕。犧牲陽極保護 法正是基于這一原理，通過人為地提供一種比被保護金屬更活潑的金屬或合金作為陽極，并將其與被保護金屬連接，使陽極優(yōu)先發(fā)生腐蝕，從而達到保護陰極(即被保護金屬)的目的?！　奚枠O在實際應用中具有多種形式和材料。常見的犧牲陽極材料包括鎂、鋁、鋅及其合金。這些材料的選擇取決于被保護金屬的種類、環(huán)境條件、所需的保護電位以及經濟成本等因素。例如，鎂陽極，具有極高的電化學活性，適用于高電阻率的環(huán)境，如海水和土壤;而鋁陽極則因其密度小、電位適中、易于加工和運輸等優(yōu)點，在淡水、土壤和某些工業(yè)介質中得到廣泛應用;鋅陽極則因其電位較低，適用于保護電位要求不高的場合。　　犧牲陽極保護 法在實際工程中的應用非常廣泛。在海洋工程中，船體、海上平臺、海底管道等結構物長期浸泡在海水中，極易受到腐蝕的威脅。采用犧牲陽極保護 法，可以有效地延長這些結構物的使用壽命，降低維護成本。在石油、天然氣等能源行業(yè)中，地下管道和儲罐等設備的腐蝕問題同樣不容忽視。通過合理設計和安裝犧牲陽極系統(tǒng)，可以確保這些設備的安全運行，避免由于腐蝕導致的泄漏和事故。此外，在橋梁、建筑、電力設施等領域，犧牲陽極保護 法也發(fā)揮著重要作用，為各種金屬結構提供了可靠的防腐保護。　　犧牲陽極保護 法的優(yōu)勢在于其原理簡單、施工方便、維護成本低。與外加電流陰極保護 法相比，犧牲陽極保護 法不需要外部電源和復雜的控制系統(tǒng)，因此具有更高的可靠性和穩(wěn)定性。同時，由于犧牲陽極與被保護金屬之間是直接連接的，因此可以確保電流分布的均勻性，避免局部過保護或欠保護的問題。此外，犧牲陽極的消耗是漸進的，可以通過定期檢查和更換來確保保護效果的持續(xù)性?！　∪欢瑺奚枠O保護 法也存在一定的局限性。首先，犧牲陽極的壽命是有限的，當陽極材料完全消耗后，就需要更換新的陽極。這不僅增加了維護成本，還可能影響設備的正常運行。其次，犧牲陽極的保護電位范圍是有限的。當被保護金屬的電位要求較低時，可能需要使用電位更低的陽極材料，這可能導致陽極材料的消耗速度加快，降低保護效率。此外，犧牲陽極的保護效果還受到環(huán)境因素的影響。例如，在含有大量氯離子的環(huán)境中，陽極材料的腐蝕速度會加快，從而降低保護效果?！　榱丝朔@些局限性，研究人員正在不斷探索和改進犧牲陽極保護技術。一方面，通過開發(fā)新型陽極材料，如高性能合金、復合材料等，來提高陽極的電化學活性和耐腐蝕性，延長陽極的使用壽命。另一方面，通過優(yōu)化陽極的形狀、尺寸和布置方式，來提高電流分布的均勻性和保護效率。此外，還可以結合其他防腐技術，如涂層、緩蝕劑等，來進一步提高保護效果?！　‰S著科技的不斷進步和人們對金屬腐蝕問題的日益重視，犧牲陽極保護 法在未來將具有更廣闊的發(fā)展前景。一方面，隨著新能源、新材料等領域的快速發(fā)展，對金屬結構的要求將越來越高，對防腐技術的需求也將更加迫切。犧牲陽極保護 法作為一種經濟、有效的防腐技術，將在這些領域中發(fā)揮更加重要的作用。另一方面，隨著智能化、自動化技術的不斷發(fā)展，犧牲陽極保護 法的施工和維護也將變得更加便捷和高 效。例如，通過引入遠程監(jiān)控和智能診斷技術，可以實時監(jiān)測陽極的消耗情況和保護效果，及時預警和更換陽極，從而確保保護效果的持續(xù)性和可靠性?！　奚枠O保護 法作為一種重要的電化學保護技術，在防止金屬腐蝕方面發(fā)揮著舉足輕重的作用。通過深入了解其基本原理、實際應用、優(yōu)勢、局限性以及未來的發(fā)展趨勢，我們可以更好地利用這一技術來保護各種金屬結構，延長其使用壽命，降低維護成本，為社會的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。

　　隨著科技的飛速發(fā)展，各行各業(yè)都在積極尋求技術革新以提升效率、降低成本并確保安全。在金屬防腐領域，陰極保護技術作為一種成熟且有效的防腐手段，已經被廣泛應用于石油、天然氣、化工、船舶等行業(yè)中。然而，傳統(tǒng)的陰極保護系統(tǒng)存在著監(jiān)測困難、維護成本高、反應速度慢等問題。為了克服這些局限性，陰極保護智能系統(tǒng)應運而生，它不僅提高了陰極保護的效率，還大大減少了人力和物力的投入。　　一、陰極保護智能系統(tǒng)的基本原理　　陰極保護智能系統(tǒng)是基于電化學腐蝕原理設計的一種智能防腐系統(tǒng)。它通過向被保護的金屬結構施加一個負電位，使金屬成為電化學腐蝕中的陰極，從而抑制或減緩金屬的腐蝕過程。智能系統(tǒng)通過實時監(jiān)測金屬結構的電位、電流等參數，并根據這些參數的變化自動調整保護電流的大小和方向，以確保金屬結構始終處于zui佳的保護狀態(tài)。　　二、陰極保護智能系統(tǒng)的優(yōu)勢　　1. 實時監(jiān)測與自動調整：陰極保護智能系統(tǒng)能夠實時監(jiān)測金屬結構的電位、電流等參數，并根據這些參數的變化自動調整保護電流的大小和方向。這種實時監(jiān)測和自動調整的功能使得系統(tǒng)能夠迅速響應環(huán)境變化，確保金屬結構始終處于zui佳的保護狀態(tài)?！　?. 提高保護效率：由于智能系統(tǒng)能夠實時監(jiān)測并自動調整保護電流，因此它能夠確保金屬結構得到充分的保護。與傳統(tǒng)的陰極保護系統(tǒng)相比，智能系統(tǒng)的保護效率更高，能夠大大延長金屬結構的使用壽命?！　?. 降低維護成本：陰極保護智能系統(tǒng)通過實時監(jiān)測和自動調整功能，大大減少了人工巡檢和維護的頻率。這不僅降低了人力成本，還減少了因巡檢不及時或維護不當而導致的損失?！　?. 提高安全性：智能系統(tǒng)能夠及時發(fā)現并處理潛在的腐蝕風險，從而避免了因腐蝕導致的設備損壞、泄漏等安全事故的發(fā)生。這對于確保生產安全、保障人員健康具有重要意義?！　∪?、陰極保護智能系統(tǒng)的應用案例　　1. 石油天然氣管道：石油天然氣管道是陰極保護智能系統(tǒng)的重要應用領域之一。在石油天然氣管道中，由于輸送介質具有腐蝕性，因此需要對管道進行防腐處理。陰極保護智能系統(tǒng)通過實時監(jiān)測管道的電位、電流等參數，確保管道得到充分的保護，從而延長了管道的使用壽命?！　?. 化工設備：化工設備中的金屬結構也面臨著嚴重的腐蝕問題。陰極保護智能系統(tǒng)通過實時監(jiān)測設備的電位、電流等參數，及時發(fā)現并處理潛在的腐蝕風險，確保設備的正常運行。同時，智能系統(tǒng)還能夠降低設備的維護成本，提高設備的利用率?！　?. 船舶：船舶長期在海洋環(huán)境中運行，金屬結構容易受到海水的腐蝕。陰極保護智能系統(tǒng)通過實時監(jiān)測船舶金屬結構的電位、電流等參數，確保船舶得到充分的保護。這不僅延長了船舶的使用壽命，還提高了船舶的安全性能?！　‰S著科技的不斷發(fā)展，陰極保護智能系統(tǒng)將會得到更廣泛的應用。未來，智能系統(tǒng)將會更加智能化、自動化和集成化，能夠實時監(jiān)測更多參數、實現更精確的控制和更高 效的保護。同時，隨著新能源、新材料等領域的不斷發(fā)展，陰極保護智能系統(tǒng)也將會面臨新的挑戰(zhàn)和機遇?！　∠肓私飧嗑蕛热荩靵黻P注河南盛世達防腐

　　犧牲陽極安裝工藝流程：　　犧牲陽極坑開挖→清理管道→陽極連接電纜與管道焊接→檢查焊接點→焊點強度試驗→焊接點防腐→回填犧牲陽極地坑→進入下道工序　　陽極電纜與管道的連接：電纜與管道的焊接可以采用鋁熱焊法?！　『附忧皯獙⒐茏咏^緣層除去用刮刀或銼刀使欲焊處有足夠大小的金屬光澤表面；電纜端應剝去絕緣層，芯線應伸出50mm。電纜芯線必須清潔干燥、無油和油脂，焊點至少離管道焊縫100mm遠。進行鋁熱焊時，鋼管應預熱至100℃左右。鋁熱焊電纜接頭、電纜與管道連接見圖所示?！　?、焊接方法　　◆將電纜外皮剝離至合適的長度，用鋼絲刷除去污物及氧化皮；　　◆用銼刀或電動機具除去被焊接鋼管上的涂層露出金屬基材；　　◆鋁熱焊模具就位，將電纜插入底孔部位，將金屬片放入模具腔內，倒入焊劑，并搗實，放入點火器、蓋上模具蓋子；　　◆點火焊劑，移去模具，清除浮渣，檢查焊接接頭?！　?、焊接要點　　◆焊接模具必須干燥，模具在使用前應烘烤；　　◆鋼及電纜的焊接接頭部位應除去氧化皮；　　◆模具和鋼管表面結合緊密無間隙；　　◆為防電纜過熱應在焊接部位加銅套?！　?、陽極埋設：　　當管道的安裝與鋅陽極埋設同步進行時，犧牲陽極的埋設位置，與管道外壁距離為1.5米左右，不應小于0.3m。陽極可埋設在管道的側方或側下方,視現場具體工況條件，可選擇立式或臥式埋設。埋設深度必須在凍土層以下，一般要求與管道深度一致。對于已安裝完的管道，陽極埋設可在管道中心位置，使得陽極包的中心位置與管道中心位置在同一高程上，施工采用人力鉆孔的施工方式，鉆孔直徑為Ф400，陽極包采用豎向布置。　　4、電纜與管道焊接后，應對鋁焊點進行強度試驗，合格后才能進行補傷作業(yè)。補傷前應先填充熱溶膠，熱收縮帶下的防腐層和電纜外皮應預先打毛，再外包覆熱收縮帶防腐。　　5、陽極連接電纜和陽極鋼芯連接要求：　　陽極連接電纜和陽極鋼芯采用銅焊或錫焊接，雙邊焊縫長度不得小于50mm，焊好后電纜接頭及露出陽極端面的鋼芯要防腐絕緣，絕緣材料應用環(huán)氧樹脂或同工效的其他涂料。防腐結束后應對接頭采用必要的保護措施，以防止接頭被損壞。各點確認焊接、連接、防腐處理合格后，回填土壤。在回填土將陽極布袋沒設后，向陽極坑內灌水，使陽極填料包飽和吸滿水后，回填表面土夯實，恢復地貌?！　?、焦炭渣鋪設：每個陽極四周必須填焦炭碴，其焦炭碴粒徑宜小于15mm，陽極下部的焦炭碴厚度均不宜小于200mm，上部的厚度為1000mm，四周圍的焦炭碴厚度不宜小于100mm，焦炭顆粒和周圍回填土接觸應良好，并應夯實，焦炭碴中不得混入泥土。焦炭回填料頂部必須放置粒徑為5～10mm左右的礫石或粗砂，厚度為500mm，表層回填土應高出原自然地面200mm。　　7、成組輔助陽極埋設后應測量其接地電阻不宜大于1Ω,如達不到要求應采取補救措施。　　8、匯流電纜架空線、引線的連接宜采用鍍鋅螺栓卡子擰緊，導線端應裝有銅接線端子，接線應在水泥桿上或在本工程特制的銅管內接線端子排上進行?！　?、特殊地段管道陰極?！　≡O計明確要求，對“三穿”管道納入全線陰極保護系統(tǒng)，實施強制電流保護。在穿跨越兩岸各埋設一組鋅合金犧牲陽極做補充保護，陰極組由4支凈重為22Kg/只的預包裝鋅合金犧牲陽極組成，陰極通過電流測試樁內的短接片與管道連接。犧牲陽極采用水平敷設，將陰極在管道兩側敷設，每側埋設2支?！　♂槍Ω邏弘娏υO施、電氣化鐵路等雜散電流大的地段，采用埋設犧牲陽極作為管道陰極保護的加強?！　」艿狸帢O保護特殊地段，犧牲陽極的有效使用年限不應小于15年?！　」芫€陰極保護系統(tǒng)運行后，用電流測試樁測試管道全線的雜散電流，對雜散電流測試不符合設計驗收規(guī)范處，采用增設犧牲陽極的方法進行管道保護。

　　工業(yè)管道主要用于運輸水，石油產品，天然氣和一些公用事業(yè)等。世界各國都有一個巨大的管道系統(tǒng)網絡，這些管道可能在陸地上，也可能在海上，但是在這兩種情況下都會受到腐蝕。如果腐蝕沒有得到及時的緩解，很可能會帶來極大的損失，甚至導致危險事故的發(fā)生。　　對于管道防腐，現在人們已經掌握了幾種不同的腐蝕控制技術，陰極保護就是其中之一。該技術可以應用于涂層管道上，以減輕涂層質量較差的區(qū)域的腐蝕速率，也可用于裸露管道上。上面提及的兩種不同類型的陰極保護技術都可以用于埋地管道的腐蝕預防方面。至于兩種類型技術的具體選取一般取決于多個因素，例如所需的電流大小，土壤電阻率和待保護結構的面積等?！　∫蕴间摬牧蠟槔?，陰極保護技術旨在極化管道使其電位值降低到-850毫伏。一般可以通過測試站測量極化電位，測試站將沿管道路線安裝在以下位置：　　頻繁間隔（例如<2km / 1.24英里）　　與外界結構交叉處　　電絕緣點　　在某些犧牲陽極位置　　近電源干擾　　雜散電流放電到土壤的位置　　· 陰極保護引起的問題　　在許多大型管道網絡中，有很多交叉，并行以及分支的結構，其中管道如果應用了陰極保護技術，管道之間可能會發(fā)生直流干擾現象，進而加速腐蝕。為了克服這個問題，管線可以直接地或通過電阻間接的進行耦合?！　τ谕扛操|量較差的涂層管道，陽極保護水平高的地方可能會出現陰極剝離現象，較高的溫度也可能促進陰極剝離，高PH環(huán)境在應力腐蝕開裂方面也是一個值得注意的問題。在這些情況下，管道的極化電位必須保持在-850 mV 的數值?！　￡帢O保護雖然只是一種用于防止腐蝕的方法，但不僅僅只是應用在管道中，在船舶，海上石油平臺和其他鋼結構中同樣可以得到應用?！　『幽鲜⑹肋_防腐工程有限公司成立于1999年，公司產品包括各類犧牲陽極、防腐蝕電源、陰極保護檢測設備、陰極保護檢測設備，提供防腐蝕工程設計與施工、陰極保護運行及管理、檢測與評估、油氣管道完整性管理以及腐蝕技術咨詢與培訓。

　　腐蝕與腐蝕電池　　作為一種天然存在的現象，腐蝕主要是指材料（一般指金屬材料）與環(huán)境間發(fā)生的化學或電化學相互作用而導致材料功能受到損傷的現象。　　在大多數情況下，當金屬被放置在水溶液中或潮濕的大氣環(huán)境中時，金屬表面會形成一種微電池，有時也稱腐蝕電池(其電極一般稱為陰、陽極)。在陽極上發(fā)生氧化反應，使陽極發(fā)生溶解，在陰極上則發(fā)生還原反應，一般只起傳遞電子的作用。　　腐蝕電池的形成原因　　腐蝕電池的形成原因主要是由于金屬表面吸附了空氣中的水分，形成了一層水膜，因而使空氣中CO?等氣體溶解在這層水膜中，形成電解質溶液，而浸泡在這層溶液中的金屬又總是不純的，例如工業(yè)上用的鋼鐵，其實際上是合金材料，即除鐵之外，還含有石墨、滲碳體以及一些其它的金屬和雜質，它們大多數沒有鐵元素活潑。這樣形成的腐蝕電池的陽極為鐵，而陰極為雜質，又由于鐵與雜質緊密接觸，使得腐蝕不斷進行?！　〗饘俨牧习l(fā)生腐蝕的難易程度通常取決于金屬的晶粒結構，合金材料組成以及在制造期間金屬表面經受的處理溫度和是否發(fā)生變形等因素?！　∥⒂^腐蝕電池　　現在，已經有許多經受了時間考驗的腐蝕預防方法，其中之一就是陰極保護 法，在本文中，我們將介紹一些關于陰極保護類型以及該方法如何有效預防埋地管道免受腐蝕等知識。　　什么是陰極保護？　　陰極保護技術是電化學保護技術的一種，其原理是向被腐蝕金屬結構物表面施加一個外加電流，被保護結構物成為陰極，從而使得金屬腐蝕發(fā)生的電子遷移得到抑制，避免或減弱腐蝕的發(fā)生。暴露于電解質中的金屬材料表面具有多個微觀陽極和陰極位置。當陽極電負性強于陰極時，它們之間就會產生電位差，進而發(fā)生腐蝕　　陰極保護的目的就是盡可能的降低陰極和陽極之間的電位差，使其降低到一個可以忽略的值。這種電位差的減少主要是由于陰極的極化所導致，根據歐姆定律，利用這種方法，腐蝕電流能夠得到很好的緩解。陰極保護可以通過向被腐蝕金屬結構物表面施加一個外加電流來實現?！　￡帢O保護標準　　為了實現足夠的陰極保護，受保護結構的電位必須極化到一定的值，通常采用參比電極來測量極化電位。例如銅/硫酸銅電極（CSE）就是土壤和淡水中較常用的參比電極。　　目前有兩種類型的陰極保護評估標準。根據情況，一般可以使用其中任何一種，盡管在許多情況下，第 一 種被認為是更加優(yōu)越的?！　?.電位標準　　施加陰極保護時被保護結構物的電位至少達到-850毫伏（mV）或更負（相對于銅/硫酸銅參比電極）?！　?.極化轉變標準　　在構筑物表面與接觸電解質的穩(wěn)定參比電極之間的陰極極化值為100mV（相對于銅/硫酸銅參比電極）?！　∽ⅲ哼@些判據標準主要適用于碳鋼材料，不同類型的金屬材料標準可能有所不同?！　￡帢O保護的類型　　陰極保護主要包含兩種類型　　1　　犧牲陽極保護陰極　　這種類型的陰極保護，主要原理是通過將被保護金屬和一種可以提供陰極保護電流的金屬或合金（即犧牲陽極）相連，進而使得被保護體極化以降低腐蝕速率。在被保護金屬與犧牲陽極所形成的電池中，被保護金屬體為陰極，犧牲陽極的電位往往負于被保護金屬體的電位值，在保護電池中是陽極，被腐蝕消耗，故此稱之為“犧牲”陽極，從而實現了對陰極的被保護金屬體的防護?！　奚枠O一般為一些活性金屬，例如鋅、鋁和鎂等，根據電位序列，這些都是比較活躍的金屬材料。　　陰極保護電流主要是由犧牲陽極和受保護結構之間的電位差引起的。　　使用的陽極類型通常取決于電解質的電阻率和化學組成等因素?！　≡擃愋偷年帢O保護優(yōu)點主要有：單次投資費用低，運行過程中基本不需要支付維護費用；保護電流的利用率較高，不會產生過保護；對鄰近的地下金屬設施無干擾影響；適用于廠區(qū)和無電源的長輸管道以及小規(guī)模的分散管道保護；施工技術簡單，平時不需要特殊的維護管理等?！　?.強制電流陰極保護(外加電流法)　　強制電流陰極保護 法是指將被保護金屬與外加電源負極相連，由外部電源提供保護電流，以降低腐蝕速率的方法。外部電源通過埋地的輔助陽極將保護電流引入地下，通過土壤提供給被保護金屬，被保護金屬在大地中仍為陰極，其表面只發(fā)生還原反應，不會再發(fā)生金屬離子化的氧化反應，使腐蝕受到抑制?！　∪N常用的陽極類型：可溶性陽極（鋁和鋼），半可溶性陽極（石墨和高硅鑄鐵（HSCI））和不溶性陽極（鉑，混合金屬氧化物和聚合物等）?！　∵@種類型的陰極保護技術的主要部件是一個變壓整流器，這迫使電流從陽極流到受保護的結構（陰極）?！　【唧w使用的陽極類型，可溶性，半可溶性或者不溶性，通常取決于電解質的化學組成和待保護的區(qū)域等因素?！　≡擃愋偷年帢O保護技術優(yōu)點主要包括：驅動電壓高，能夠靈活地在較寬的范圍內控制陰極保護電流輸出量，適用于保護范圍較大的場合；在惡劣的腐蝕條件下或高電阻率的環(huán)境中也適用；選用不溶性或微溶性輔助陽極時，可進行長期的陰極保護；每個輔助陽極床的保護范圍較大，當管道防腐層質量良好時，一個陰極保護站的保護范圍可達數十公里等。

　　陰極保護是什么？陰極保護是基于電化學腐蝕原理的一種防腐蝕手段。美國腐蝕工程師協(xié)會（NACE）對陰極保護的定義是：通過施加外加的電動勢把電極的腐蝕電位移向氧化性較低的電位而使腐蝕速率降低。犧牲陽極陰極保護就是在金屬構筑物上連接或焊接電位較負的金屬,如鋁、鋅或鎂。陽極材料不斷消耗,釋放出的電流供給被保護金屬構筑物而陰極極化，從而實現保護。外加電流陰極保護是通過外加直流電源向被保護金屬通以陰極電流，使之陰極極化。該方式主要用于保護大型或處于高土壤電阻率土壤中的金屬結構。　　保護電位是指陰極保護時使金屬腐蝕停止（或可忽略）時所需的電位。實踐中，鋼鐵的保護電位常取-0.85V（CSE），也就是說，當金屬處于比-0.85V（CSE）更負的電位時，該金屬就受到了保護，腐蝕可以忽略。　　陰極保護是一種控制鋼質儲罐和管道腐蝕的有效方法，它有效彌補了涂層缺陷而引起的腐蝕，能大大延長儲罐和管道的使用壽命。根據美國一家陰極保護工程公司提供的資料，從經濟上考慮，陰極保護是鋼質儲罐防腐蝕的較為經濟的手段之一。　　公司遵循“靈活，創(chuàng)新”的經營理念， “誠信、協(xié)作、奮進”是盛世達倡導的企業(yè)精神，用優(yōu)良的產品，現代化的管理理念以及豐富的研發(fā)成果和生產業(yè)績，為我國防腐蝕事業(yè)貢獻自己的一份力量。

　　為了確保對地下或水下金屬結構的腐蝕控制，周期浸潤腐蝕函數的測定和故障診斷等，盛世達認為采用陰極保護系統(tǒng)是必要的?！　￡帢O保護　　陰極保護是一種用于腐蝕控制的技術，它可以有效減輕地下或水下金屬結構的腐蝕。陰極保護系統(tǒng)存在外加電流和犧牲陽極這兩種類型，通常根據需要被保護結構的屬性和需求來確定哪一種保護方式?！　榱舜_保對地下或水下金屬結構的腐蝕控制，進行充分的陰極保護是必需的。所以，定期采用陰極保護系統(tǒng)進行功能測試和故障排除，是確保操作系統(tǒng)正確運轉的必要措施。此處，我們將討論陰極保護系統(tǒng)用于功能測試和故障排除?！　」δ軠y試與故障診斷　　對于任何一個系統(tǒng)來說想要確保其處于正確的操作中，功能測試都是一種必要的測試。在該測試中對系統(tǒng)的主要功能及其組件進行檢查，一旦發(fā)現存在任何問題，都需要對系統(tǒng)進行故障排除。而任何系統(tǒng)中的任一組件都可能會出現故障，故障排除存在于所有組件的維護和系統(tǒng)運行過程中?！　￡帢O保護系統(tǒng)的功能測試　　陰極保護系統(tǒng)的功能是將被保護結構——陰極——也就是鋼結構，極化到一定的負電位。施加陰極保護時，為了確保為碳鋼結構提供充分的陰極保護，碳鋼結構的電位負移至少達到-850 mV或更負（相對Cu/CuSO4電極作參比電極）。陰極保護條件取決于金屬類型和不同土壤電阻率?！　y量保護結構的電位所需的工具為：　　● 一個直流內阻電壓表　　●  Cu/CuSO4參比電極　　●  導線　　測量被保護結構的電位可以按如下操作：　　1. 使參考電極與保護結構盡可能的接近，以使土壤中的電阻壓降小化。　　2. 用導線將參比電極與直流電壓表的負極連接在一起。　　3. 用導線將保護結構與直流電壓表的正極連接在一起?！　?. 通過一個電流斷續(xù)器使陰極保護系統(tǒng)瞬間斷開，測量被保護結構的電位?！　∪绻麥y量的電位比-850 mv更正，那么這是一個存在故障的陰極保護系統(tǒng)。因此，故障排除對于陰極保護系統(tǒng)來說是必要的?！　￡帢O保護系統(tǒng)的故障排除　　排除一個陰極保護系統(tǒng)的故障，需要對該系統(tǒng)的每個組件進行排查，包括：　　● 外加電流陰極保護用的電源　　●  直流電纜　　●  地床　　●  保護結構　　變壓整流器的故障診斷　　雖然常用的電源有很多種類型，如熱電發(fā)電機、太陽能發(fā)電機、風力發(fā)電機、發(fā)動機驅動的發(fā)電機、電池或燃料電池等，但是變壓整流器依然是用于陰極保護系統(tǒng)的常見電源?！　∽儔赫髌鞯闹饕考校骸　　?整流器或面板　　●  交流電路——交流終端、交流斷路器、交流整合和交流過載保護　　●  電源變壓器　　●  整流電路——全波橋、直流整合、直流過載保護和直流輸出終端　　●  直流電流表和電壓表并聯(lián)　　通常情況下，變壓整流器的故障源可能在交流電路、直流電路或整流電路。為了確定變壓整流器的故障源，應采用一個便攜式的萬用表來測量直流輸出?！　≡诠收蠣顟B(tài)下，變壓整流器輸出的直流可能是下列情況之一：　　1. 正常的電壓，但電流為0：　　在這種情況下，故障應該存在于整流器外部的直流電路，可能是直流電纜、正極或負極、或陽極（陽極本身或其對接工具）?！　?.   電壓 0 - 2，電流為0：　　在這種情況下，故障存在于交流電源或整流電路。　　3. 正常電壓0.5，正常電流0.5：　　在這種情況下，故障存在于交流電源或二極管本身?！　≌堊⒁?，在使用單相電源的情況下，正常電壓被認為是二次側電壓的15%?！　≈绷麟娎|的故障排除　　直流電纜用于連接變壓整流器直流輸出終端和陽極、正極電纜，以及保護結構和負極電纜。直流電纜的故障源是非持續(xù)性的，這可能是由于其埋藏在土壤中的機械應力導致的。如前所述，要檢查直流電纜可以通過交流電壓表測量電阻，看變壓整流器的輸出電壓是否為正常值以及輸出電流是否為0?！　∪绻龢O電纜是故障源，它的電阻會呈現非常高；而負極電纜的電阻則等于測試引線電阻和負極電纜電阻之和?！　∪绻摌O電纜是故障源，它的電阻會呈現非常高；而正極電纜的電阻則等于測試引線電阻和正極電纜電阻之和?！　〉卮驳墓收吓懦　∮梢粋€或多個陽極組成的地床，通過是通過陽極接線盒或者接頭裝備連接到主正極電纜上。地床的故障源頭可能出在陽極尾處、陽極連接處或陽極本身?！　⊥ǔＧ闆r下，陽極電阻會隨著時間的推移而增加；其原因是發(fā)生了腐蝕或陽極與土壤發(fā)生了相互作用，這是由于高硅鑄鐵陽極與土壤中富含的氯會發(fā)生反應使其表面形成一層氣態(tài)層。陽極電阻的增加也可能是由于土壤的干燥，因為土壤干燥會導致碳質回填覆蓋在周圍的陽極上。　　當變壓整流器輸出電壓是正常的、同時正負直流電纜的狀態(tài)都是完好的，但沒有電流的時候，我們需要去檢查地床。在故障狀態(tài)下，地床的電阻會表現出非常高的值。此時我們需要測量地床電阻，然后將其測量值與其當初的設計值和以往的記錄值進行對比?！　”槐Ｗo結構的故障排除　　當變壓器的輸出電壓和電流是正常的，但陰極保護條件未能達到保護結構物的目的的時候，那么故障的源頭可能是鐵路和交叉口的涂料退化、直流雜散電流、屏蔽、短路，或者電氣隔離短路?！　榱嗽u估涂層條件或涂層效率，需要進行沿管線的實地調查。這可能包括Pearson調查或直流電壓梯度調查。如果有必要的話，可能需要對涂層進行維修?！　￡帢O保護屏蔽可能是由于沿管道路線附著了混凝土塊的原因。由于這些土塊的存在，陰極保護電流不能有效地到達被保護結構的表面；因此，等于沒有有效的陰極保護條件。在這種情況下，如果還可以繼續(xù)使用，那么清理這些土塊是必要的；但如果不能的話，可以通過電鍍陽極來確保一個適當的陰極保護系統(tǒng)?！　τ谌魏我粋€下套管的管道，都應該測量其下套管前后的陰極保護電流，以確定在主要管道和套管之間是否存在短路?！　「綦x包也需要檢測其是否短路、需要修理或更換。檢查沿管道路線的直流干擾可以確定任何雜散電流問題?！　“凑找欢ǖ某绦蚝蜁r間表對陰極保護系統(tǒng)進行定期檢查，同時所有檢驗數據都要做好完整的記錄以便用于故障診斷　　河南盛世達防腐工程有限公司有二十年的犧牲陽極研發(fā)成果和生產業(yè)績達千噸國標陰極保護產品供應國內外，取得了明顯的經濟效益和社會效益為推動防腐事業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新不斷努力。

　　據盛世達了解到，國內煉油行業(yè)今后大量煉制進口原油已成為不可逆轉的趨勢，無論是中東、南美等地區(qū)舶來外油，還是煉制通過陸上管道運到東北各石化企業(yè)的哈薩克斯坦或俄羅斯的高含硫、高含鹽原油，都將導致油罐使用壽命的大大縮短?！　∮凸薷g的薄弱點是罐底板內、外部表面，特別是解決好罐底板外表面的防護是均衡好整個油罐防護的關鍵?！　? 原油罐罐底板存在的腐蝕隱患分析　　儲罐的底板坐落在瀝青砂基上，時間長了瀝青砂基產生裂紋，使地下水上升造成罐底板的腐蝕，對于這種情況，行之有效的方法是采取陰極保護技術進行補救?！　薰薜淄獗砻娴母g影響主要因素有以下幾個方面：　　（1）形成腐蝕電池　　罐底板焊縫附近沒有防腐蝕涂層，而且油罐罐底板座與混凝土的圈梁基礎相比，電位更高，從而形成腐蝕電池，加速罐底板的腐蝕；　?。?）保溫材料的水解對腐蝕的影響　　油罐保溫大多數采用巖棉或聚氨酯做保溫材料，這兩種材料在浸水情況下的PH值分別為6.4和5，有較強的腐蝕性。一旦保溫層中進水，就會形成人們常說的“濕棉襖”，會長期對罐底板造成腐蝕?！　。?）儲罐基礎的影響　　儲罐的基礎是瀝青砂構造，由于罐的滿載和空載交替，冬季和夏季濕度不同，易造成瀝青砂層產生裂縫等；此外油罐內油品溫度升高時，底板周圍水分蒸發(fā)，使得鹽分濃度增加，提高了環(huán)境的腐蝕性?！　。?）氧的濃差電池　　罐底板與砂層接觸性不良，如滿載和空載比較，空載時接觸不良，罐周圍和罐部位透氣性差，會引起氧的濃差電池腐蝕。有資料表明，罐邊緣的電位差可相差150mmv以上，腐蝕電流達到222mA。　?。?）基座混凝土的腐蝕　　混凝土中鋼筋的耐蝕性是由于混凝土高PH值產生的鈍化作用，當環(huán)境中含有高濃度氯離子時，鋼/混凝土界面的臨界Cl-含量為700?10-6mg/l，則會破壞鋼鐵的鈍化引起腐蝕。　　2 煉油廠儲罐底板腐蝕調查與分析　　目前原油罐、成品油罐罐底多采取底板外沿進行密封防護，即填充邊緣板與罐基礎之間的縫隙，部分采取外加電流陰極保護措施?！　‰S著技術更新，國家已頒布了SY/T0088-95《鋼制儲罐外壁陰極保護技術標準》，相信在不久的將來，油罐罐底板陰極保護技術的應用將獲得周全的推廣?！　? 原油罐采取陰極保護幾種方案對比　　3.1 犧牲陽極系統(tǒng)　　采用犧牲陽極系統(tǒng)對儲罐進行保護安裝簡單，不會產生腐蝕干擾。但除非儲罐與管道以及其他系統(tǒng)絕緣良好，否則儲罐不會得到充分保護。其他系統(tǒng)包括管網、儀器連接線、電纜套管、混凝土鋼筋以及罐群接地系統(tǒng)等。對如此多的部分采取絕緣，不僅花費大，而且以后的維護費用高。犧牲陽極系統(tǒng)的驅動電壓一般低于0.7V, 它限 制了陰極保護系統(tǒng)的電流輸出。一旦儲罐與上述任何部分短路，不但使儲罐達到保護困難，而且會使犧牲陽極系統(tǒng)很快耗盡，保護壽命短?！　?.2深井及斜井陰極保護系統(tǒng)　　該系統(tǒng)主要應用于已經建成的儲罐，尤其適用于空間狹小地區(qū)，其缺點是陰極保護電流不均勻，容易產生腐蝕干擾。同時陽極處于非常惡劣的工作條件下，容易過早損壞?！　?.3斜井陰極保護系統(tǒng)　　斜井陽極即在儲罐下部安裝了電位測量管，每隔1.5米測量一次罐/地電位。斜井陰極保護的弊端就是保護電流分布不均，難以實現像大型100000m3儲罐的正常陰極保護。　　3.4 柔性陽極系統(tǒng)　　該陽極由包敷在電纜外部的導電橡膠制成，橡膠外面包裹一層炭粉回填料，該系統(tǒng)可以鋪設在儲罐底板下面，電流分布均勻，不易產生腐蝕干擾，但具有如下缺點：　?。?）該系統(tǒng)的運輸，安裝費用比網狀陽極系統(tǒng)高，每盤陽極很重。增加了搬運難度和費用；　?。?）填料帶容易破損，導致填料漏失，需要填充；　?。?）由于導電橡膠在電流的作用下，隨著時間的推移容易老化開裂，導致銅芯電纜迅速腐蝕，致使系統(tǒng)過早失效；　?。?）該系統(tǒng)的不能過度彎曲；　?。?）現場需要很多電纜連接，質量難以保證?！　?.5 網狀陽極陰極保護　　網狀陽極是貴金屬氧化物帶狀陽極與鈦基金屬連接片交叉焊接組成的外加電流陰極保護輔助陽極。將該陽極網予埋在儲罐基礎中，為儲罐底板提供保護電流。與其他方式的陰極保護相比，該系統(tǒng)具有如下優(yōu)點：　?。?）電流分布非常均勻，輸出可調，保證儲罐充分保護；　　產生的雜散電流很少，不會對其他結構造成腐蝕干擾；　　（2）不需要回填料，安裝簡單，使用壽命長?！　。?）該網狀陽極可放置在罐底板與防滲膜或混凝土基礎之間, 距離罐底板的距離可以達到15厘米，無須填料。與井式陽極陰極保護電極電位波動情況的比較。　　河南盛世達防腐工程有限公司是一家專門從事變形鎂合金半連續(xù)鑄棒及擠壓產品和陰極保護防腐材料的研發(fā)、生產、銷售、工程技術服務為一體綜合實業(yè)公司，是中交天津港灣研究院、北京有色金屬研究院及中交一航、四航局的戰(zhàn)略合作伙伴。

　　據盛世達了解到，近海油氣開發(fā)平臺有多種形式，固定式平臺很常見，服役年限多為二三十年或更長。石油平臺可看作由二部分組成，上部設施具備鉆修井、油氣開采處理和外輸、人員住宿等或其中部分功能，下部的結構稱為導管架，是整個平臺的基礎，其重要性不言而喻。導管架常年處于惡劣的海洋環(huán)境中，嚴重的海水腐蝕時時考驗著它們。陰極保護就是它們的守護神，應用較廣的就是犧牲陽極陰極保護，鋁合金陽極因其性價比高而為常用，鋁鋅銦系則是其中典型的代表。　　近年來，節(jié)能環(huán)保備受全球關注。而鋁合金陽極從原材料生產到陽極鑄造需要大量環(huán)保投入，使用期間也會排放鋅等，服役就意味著消耗，大量資源無法再生，令人可惜。外加電流陰極保護技術具有成熟可靠、資源消耗低和經濟、環(huán)保等優(yōu)點，外加電流技術在陸上等其他領域應用廣泛，但為什么在海上平臺沒有廣泛采用呢？這得從海上平臺的特點說起，由于維修難度大費用高或根本無法維修，所以要求在很長的服役年限內無需維修，同時要求維護簡單。因此，要在海上平臺得到實際應用，還要解決幾個難題：首先，需要解決可靠性的問題，要求裝置能夠抵御各種惡劣海況，特別是強臺風的沖擊，由于一直處于波浪的作用下，要求裝置的強度和疲勞壽命需滿足設計年限的要求；其次，海上石油平臺集多種功能于一體，各類裝置之間應協(xié)調一致，不能產生相互干擾，因此，需要根據不同的平臺現狀和海域環(huán)境條件，選擇適宜的外加電流形式；再次，考慮對陰極保護效果進行監(jiān)測，較好的做法是與外加電流系統(tǒng)一體考慮，可大幅度降低安裝成本，要解決監(jiān)測精度的難題，需要有精確的數值計算作為保證；安裝技術很重要，而且費用所占比例也相當高。由于安裝過程幾乎不可重復，需要一次成功，因此，需要解決安裝方案的可行性、安裝所需時間窗及安裝費用。因此，外加電流在海上平臺的應用難度非常高?！　∑脚_服役期間可能出現原有陰極保護系統(tǒng)不能滿足要求，或平臺服役期滿后，由于油氣田生產的需求需要繼續(xù)服役。因此，基于平臺陰極保護需求的特點，可以分為新建平臺和在役平臺兩類。新建平臺可采用固定式外加電流陰極保護系統(tǒng)，而遠地式和張緊式（或稱為拉伸式）則更適用于在役平臺。　　固定式外加電流陰極保護系統(tǒng)，為了盡量減少輔助陽極用量，輔助陽極安裝在固定的支架上，所以也稱為固定支架式，電纜布置在電纜護管內，同時可以將陰極保護監(jiān)測系統(tǒng)集成在一起。為保證可靠性，需考慮導管架安裝時打樁和服役期間波浪對電纜護管和輔助陽極的影響。該系統(tǒng)在導管架預制時安裝，很大地降低了建造成本。導管架安裝初期，尚無電源，因此需要設置少量犧牲陽極，為導管架提供臨時陰極保護。該系統(tǒng)的重量約為犧牲陽極系統(tǒng)的幾分之一，有利于導管架結構優(yōu)化，可明顯降低導管架的工程造價，越是大型導管架降低的幅度越大?！　τ谝呀ㄆ脚_，水下安裝犧牲陽極費用高昂，上述固定式也因為安裝費用太高，無法采用。張緊式外加電流陰極保護系統(tǒng)，兼具陰極保護和監(jiān)測的功能。輔助陽極、參比電極和電纜集成于一體，稱之為復合電纜，具有承重、供給陽極電流和傳輸監(jiān)測信號的功能。復合電纜頂部固定在平臺的桿件上，底部固定在重力基礎上，并根據海況條件施加一定的預張力，使其處于張緊狀態(tài)，所以也稱為拉伸式外加電流陰極保護系統(tǒng)。重力基礎的結構和重量、復合電纜的張緊力等需要考慮具體環(huán)境條件、水深等多因素來確定，同時要保證在可能的環(huán)境條件，特別是惡劣環(huán)境條件下，復合電纜與平臺結構件、及復合電纜之間保持一定的距離。復合纜結構和長度、重力基礎及張緊力之間密切相關，設計時需要統(tǒng)一考慮。因為輔助陽極垂直均勻布置，因此，電位分布更均勻，所需保護電流也相對較小。該系統(tǒng)的特點在于安裝時不需水下作業(yè)，或只需簡單的水下作業(yè)作為輔助，因此便于安裝，整體成本低，用于在役平臺陰極保護系統(tǒng)延長服役具有非常大的優(yōu)勢?！　∵h地式外加電流陰極保護系統(tǒng)，輔助陽極設置在安裝于海床上的結構物上，并于平臺保持一定的距離以滿足平臺陰極保護的要求，故稱為遠地式。正因為遠離平臺，保護電位分布就沒有上述兩種方法均勻，呈現底部偏負上部偏正的態(tài)勢，所需保護電流也明顯大于上述兩種方法。遠地式的電纜需固定在桿件或穿入護管內，電纜護管可有效電纜免收外力破壞，例如在冬季結冰的海域。因此，輔助陽極和電纜的安裝需采用潛水作業(yè)或 ROV 作業(yè)，水下作業(yè)工作量很大，因而成本相對上述兩種高很多。該系統(tǒng)可靠性較高，特別是在某些特殊的海域，因此，該技術也不失為一種在役平臺陰極保護系統(tǒng)延長服役好的選擇?！　『幽鲜⑹肋_防腐工程有限公司擁有國內專門的實驗室和化驗室，具有優(yōu)良的設備和精密檢測儀器 。公司已通過ISO9001、ISO14001、GB/T28001(OHSAS18001)質量體系認證，并在2006年取得自營進出口權。

　　陰極保護是基于電化學腐蝕原理的一種防腐蝕手段。美國腐蝕工程師協(xié)會(NACE)對陰極保護的定義是：通過施加外加的電動勢把電極的腐蝕電位移向氧化性較低的電位而使腐蝕速率降低。犧牲陽極陰極保護就是在金屬構筑物上連接或焊接電位較負的金屬,如鋁、鋅或鎂。陽極材料不斷消耗,釋放出的電流供給被保護金屬構筑物而陰極極化，從而實現保護。外加電流陰極保護是通過外加直流電源向被保護金屬通以陰極電流，使之陰極極化。該方式主要用于保護大型或處于高土壤電阻率土壤中的金屬結構?！　”Ｗo電位是指陰極保護時使金屬腐蝕停止(或可忽略)時所需的電位。實踐中，鋼鐵的保護電位常取-0.85V(CSE)，也就是說，當金屬處于比-0.85V(CSE)更負的電位時，該金屬就受到了保護，腐蝕可以忽略?！　￡帢O保護是一種控制鋼質儲罐和管道腐蝕的有效方法，它有效彌補了涂層缺陷而引起的腐蝕，能大大延長儲罐和管道的使用壽命。根據美國一家陰極保護工程公司提供的資料，從經濟上考慮，陰極保護是鋼質儲罐防腐蝕的較經濟的手段之一。