埋地油氣管道陰保電位測(cè)量方法(附圖)

油氣管道陰極保護(hù)電位測(cè)量方法河南邦信防腐材料有限公司

2017年3月整理1、概述陰極保護(hù)是一種減緩或抑制金屬電化學(xué)腐蝕的方式，是一種基于電化學(xué)腐蝕機(jī)理的保護(hù)方法。通過給腐蝕電池補(bǔ)充大量的電子，使被保護(hù)金屬整體處于電子過剩的狀態(tài)，使金屬表面發(fā)生陰極極化，電極電位趨于同一負(fù)電位，從而減小管道表面的電位差，減緩或抑制腐蝕電池的電化學(xué)反應(yīng)。陰極保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方式有兩種：一種是犧牲陽極法；另一種是強(qiáng)制電流法。犧牲陽極陰極保護(hù)方式是選擇一種電極電位比被保護(hù)管道金屬更負(fù)的活潑金屬或合金（如鎂、鋅），將其與被保護(hù)管道相連并置于同一電解質(zhì)環(huán)境中，活潑金屬或合金在腐蝕電池中稱為陽極優(yōu)先腐蝕溶解，為被保護(hù)管道提供陰極保護(hù)保護(hù)電流。陽極釋放出的電子轉(zhuǎn)移到被保護(hù)管道表面，使被保護(hù)管道發(fā)生陰極極化，從而抑制腐蝕實(shí)現(xiàn)保護(hù)。陽極由于被腐蝕消耗，故稱之為犧牲陽極（見圖1）。圖1犧牲陽極陰極保護(hù)示意圖強(qiáng)制電流陰極保護(hù)是利用外部的直流電源作陰極保護(hù)的極化電源，將電源的負(fù)極接被保護(hù)管道，將電源的正極接至輔助陽極，在陰極保護(hù)電流的作用下，使管道表面整體發(fā)生充分的陰極極化，從而減緩或抑制管道的腐蝕實(shí)現(xiàn)保護(hù)（見圖2）。恒電也世圖2強(qiáng)制電流陰極保護(hù)示意圖一"I.恒電也世圖2強(qiáng)制電流陰極保護(hù)示意圖一"I.韓勖窗極參時(shí)里歐更位挑阻管道與其相鄰電解質(zhì)（土壤）的電位差稱為管地電位。管地電位是用來評(píng)價(jià)埋地管道陰極保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況及其有效性的重要指標(biāo)。因此掌握管地電位的測(cè)量方法是很必要的。常用的管地電位測(cè)量?jī)?nèi)容主要有通電電位、斷電電位、犧牲陽極接入點(diǎn)的管地電位以及極化探頭（試片）電位的測(cè)量。2、常用管地電位測(cè)量方法測(cè)量連線一般采用直流數(shù)字式電壓表測(cè)量管地電位，測(cè)量時(shí)將電壓表的負(fù)接線柱（COM）與參比電極（一般采用銅-飽和硫酸銅參比電極，CSE）連接，正接線柱（V）與管道連接，測(cè)（見圖3）。儀表指示的是管道相對(duì)于硫酸銅參比電極電極的電位值，正常情況下顯示負(fù)值。數(shù)中萬川々 -窩fit數(shù)中萬川々 -窩fit等或搔管逼|-口.用3。|品府推也橫管道圖3數(shù)字萬用表管地電位測(cè)量接線圖通電電位測(cè)量（Von）陰極保護(hù)系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行時(shí)測(cè)量的管道對(duì)土壤的電位叫通電電位，該電位包括管道極化電位與回路中其它所有電壓降（IR降）的和。a）測(cè)量前，應(yīng)確認(rèn)陰極保護(hù)運(yùn)行正常，管道已充分極化。b）測(cè)量時(shí)，將硫酸銅電極放置在管道上方地表的潮濕土壤上，應(yīng)保證硫酸銅電極底部與土壤接觸良好。c）通電電位測(cè)量接線見圖3。d）將電壓表調(diào)至適宜的量程上（沒有雜散電流干擾時(shí)一般選2V檔），讀取數(shù)據(jù)，并作好 管地電位值及極性記錄，注明該電位值的名稱。斷電電位測(cè)量（Voff）在斷開施加陰極保護(hù)電流的所有電源的瞬間測(cè)量出的管道對(duì)土壤的電位叫斷電電位。斷電電位是判斷管道陰極保護(hù)有效性的指標(biāo)。該方法不適用于保護(hù)電流不能同步中斷（多組犧牲陽極、犧牲陽極與管道直接連接、存在不能被中斷的外部強(qiáng)制電流設(shè)備）或受直流雜散電流干擾的管道。所測(cè)得的斷電電位是消除了由保護(hù)電流所引起的IR降后的管道保護(hù)電位。a）在測(cè)量之前，應(yīng)確認(rèn)陰極保護(hù)正常運(yùn)行，管道已充分極化。b）對(duì)測(cè)量區(qū)間有影響的陰極保護(hù)電源應(yīng)安裝電流同步斷續(xù)器，并設(shè)置合理的通/斷周期，同步誤差小0.1s。合理的通/斷周期和斷電時(shí)間設(shè)置原則是：斷電時(shí)間應(yīng)有足夠長(zhǎng)的時(shí)間在消除沖擊電壓影響后采集數(shù)據(jù)，讀取平緩的斷電電位，同時(shí)應(yīng)避免過度去極化；管道上設(shè)置有用于干擾防護(hù)的電容類元件的去耦合裝置時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)置較長(zhǎng)的斷電時(shí)間。測(cè)試過程中應(yīng)保持設(shè)備輸出電流的穩(wěn)定，當(dāng)發(fā)現(xiàn)相同測(cè)試點(diǎn)各通/斷周期斷電電位出現(xiàn)持續(xù)衰減現(xiàn)象，應(yīng)調(diào)整通/斷周期。c）將硫酸銅電極放置在管道上方地表的潮濕土壤上，應(yīng)保證硫酸銅電極底部與土壤接觸良好。d）斷電電位測(cè)量接線見圖3。e）將電壓表調(diào)至適宜的量程上，讀取數(shù)據(jù)，讀數(shù)宜在通/斷電0.5s之后進(jìn)行或讀取斷電后萬用表的第二個(gè)數(shù)值。f）記錄下通電電位（Von）和斷電電位（Voff）以及相對(duì)于硫酸銅電極的極性。g）如果對(duì)沖擊電壓的影響存在懷疑時(shí)，應(yīng)使用脈沖示波器或高速記錄儀測(cè)量沖擊電壓的影響大小和持續(xù)時(shí)間，對(duì)所測(cè)結(jié)果進(jìn)行核實(shí)。犧牲陽極接入點(diǎn)的管地電位測(cè)量該方法適用于消除犧牲陽極工作時(shí)，產(chǎn)生的地電位正偏移所引起的管地電位測(cè)量誤差。該誤差可采用遠(yuǎn)參比法消除，使參比電極離開陽極一段距離或斷開該測(cè)試樁的犧牲陽極進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量方法如下：a）遠(yuǎn)參比法的測(cè)量接線見圖4。b）將硫酸銅電極朝遠(yuǎn)離犧牲陽極的方向逐次安放在地表上。將數(shù)字萬用表調(diào)至適宜的量程上，讀取數(shù)據(jù)，做好電位值和極性記錄。c）第一個(gè)安放點(diǎn)距管道測(cè)量點(diǎn)不小20m，以后逐次向遠(yuǎn)方移5m。當(dāng)相鄰兩個(gè)安放點(diǎn)測(cè)量的管地電位相差小于2.5mV時(shí)，硫酸銅電極不再往遠(yuǎn)方移動(dòng)，取最遠(yuǎn)處的管地電位值作為該測(cè)量點(diǎn)的管道對(duì)遠(yuǎn)方大地的電位值。（一般情況下，參比電極離開陽極10m，并位于管道正上方，即可消除陽極電場(chǎng)的影響）。七P同匚油亙春起品罵性柄舒陽微偏酸期電極七P同匚油亙春起品罵性柄舒陽微偏酸期電極圖4遠(yuǎn)參比法測(cè)試接線圖極化探頭（試片）電位測(cè)量在某些情況下，由于作用在管道上的所有電流是無法同步中斷的（如犧牲陽極保護(hù)管道、存在雜散電流干擾等），這時(shí)可用極化探頭（試片）進(jìn)行管道斷電電位測(cè)量。其測(cè)量原理是用與管道材質(zhì)類似的試片（試片裸露面積一般在25px2?100cm2之間）來模擬管道防腐層缺陷點(diǎn)，該試片的埋深及回填狀況與管道相同，平時(shí)通過測(cè)試樁與管道連接，得到同樣的陰極保護(hù)。測(cè)量時(shí)，在斷開與管道接線的瞬間讀取電位值，這樣就可以測(cè)量到試片的斷電電位而不需要對(duì)管道上的所有電源進(jìn)行中斷。試片的電位反映的是同一位置、同樣大小的防腐層缺陷點(diǎn)的保護(hù)電位。試片法斷電電位測(cè)量有兩種形式，一種是將參比電極與試片組裝在一起，稱為極化探頭法（見圖5）；另一種是將參比固定在土壤管上，利用便攜式參比電極進(jìn)行測(cè)量，稱為土壤管試片法（見圖6）。數(shù)字為川表極化貳片電纜參比電極電纜極化探頭極化試片詞漢匚泊q言:直元堂住

數(shù)字為川表極化貳片電纜參比電極電纜極化探頭極化試片詞漢匚泊q言:直元堂住圖5極化探頭測(cè)試接線圖數(shù)據(jù)記業(yè)儀參比電極或PE數(shù)據(jù)記業(yè)儀參比電極或PE?管圖6土壤管試片法測(cè)試接線圖極化探頭（試片）電位測(cè)量時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：a）試片保護(hù)情況只代表管道上防腐層缺陷點(diǎn)面積小于試片面積的漏點(diǎn)保護(hù)狀況。b）采用土壤管時(shí)，土壤管中的土壤要填充密實(shí)。3、結(jié)語日常管道陰保電位的測(cè)試方法比較簡(jiǎn)單，一般人員通過培訓(xùn)即可掌握。目前不少管道上還安裝了智能陰保系統(tǒng)。智能陰保系統(tǒng)通過現(xiàn)場(chǎng)就地埋設(shè)陰保電位測(cè)試設(shè)備，并通過