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1、Contents概述概述阴极保护技术现状阴极保护技术现状阴极保护技术展望阴极保护技术展望结束语结束语原理：物理隔离 类型：3LPE，FBE等 不足：存在漏点 管道腐蚀第一道防线腐蚀防护腐蚀防护防腐涂层防腐涂层阴极保护技术现状原理：阴极极化 类型：强制电流，牺牲阳极 作用：为防腐层漏点提供保护 管道必不可少腐蚀防护手段腐蚀防护腐蚀防护 系统系统阴极保护阴极保护阴极保护阴极保护 准则准则阴极保护技术现状 核心技术指标 评判状态标准 指导设计运行阴保核心技术 构建理论模型阴极保护阴极保护 计算计算阴极保护阴极保护 准则准则构建理论模型 指导设计运行系统物质基础 阴保电源系统 阴保测量系统计算计算阴极
2、保护阴极保护 装备装备阴极保护阴极保护 计算计算阴极保护阴极保护 装备装备指标指标阴极保护阴极保护 准则准则阴极保护技术现状管/地极化电位管/地断电电位准则准则1 1-850-1200mV(CSE)阴极保护准则准则准则 GB/T 21448GB/T 21448 其它其它土壤电阻率高强钢准则准则2 2100mV现状ISO15589-1管道运行温度高于40C时 不能提供充分保护 GB/T21448指出准则适用于40 C以下， 40 C以上可能无效或部分无效阴极保护准则适用温度阴极保护技术现状不足不足建议建议管道运行温度高于40C管段： 原油管道加热站出站 天然气管道压缩机站出站 现有准则不满足管道
3、运行需要开展高运行温度管道阴极保护准则 研究现状我国标准没规定直流干扰下电位允 许偏离准则程度及时间 澳大利亚标准AS 2832.2给出了明确 规定存在动态直流干扰时阴极保护准则阴极保护技术现状不足不足建议建议直流干扰下电位波动会造成在部分时 间内管道电位偏离准则 无法有效指导动态直流干扰下阴极保 护系统的运行管理可通过引进国外先进准则完善我国 现有阴极保护准则现状我国标准没规定交流干扰下阴极保 护准则，使用常规准则。 交流干扰下，经典的阴极保护-850 mV准则不再适用，管道会发生腐蚀。交流干扰下的阴极保护准则阴极保护技术现状不足不足建议建议交流干扰越来越严重情况下，遵循常 规准则无法保障管
4、道不受腐蚀开展交流干扰腐蚀机理研究，建立 交流干扰下的管道阴极保护准则阴极保护技术现状核心：阴极保护 电流、电位在管GB/T 21448阴极保护计算传统阴极保护计算8 V22 0)(sh)ch()(chXllXlEE北美电流、电位在管 道表面及周围电 解质中的分布。基本假设基本假设：阴极保护阴极保护电流均匀分布于管道电流均匀分布于管道表面表面 计算指标计算指标：单根管道通电单根管道通电电位分布的电位分布的计算方法计算方法 存在缺点存在缺点：不能不能进行进行管管/ /地地极化电位极化电位计算计算 不能不能进行进行复杂金属结构及管网复杂金属结构及管网阴极阴极 保护系统保护系统电位及电流电位及电流分
5、布计算分布计算sspp82RJDVLTT0 022 0)sh()(shRrEIlXlII阴极保护技术现状建立管道、阴极 保护系统、周围阴极保护数值模拟计算阴极保护数值模拟计算管/地极化曲线有限元管道表面电位管道周围电场保护系统、周围 电解质数值模型目前目前，因因缺乏可靠的管缺乏可靠的管/ /地极化曲线地极化曲线，尚不能准尚不能准 确计算管道极化电位确计算管道极化电位（断电电位断电电位）和通电电位和通电电位， 但但已经已经实现实现定性或半定性或半定量分析定量分析。 阴极保护数值模拟技术是阴极保护理论计算的阴极保护数值模拟技术是阴极保护理论计算的 发展方向发展方向！边界元管道周围电场管/地极化电位
6、管/地通电电位阴极保护技术现状阴极保护数值模拟计算电源系统电源系统国内恒电位仪 国外整流器 两者技术水平相当，各有利弊阴极保护装备常规阴极保护系统阴极保护技术现状测量系统测量系统不足不足万用表+测试桩+硫酸铜参比电极只能测量通电电位，不能测量断电 电位，准则是断电电位，不能满足国 标要求。功能功能管道阴极保护电位、交流电压 参数自动测量 数据远程通讯降低一线员工劳动强度阴极保护装备阴极保护参数自动测量系统阴极保护技术现状优点优点不足不足降低一线员工劳动强度 提高测量数据可靠性 实现参数定时监测只能测量通电电位，不能测量断电电位结合管理需求，推广阴极保护参数自动测量技术是油 气管道阴极保护及交直
7、流干扰控制的必然要求！阴极保护装备阴极保护时钟同步中断电位测量系统阴极保护技术现状不足不足功能功能管道沿线时钟同步通断 管道通电电位、断电电位测量 数据自动存储，提高数据可靠性阴极保护装备阴极保护时钟同步中断电位测量系统阴极保护技术现状不足不足不足不足测量期间会造成恒电位仪输出周期性冲击， 可能造成恒电位仪损坏、参数测量误差借鉴国外先进技术，结合我国国情研发具备通电/断电 电位测量功能的阴极保护装备是必然发展方向！阴极保护阴极保护准则准则阴极保护数值模拟技术阴极保护数值模拟技术 针对我国针对我国阴极保护阴极保护技术现状及不足技术现状及不足，计划在以下五个方面开展研究计划在以下五个方面开展研究，
8、以推动以推动 阴极保护技术不断进步阴极保护技术不断进步：阴极保护技术展望试片法阴极保护电位测量试片法阴极保护电位测量技术技术阴极保护与防腐层兼容性阴极保护与防腐层兼容性评价技术评价技术数字化阴极保护系统数字化阴极保护系统通过理论计算及实验研究，建立高温 运行管道油气管道阴极保护准则，指 导高温段管道阴极保护设计与运行通过实验研究或引进国外先进标准的 方法，建立动态直流干扰下管道的阴 极保护准则，指导直流干扰情况下管阴极保护阴极保护 准则研究准则研究高温管道高温管道 阴极保护阴极保护 准则准则动态直流动态直流 干扰阴极干扰阴极阴极保护技术展望极保护准则，指导直流干扰情况下管 道的运行管道交流干扰
9、腐蚀机理开展基础科学 研究，建立交流干扰下管道的阴极保 护准则，以保障油气管道在长期交流 干扰下安全有效运行准则研究准则研究干扰阴极干扰阴极 保护准则保护准则交流干扰交流干扰 阴极保护阴极保护 准则准则希望上述研究不仅能够提高阴极保护技术水平，也有 助于推动腐蚀电化学理论究水平的提高。现在现在现在现在以后以后以后以后 阴极保护数值模拟技术阴极保护数值模拟技术理论研究方面理论研究方面阴极保护技术展望管管/ /地电位来自于漏点还地电位来自于漏点还可能今后会构建一个更为可能今后会构建一个更为缺少可靠极化曲线缺少可靠极化曲线极化曲线极化曲线极化曲线极化曲线开展极化曲线测量技术开展极化曲线测量技术 研究
10、研究，建立不同环境下建立不同环境下 不同材料的极化曲线不同材料的极化曲线管管/ /地电位来自于漏点还地电位来自于漏点还 是来自于涂覆管道尚有不是来自于涂覆管道尚有不 同看法同看法合理的管合理的管/ /地电位理论模地电位理论模 型型，找到更找到更合理计算方法合理计算方法管管/ /地电位地电位 理论模型理论模型设计计算设计计算设计计算设计计算现在现在现在现在以后以后以后以后 阴极保护数值模拟技术阴极保护数值模拟技术区域阴极保护应用区域阴极保护应用阴极保护电流空间分布复杂阴极保护电流空间分布复杂， 金属表面金属表面极化状态差别大极化状态差别大， 传统阴极保护计算无法进行传统阴极保护计算无法进行利用数
11、值模拟技术利用数值模拟技术 建立建立站场站场、土壤及土壤及阴保系阴保系 统统数值模型数值模型，结合极化曲结合极化曲 线线，计算阴极保护计算阴极保护电流及电流及阴极保护技术展望设计计算设计计算设计计算设计计算传统阴极保护计算无法进行传统阴极保护计算无法进行 设计计算设计计算。线线，计算阴极保护计算阴极保护电流及电流及 电位分布电位分布，指导阴极保护指导阴极保护 设计设计。现在现在现在现在以后以后以后以后 阴极保护数值模拟技术阴极保护数值模拟技术长输管道线路阴极保护计算应用长输管道线路阴极保护计算应用选取阴极保护电流密度选取阴极保护电流密度， 计算阴极保护长度计算阴极保护长度计算管道沿线阴极保护计
12、算管道沿线阴极保护 电位分布确定站间距电位分布确定站间距阴极保护技术展望假设阴极保护电流假设阴极保护电流 密度平均分布密度平均分布阴极保护长度阴极保护长度 计算计算阴极保护长度阴极保护长度 计算计算阴极保护电流阴极保护电流 密度计算密度计算阴极保护电流阴极保护电流 密度计算密度计算计算管道沿线阴极保护电计算管道沿线阴极保护电 流密度分布流密度分布，结合管结合管/ /地地 极化曲线极化曲线，确定受保护最确定受保护最 大漏点面积大漏点面积，为防腐层补为防腐层补 伤提供理论依据伤提供理论依据。计算阴极保护长度计算阴极保护长度电位分布确定站间距电位分布确定站间距现在现在现在现在以后以后以后以后 阴极保
13、护数值模拟技术阴极保护数值模拟技术复杂管网阴极保护复杂管网阴极保护系统分析系统分析可以进行单根管道阴极保可以进行单根管道阴极保可以进行任意复杂管道系可以进行任意复杂管道系 统管道沿线阴极保护电位统管道沿线阴极保护电位阴极保护技术展望假设单根管道阴极保护假设单根管道阴极保护 电流密度平均分布电流密度平均分布，不不 能计算能计算。阴极保护电位阴极保护电位 计算计算阴极保护电位阴极保护电位 计算计算阴极保护电流阴极保护电流 分布计算分布计算阴极保护电流阴极保护电流 分布计算分布计算可以进行任意复杂管道系可以进行任意复杂管道系 统管道沿线阴极保护电流统管道沿线阴极保护电流 密度分布及管中电流分布密度分
14、布及管中电流分布。可以进行单根管道阴极保可以进行单根管道阴极保 护电位分布计算护电位分布计算统管道沿线阴极保护电位统管道沿线阴极保护电位 分布分布。试片法阴极保护电位测量技术原理阴极保护技术现状PRCI研究表明：试片阴极保护行为与管道上同等面积防腐层 漏点阴极保护行为相同，即某特定面积试片阴极保护效果代 表着管道上同等面积漏点阴极保护效果。因此，利用试片法 也可以评价管道阴极保护效果。区域区域阴极保护阴极保护区域区域阴极保护阴极保护现在现在现在现在以后以后以后以后试片法阴极保护电位测量技术应用利用地表参比法进行阴极利用地表参比法进行阴极可以对一系列标准试片进可以对一系列标准试片进 行测量行测量
15、，以评价阴极保护以评价阴极保护阴极保护技术展望无法进行阴极保护能力无法进行阴极保护能力 评价及电流密度测量评价及电流密度测量。区域区域阴极保护阴极保护 效果评价效果评价区域区域阴极保护阴极保护 效果评价效果评价管道沿线阴极管道沿线阴极 保护能力评价保护能力评价 及电流密度测及电流密度测 量量管道沿线阴极管道沿线阴极 保护能力评价保护能力评价 及电流密度测及电流密度测 量量可以在管道沿线利用标准可以在管道沿线利用标准 试片进行试片电位测量试片进行试片电位测量， 以评估管道沿线阴极保护以评估管道沿线阴极保护 能力能力，结合管结合管/ /地极化曲地极化曲 线和理论分析估算管道电线和理论分析估算管道电
16、 流密度流密度。保护电位测量保护电位测量；由于区域由于区域 阴极保护金属表面极化差阴极保护金属表面极化差 异大异大，所以误差较大所以误差较大。行测量行测量，以评价阴极保护以评价阴极保护 系统保护能力系统保护能力，这可能也这可能也 是一种可行的阴极保护效是一种可行的阴极保护效 果评价法果评价法。电阻率施工损伤漏点大小防腐层与阴极保护系统共同组成管道腐蚀控制系统，两者势必相互影响 。阴极保护系统为防腐层漏点处管道提供保护。宏观上，防腐层电阻率会影 响阴极保护电流密度；微观上，阴极保护电流密度决定了阴极保护系统的保 护能力，即能够有效保护漏点的面积。阴极保护与防腐层兼容性评价技术原理阴极保护技术展望决定了对漏点的保护能力防腐层防腐层 物理性质物理性质阴极保护阴极保护 电流密度电流密度阴极保护与防腐层兼容性防腐层漏点防腐层
