目的

為了使陰極保護(hù)站場(chǎng)內(nèi)維護(hù)人員以及現(xiàn)場(chǎng)巡線人員有效地實(shí)施陰極保護(hù)，做到科學(xué)操 作、安全維護(hù)、確保質(zhì)量、特編此文，提供對(duì)站場(chǎng)內(nèi)及管線上陰極保護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)行并科學(xué) 維護(hù)指導(dǎo)。

防腐蝕的重要意義

自然界中，大多數(shù)金屬是以化合狀態(tài)存在的。通過煉制，被賦予能量，才從離子狀態(tài) 轉(zhuǎn)變成原子狀態(tài)。然而，回歸自然狀態(tài)是金屬固有本性。我們把金屬與周圍的電解質(zhì)發(fā)生反 應(yīng)、從原子變成離子的過程稱為腐蝕。

金屬腐蝕廣泛的存在于我們的生活中，國(guó)外統(tǒng)計(jì)表明，每年由于腐蝕而報(bào)廢的金屬材 料，約相當(dāng)于金屬產(chǎn)量的20?40%,全世界每年因腐蝕而損耗的金屬達(dá)1億噸以上，金屬腐蝕 直接和間接地造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，據(jù)有關(guān)國(guó)家統(tǒng)計(jì)每年由于腐蝕而造成的經(jīng)濟(jì)損失，美國(guó) 為國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的4.2%;英國(guó)為國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的3.5%;日本為國(guó)民經(jīng)濟(jì)總值1.8 %。

防腐蝕工程發(fā)展概況

六十年代初，我國(guó)開始研究陰極保護(hù)方法,六十年代末期在船舶，閘門等鋼鐵構(gòu)筑物上得 到應(yīng)用。我國(guó)埋地油氣管道的陰極保護(hù)始于1958年，六十年代在新疆、大慶、四川等油氣管 道上推廣應(yīng)用，目前,全國(guó)主要油氣管道已全部安裝了陰極保護(hù)系統(tǒng)，收到明顯的效果。

陰極保護(hù)原理

所謂陰極保護(hù)是通過降低管道的腐蝕電位而使管道得到保護(hù)的電化學(xué)保護(hù)(其實(shí) 質(zhì)：給金屬補(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)，使金屬表面各點(diǎn)低于一 負(fù)電位，使金屬原子不容易失去電子而變成離子溶入電解質(zhì)的過程。)。通常施加陰極保護(hù)電 流有兩種方法：強(qiáng)制電流和犧牲陽(yáng)極保護(hù)。

犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)是將電位更負(fù)的金屬與被保護(hù)金屬連接,并處于同一電解質(zhì)中，通 過電解質(zhì)向被保護(hù)體提供一個(gè)陰極電流，使被保護(hù)體進(jìn)行陰極極化，從而實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù)。

陰極保護(hù)犧牲陽(yáng)極原理是由托馬曉夫三電極原理來(lái)解釋，內(nèi)容是：

(a)兩電極電位不同的兩電極；

(b)兩電極必須在同一電解質(zhì)溶液里；

(c)兩電極間必須有導(dǎo)線連接。

該方式簡(jiǎn)便易行，不需要外加電源，很少產(chǎn)生腐蝕干擾，廣泛應(yīng)用于保護(hù)小型(電流 一般小于1安培)或處于低土壤電阻率環(huán)境下(土壤電阻率小于100歐姆.米)的金屬結(jié) 構(gòu)。如，城市管網(wǎng)、小型儲(chǔ)罐等。根據(jù)國(guó)內(nèi)有關(guān)資料的報(bào)道，對(duì)于犧牲陽(yáng)極的使用有很多失 敗的教訓(xùn)，認(rèn)為犧牲陽(yáng)極的使用壽命一般不會(huì)超過3年，至多5年。犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)失 敗的主要原因是陽(yáng)極表面生成一層不導(dǎo)電的硬殼，限制了陽(yáng)極的電流輸出。本人認(rèn)為，產(chǎn)生 該問題的主要原因通常是陽(yáng)極成份達(dá)不到規(guī)范要求，其次是陽(yáng)極所處位置土壤電阻率太高。 因此，設(shè)計(jì)犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)系統(tǒng)時(shí)，除了嚴(yán)格控制陽(yáng)極成份外，一定要選擇土壤電阻率低 的陽(yáng)極床位置。

強(qiáng)制電流保護(hù)原理；由外部的直流電源向被保護(hù)金屬構(gòu)筑物通以保護(hù)電流，使之陰極極 化，達(dá)到陰極保護(hù)的一種方法。該方式主要用于保護(hù)大型或處于高土壤電阻率土壤中的金屬 結(jié)構(gòu)，如：長(zhǎng)輸埋地管道，大型罐群等。 

陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)試

要判定管道是否得到了保護(hù)，則須通過測(cè)得管道所在處的管地電位來(lái)判定.

為了便于實(shí)際應(yīng)用，通過多年的實(shí)踐與研究，得出了以下幾個(gè)判斷結(jié)構(gòu)是否得到充分保 護(hù)得判斷準(zhǔn)則。

NACE RP0169建議“在通電的情況下，埋地鋼鐵結(jié)構(gòu)極小保護(hù)電位為-0.85VCSE或 更負(fù)，在有硫酸鹽還原菌存在的情況下，極小保護(hù)電位為-0.95V CSE ,該電位不含土壤中 電壓降（IR降）實(shí)際測(cè)量時(shí)，應(yīng)根據(jù)瞬時(shí)斷電電位進(jìn)行判斷。目前流行的通電電位測(cè)量 方法簡(jiǎn)便易行，但對(duì)測(cè)量中IR降的含量沒有給予足夠重視。其后果是很多認(rèn)為陰極保護(hù)良 好的管道發(fā)生腐蝕穿孔。這方面的教訓(xùn)是很多的。如：四川氣田南干線，認(rèn)為陰極保護(hù)良好, 但實(shí)際內(nèi)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)腐蝕深度在壁厚的10-19%的點(diǎn)多達(dá)410處；個(gè)別位置的點(diǎn)蝕深度達(dá)到 50%。進(jìn)行斷電電位測(cè)量發(fā)現(xiàn)，很多點(diǎn)保護(hù)電位（斷電電位）沒有達(dá)到-0.85V CSE。有效 的方法是實(shí)際測(cè)量幾點(diǎn)的IR降，保護(hù)電位按0.85+ IR降來(lái)確定。IR降可以通過通電電位 減去瞬時(shí)斷電電位來(lái)獲得，也可以用瞬時(shí)通電電位減去結(jié)構(gòu)自然電位來(lái)獲得。

瞬時(shí)斷電電位與自然電位電位之差不得小于100mV。在有些情況下，在斷開電源 0.2-0.5秒內(nèi)測(cè)量斷電電位，待結(jié)構(gòu)去極化后（24或48小時(shí)后）再測(cè)量結(jié)構(gòu)電位（自然電 位）,其差值應(yīng)不小于l00mV.也可以用通電電位（極化后）減去瞬時(shí)通電電位來(lái)計(jì)算極化 電位。

特大保護(hù)電位的限制應(yīng)根據(jù)覆蓋層及環(huán)境確定，以不損壞覆蓋層的粘結(jié)力為準(zhǔn),一般瞬 時(shí)斷電電位不得低于-L10V CSE。由于受舊規(guī)范的影響，很多人還認(rèn)為陰極保護(hù)特大電位 不能低于-1.5VCSE。事實(shí)上這種觀念使錯(cuò)誤的，造成的危害也是巨大的。判斷陰極保護(hù)電 位是否過大應(yīng)以斷電電位為判斷基礎(chǔ)，只要斷電電位不低于-L1V CSE (西歐為-1.15V CSE),通電電位再大也沒有關(guān)系。

管地電位是管道與其相鄰?fù)寥赖碾娢徊睢?/span>

管地電位測(cè)量方法

(1)當(dāng)采用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)管地電位時(shí)，應(yīng)將電壓表的負(fù)接線柱(COM)與硫酸銅參比 電極連接(硫酸銅參比電極應(yīng)安放在管道的正上方并確保與大地土壤接觸良好)，正接線柱(V)與管道連接，儀表值指示的是管道相對(duì)于參比電極的電位值，正常情況下顯示負(fù)值；

(2)當(dāng)釆用直流指針式電壓表測(cè)量管地電位時(shí)，應(yīng)將直流指針式電壓表的負(fù)接線柱 (COM)與管道連接，正極接線柱(V)與硫酸銅參比電極連接(硫酸銅參比電極應(yīng)安放在管道的正上方并確保與大地土壤接觸良好)，在指針發(fā)生反轉(zhuǎn)的情況下，所記錄的數(shù)據(jù)應(yīng)該 加負(fù)號(hào)。

管地電位的組成

(1) IR降：即電流流經(jīng)涂層管子和土壤接觸的界面以及和參比電極之間的土壤時(shí)產(chǎn) 生的IR降；

(2)由管地界面處的電化學(xué)變化引起的極化電位；

(3)開始的或靜態(tài)的管地電位，也稱自然電位，即無(wú)外部電流影響的腐蝕電位；(在進(jìn) 行陰極保護(hù)之前，管子在土壤中所處的平衡電位就是腐蝕電位)所以開始用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè) 得的管地電位不是管道的真正保護(hù)電位，而是含有幾種因素所組成的電位，所以要排出幾種 因素后，才能得道的真正陰極保護(hù)電位，就要釆取進(jìn)一步的測(cè)量。

極化探頭使用方法

有效排除IR降的方法是采用極化探頭測(cè)試，極化探頭是一種長(zhǎng)效、高穩(wěn)定、消除 IR降的埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)電位測(cè)量探頭，主要適用于埋地及水下鋼質(zhì)管道腐蝕控制工 程陰極保護(hù)電位的檢測(cè)與監(jiān)測(cè)，并能同時(shí)測(cè)量自腐蝕電位。具有長(zhǎng)效性、高穩(wěn)定性特點(diǎn)，并 能通過探頭的特殊結(jié)構(gòu),消除土壤中90%左右的IR降。

極化探頭具有三根接線

(1號(hào)線為紅色是參比電極，2號(hào)線為綠色是連接到極化試片，3號(hào)線為黃色是連接到 自腐蝕試片)。

在測(cè)量管地電位時(shí)，首先把探頭插入被測(cè)體附近的土壤中，如果土壤干燥，應(yīng)在探頭 周圍的土壤中澆入純凈水濕潤(rùn)。

在用2號(hào)綠色接線進(jìn)行與管道的極化，當(dāng)極化完全后，再將1號(hào)參比電極線接到萬(wàn)用 表的地線，把萬(wàn)用表的正極接到2號(hào)線同時(shí)接到被測(cè)體，待電位值穩(wěn)定后，讀取被測(cè)量體陰 極保護(hù)電位值。將2號(hào)線換為3號(hào)線接到萬(wàn)用表的正極，同時(shí)不要與被測(cè)量體相連接，待電 位穩(wěn)定后，即測(cè)量到自腐蝕電位。

如果要對(duì)管道進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)時(shí)，就要把電位測(cè)量探頭作為監(jiān)測(cè)電極長(zhǎng)期埋入地下，首先 把探頭裝入犧牲陽(yáng)極用在填料包內(nèi)再埋入土壤中，并在探頭周圍的土壤中澆入純凈水濕潤(rùn)； 再把1號(hào)紅色接線接到萬(wàn)用表的地線，2號(hào)接線接萬(wàn)用表的正極，同時(shí)與被測(cè)體固定連接， 待電位穩(wěn)定后，讀取測(cè)量陰極保護(hù)電位值。

將2號(hào)接線換3號(hào)接線5接到萬(wàn)用表的正極，同時(shí)不要與被測(cè)量體連接，待電位穩(wěn) 定后，即測(cè)量到自腐蝕電位。

3.6測(cè)試樁之間陰極保護(hù)狀況檢測(cè)防腐層與陰極保護(hù)裝置是埋地鋼質(zhì)管道的聯(lián)合保護(hù)，保護(hù)效果的好壞直接關(guān)系到管道的使用壽命，因此對(duì)陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行狀況的檢測(cè)與評(píng)價(jià)也是非常重要的一項(xiàng)內(nèi)容。管道陰極保護(hù)系統(tǒng)有效性檢測(cè)采用CIPS （密間隔電位）法按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定間距對(duì)管道 ON/OFF電位進(jìn)行測(cè)試。 在埋地管道的陰極保護(hù)系統(tǒng)中，被保護(hù)的管道每間隔一定的距離（例如一公里）有一個(gè) 管地電位測(cè)試樁，是用導(dǎo)線與管體金屬聯(lián)結(jié)，然后引到地面上，并做好與地的絕緣。陰極保 護(hù)站的工作人員定期用毫伏表沿管線逐個(gè)在樁上測(cè)量該點(diǎn)的管對(duì)地電位，從陰極保護(hù)站的加 電點(diǎn)開始觀察所施加的電壓沿管道的衰減情況，用以了解保護(hù)的范圍和異常衰減的區(qū)段。但 是這種測(cè)量的結(jié)果是很粗糙的，只能對(duì)陰極保護(hù)狀況做個(gè)大致的觀察。由于IR降的存在， 在每個(gè)樁上所測(cè)得的管對(duì)地電位并不是直接加在破損點(diǎn)管道金屬表面與土壤接觸界面之間 的電位，并不能準(zhǔn)確判斷對(duì)管道保護(hù)的效果。

在消除IR降的諸多方法之中，斷流法被普遍釆用。就是在中斷陰極保護(hù)電流后的一瞬間，測(cè)量管體與土壤界面之間極化電位。這個(gè)電位才是陰極保護(hù)對(duì)破損處金屬所施加的起保 護(hù)作用的電位。通常我們把斷流前所測(cè)的電位叫做ON電位，斷流后所測(cè)的電位叫做OFF電位。

CIPS的含義是近間距管對(duì)地電位測(cè)量。測(cè)量時(shí)，在陰極保護(hù)電源輸出線上串接斷流器, 斷流器以一定的周期斷開或接通陰極保護(hù)電流。例如在一秒周期中1/3秒斷開，2/3秒接通。 測(cè)量從一個(gè)陰極保護(hù)測(cè)試樁開始，將尾線接在樁上，與管道連通，操作員6手持探杖， 沿管頂每間隔一定距離測(cè)量一個(gè)點(diǎn)，記錄下每個(gè)點(diǎn)的ON/OFF電位。這樣就可以得到沿管 道的管對(duì)地電位的兩條曲線，如前所述，OFF電位值是代表實(shí)際對(duì)金屬表面施加的真實(shí)保 護(hù)電位，看它相對(duì)-850毫伏的變化，可知某處陰極保護(hù)的實(shí)際效果。根據(jù)NACE （美國(guó)腐蝕工程師協(xié)會(huì)）相應(yīng)的解釋標(biāo)準(zhǔn)對(duì)CIPS結(jié)果曲線進(jìn)行解釋。

CIPS的應(yīng)用在對(duì)管道陰極保護(hù)的有效性評(píng)價(jià)及發(fā)現(xiàn)防腐層失效范圍方面比以前前進(jìn) 了一大步。首先，它的OFF電位曲線是基本消除了風(fēng)降的結(jié)果，更真實(shí)的描述了管道陰極 保護(hù)的有效性。其次，它可以反映出防腐層失效范圍。給出管道上陰極保護(hù)和防腐效果的具 體的詳細(xì)的描述。因此CIPS系統(tǒng)一經(jīng)問世，便被各管道公司廣泛采用。

陰極保護(hù)站內(nèi)維護(hù)與測(cè)試

陰極保護(hù)站場(chǎng)內(nèi)的主要是對(duì)恒電位儀儀器的自檢和對(duì)儀器接線的測(cè)試，還有就是對(duì)絕 緣接頭（法蘭）的漏電電阻、長(zhǎng)效參比電極進(jìn)行測(cè)試，并測(cè)試出輔助陽(yáng)極接地電阻，判斷它的接地性能；

恒電位儀的特點(diǎn)

恒電位儀的特點(diǎn)具體如下：

——具有數(shù)字顯示輸出電壓、輸出電流、電位測(cè)量值；

——機(jī)上裝有假負(fù)載，便于儀器的自檢，便于對(duì)儀器的維修；

——儀器具有軟起動(dòng)功能、能防止雷擊余波、可以阻抗50Hz的工頻干擾，還可以進(jìn)行 限流、進(jìn)行誤差的報(bào)警等功能；

——儀器具有運(yùn)行狀態(tài)自動(dòng)切換的功能，當(dāng)在無(wú)法進(jìn)行恒電位控制的時(shí)候（如參比電 極回路開路），變壓整流器將會(huì)自動(dòng)從恒電位工作狀態(tài)切換到恒電流工作狀態(tài)，并恒定在預(yù) 先設(shè)定的電流值上；當(dāng)遠(yuǎn)控給定信號(hào)輸入時(shí)，變壓整流器將會(huì)受到遠(yuǎn)控給定控制。

變壓整流器的工作原理

當(dāng)儀器處于（自動(dòng)）工作狀態(tài)時(shí)，機(jī)內(nèi)給定信號(hào)（標(biāo)稱電壓）或外控給定信號(hào)和經(jīng)阻抗變換器分離后的參比信號(hào)一起送入比較放大器，經(jīng)高精度、高穩(wěn)定性的比較放大器比較放大, 輸出誤差控制信號(hào)（放大的差動(dòng)電壓），將此信號(hào)送入移相觸發(fā)器根據(jù)該信號(hào)的大小，自動(dòng) 調(diào)節(jié)脈沖的移相時(shí)間，通過脈沖變壓器輸出觸發(fā)脈沖調(diào)整極化回路可控硅的導(dǎo)通角，改變輸 出電壓、電流的大小，使保護(hù)電位等于設(shè)定的給定電位，從而實(shí)現(xiàn)恒電位保護(hù)。

變壓整流器的自檢

當(dāng)儀器需要自檢時(shí)，應(yīng)事先將儀器后板的輸出陽(yáng)極連線斷開，沒有必要斷開其他的接線，在進(jìn)行儀器自檢前先將儀器面板上的“輸出調(diào)節(jié)"旋鈕反時(shí)針旋到底，再將工作方式打到“自動(dòng)”檔位，測(cè)量選擇到控制的檔位，將儀器的開關(guān)扳到“自檢”狀態(tài)，儀器電源的指示燈將亮，各面板表將應(yīng)均會(huì)有顯示；順時(shí)針旋動(dòng)“控制調(diào)節(jié)”旋鈕，將控制電位調(diào)到調(diào)制 到想調(diào)的值上，此時(shí)，儀器工作于“自檢”狀態(tài)，測(cè)量選擇開關(guān)將在“控制”與“保護(hù)”檔 位之間拔動(dòng)，電位表顯示的值基本上將不會(huì)改變，這表明儀器正常。

檢査儀器的外圍連接接線方法

在對(duì)儀器外圍接線進(jìn)行檢査時(shí)，應(yīng)先檢査接線的準(zhǔn)確性，然后通過參比電極、零位接 陰、輸出陽(yáng)極和輸出陰極幾組接線測(cè)量出幾組接線的電位，通過測(cè)量出的電位值然后判定接 線是否良好。

長(zhǎng)效參比電極

測(cè)試長(zhǎng)效參比電極的目的是判定長(zhǎng)效參比電極是否失效。在對(duì)長(zhǎng)效參比電極進(jìn)行測(cè) 試時(shí)應(yīng)先測(cè)試出長(zhǎng)效參比電極的電位，然后測(cè)試出校正好的參比電極的電位，把長(zhǎng)效參比電極測(cè)試出的電位與校正后的參比電極的電位進(jìn)行比較，然后判斷長(zhǎng)效參比電極是否失效。

輔助陽(yáng)極接地電阻

輔助陽(yáng)極接地電阻釆用接地電阻測(cè)量?jī)x測(cè)試，測(cè)試接線示意圖見下圖； 當(dāng)釆用圖中接線測(cè)試時(shí)，在土壤電阻率均勻的地區(qū)，dl取2L, d2取L；在土壤不 均勻的地區(qū)，dl取3L, d2取1.7L。在測(cè)試過程中，電位極沿輔助陽(yáng)極與電流極的連線移動(dòng)三次，每次移動(dòng)的距離為dl的5%左右，若三次測(cè)試值接近，取其平均值作為輔助陽(yáng)極接地電阻率；若測(cè)試 值不接近，將電位極往電流極方向移動(dòng)，直至測(cè)試值接近為止。

控制電位的調(diào)節(jié)

在對(duì)變壓整流器的電位進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，要合理的調(diào)節(jié)，在進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)要將儀器從工作狀 態(tài)打到調(diào)節(jié)狀態(tài)再進(jìn)行調(diào)節(jié)，首先調(diào)節(jié)的電位不能高于恒電位的范圍內(nèi)，其次不能高于陰極 保護(hù)電位的正常值.

絕緣接頭（法蘭）絕緣性能

我們通常釆用的測(cè)量方法是電位法，通過使用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量絕緣接頭（法蘭）兩端的電位, 是用來(lái)判斷其絕緣性能的好壞。

1、在被保護(hù)管道通電之前，用數(shù)字萬(wàn)用表V測(cè)試絕緣接頭（法蘭）非保護(hù)側(cè)a的管地電位Va1；

2、調(diào)節(jié)陰極保護(hù)電源，使保護(hù)側(cè)b點(diǎn)的管地電位 Vb達(dá)到-0.85~ -1.50V之間，再測(cè)試a點(diǎn)的管地電位Va2；

3、若Va1與Va2基本相等，則 認(rèn)為絕緣接頭（法蘭）的絕緣性能良好；若Va2〉Va1且Va2接近Vb值，則認(rèn)為絕緣接頭（法蘭）的絕緣性能可疑；若輔助陽(yáng)極距絕緣接頭（法蘭）足夠遠(yuǎn)，且判斷與非保護(hù)測(cè)相 連的管道沒同保護(hù)側(cè)的管道接近或交叉，則可判定為絕緣接頭（法蘭）的絕緣性能很差。

機(jī)殼接地電阻

在有需要的時(shí)候?qū)?huì)機(jī)殼接地電阻進(jìn)行測(cè)試，在進(jìn)行接地電阻測(cè)試時(shí)是通過接地電阻儀來(lái)測(cè)得的，在接線前要將機(jī)殼接地線斷開，還需要短接接地電阻儀的短接片并接上機(jī)殼接地 線，然后輔助陽(yáng)極接地電阻測(cè)試方法測(cè)試。

管線上的維護(hù)

在對(duì)管線上進(jìn)行維護(hù)時(shí)必須對(duì)測(cè)試樁進(jìn)行保護(hù)，防止人為的損壞，如果是遭到自然 環(huán)境破壞的（如泥石流、滑坡、塌崩等自然因素引起的破壞），應(yīng)及時(shí)對(duì)測(cè)試樁附近進(jìn)行修補(bǔ)保證接線的完好，如果不能及時(shí)修補(bǔ)或者是不能再進(jìn)行修補(bǔ)的測(cè)試樁應(yīng)在測(cè)試樁所在的具體位置做好標(biāo)志，已被測(cè)試人員能夠準(zhǔn)確的查找出具體位置進(jìn)行測(cè)試；

管道巡線工應(yīng)特別注意，未經(jīng)過上級(jí)允許便在管道上方開挖與扎樁的，要進(jìn)行勸阻，如果是發(fā)現(xiàn)有人企圖對(duì)管道進(jìn)行破壞的，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行阻止與當(dāng)場(chǎng)進(jìn)行教育，對(duì)教育后不改正的人員送往當(dāng)?shù)毓矙C(jī)關(guān)進(jìn)行改造。

（一） 陰極保護(hù)投入前對(duì)被保護(hù)管道的檢查

1.管道對(duì)地絕緣的檢查

從陰極保護(hù)的原理介紹，已得知沒有絕緣就沒有保護(hù)。為了確 保陰極保護(hù)的正常運(yùn)行，在施加陰極保護(hù)電流前，必須確保管道的各項(xiàng)絕緣措施正確無(wú)誤。應(yīng) 檢查管道的絕緣法蘭的絕緣性能是否正常;管道沿線布置的設(shè)施如閥門、抽水缸、閘井均應(yīng) 與土壤有良好的絕緣;管道與固定墩、跨越塔架、穿越套管處也應(yīng)有正確有效的絕緣處理措 施。管道在地下不應(yīng)與其它金屬構(gòu)筑物有"短接”等故障。管道表面防腐層應(yīng)無(wú)漏敷點(diǎn)，所有 施工時(shí)期引起的缺陷與損傷，均應(yīng)在施工驗(yàn)收時(shí)使用DCVG檢漏儀檢測(cè),修補(bǔ)后回填。

2.管道導(dǎo)電性檢查

對(duì)被保護(hù)管道應(yīng)具有連續(xù)的導(dǎo)電性能。

3.舊管道對(duì)地絕緣狀態(tài)的檢查

應(yīng)按設(shè)計(jì)要求處理。對(duì)是否修補(bǔ)防腐涂層，排除接地故障（如防靜電接地極等），應(yīng)根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件比較確定。對(duì)管道導(dǎo)電性的檢查，仍需按前述要求進(jìn)行。

（二） 對(duì)陰極保護(hù)施工質(zhì)量的驗(yàn)收

1.對(duì)陰極保護(hù)間內(nèi)所有電氣設(shè)備的安裝是否符合《電氣設(shè)備安裝規(guī)程》的要求，各種接地設(shè)施是否完成，并符合圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求。

2.對(duì)陰極保護(hù)的站外設(shè)置的選材、施工是否與設(shè)計(jì)一致。對(duì)通電點(diǎn)、測(cè)試樁、陽(yáng)極地床、 陽(yáng)極引線的施工與連接應(yīng)嚴(yán)格符合規(guī)范要求。尤其是陽(yáng)極引線接正極，管道江流點(diǎn)接負(fù)極，嚴(yán)禁電極接反。

3.圖紙、設(shè)計(jì)資料齊全完備。

陰極保護(hù)投入運(yùn)行

1.組織人員測(cè)定全線管道自然電位、土壤電阻率、各站陽(yáng)極地床接地電阻。同時(shí)對(duì)管 道環(huán)境有一個(gè)比較詳盡的了解,這些資料均需分別記錄整理，存檔備用。

2.陰極保護(hù)站投入運(yùn)行按照直流電源（整流器、恒電位儀、蓄電池等）操作程序給管道 送電,使電位保持在-1.30伏左右，待管道陰極極化一段時(shí)間（四小時(shí)以上）開始測(cè)試直流電源 輸出電流、電壓、通電點(diǎn)電位、管道沿線保護(hù)電位、保護(hù)距離等。然后根據(jù)所測(cè)保護(hù)電位, 調(diào)整通電點(diǎn)電位至規(guī)定值，繼續(xù)給管道送電使其完全極化（通常在24小時(shí)以上）。再重復(fù)第 一次測(cè)試工作，并做好記錄。若個(gè)別管段保護(hù)電位過低，則需再適當(dāng)調(diào)節(jié)通電點(diǎn)電位至滿足全 線陰極保護(hù)電位指標(biāo)為止。

3.保護(hù)電位的控制各站通電點(diǎn)電位的控制數(shù)值，應(yīng)能保證相鄰兩站間的管段保護(hù)電 位達(dá)到-0.85伏,同時(shí)，各站通電點(diǎn)較負(fù)電位不允許超過規(guī)定數(shù)值。調(diào)節(jié)通電點(diǎn)電位時(shí)，管道上 相鄰陰極保護(hù)站間加強(qiáng)聯(lián)系，保證各站通電點(diǎn)電位均衡。

4.當(dāng)管道全線達(dá)到極小陰極保護(hù)電位指標(biāo)后，投運(yùn)操作完畢。各陰極保護(hù)站進(jìn)入正常連續(xù)工作階段。

陰極保護(hù)站的日常維護(hù)管理

1.陰極保護(hù)設(shè)施的日常維護(hù)電氣設(shè)備定期技術(shù)檢查。電氣設(shè)備的檢查每周不得少于 一次,有下列內(nèi)容：

1） 檢查各電氣設(shè)備電路接觸的牢固性，安裝的正確性,個(gè)別元件是否有機(jī)械障礙。檢查接 接陰極保護(hù)站的電源導(dǎo)線,以及接至陽(yáng)極地床、通電點(diǎn)的導(dǎo)線是否完好，接頭是否牢固。

2） 檢查配電盤上熔斷器的保險(xiǎn)絲是否按規(guī)定接好,當(dāng)交流回路中的熔斷器保險(xiǎn)絲被燒 毀時(shí)應(yīng)查明原因及時(shí)恢復(fù)供電。

3） 觀察電氣儀表，在專用的表格上記錄輸出電壓、電流、通電點(diǎn)電位數(shù)值，與前次記錄 （或值班記錄）對(duì)照是否有變化，若不相同,應(yīng)查找原因，采取相應(yīng)措施，使管道全線達(dá)到陰極保 護(hù)。

4） 應(yīng)定期檢查工作接地和避雷器接地，并保證其接地電阻不大于10歐姆，在雷雨季 節(jié)要注意防雷。

5） 搞好站內(nèi)設(shè)備的清潔衛(wèi)生,注意保持室內(nèi)干燥，通電良好，防止儀器過熱。

恒電位儀的維護(hù)

1） 陰極保護(hù)恒電位儀一般都配置兩臺(tái)，互為備用，因此應(yīng)按管理要求定時(shí)切換使用。改 用備用的儀器時(shí)，應(yīng)即時(shí)進(jìn)行一次觀測(cè)和維修。儀器維修過程中不得帶電插、拔各插接件、 印刷電路板等。

2） 觀察全部零件是否正常，元件有無(wú)腐蝕,脫焊、虛焊、損壞、各連接點(diǎn)是否可靠，電路 有無(wú)故障，各緊固件是否松動(dòng)，熔斷器是否完好，如有熔斷，需查清原因再更換。

3） 清潔內(nèi)部,除去外來(lái)物。

4） 發(fā)現(xiàn)儀器故障應(yīng)及時(shí)檢修，并投入備用儀器，保證供電。每年要計(jì)算開機(jī)率。

硫酸銅電極的維護(hù)

1） 使用定型產(chǎn)品或自制硫酸銅電極，其底部均要求做到滲而不漏,忌污染。使用后應(yīng)保持 清潔,防止溶液大量漏失。

2） 作為恒定電位儀信號(hào)源的埋地硫酸銅參比電極，在使用過程中需每周査看一次，及時(shí) 添加飽和硫酸銅溶液。嚴(yán)防凍結(jié)和干涸,影響儀器正常工作。

3） 電極中的紫銅棒使用一段時(shí)間后，表面會(huì)粘附一層蘭色污物，應(yīng)定期擦洗干凈，露出銅 的本色。配制飽和硫酸銅溶液必須使用純凈的硫酸銅和蒸餡水。

陽(yáng)極地床的維護(hù)

1） 陽(yáng)極架空線:每月檢查一次線路是否完好，如電桿有無(wú)傾斜,瓷瓶、導(dǎo)線是否松動(dòng)，陽(yáng)極 導(dǎo)線與地床的連接是否牢固，地床埋設(shè)標(biāo)志是否完好等。發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)整改。

2） 陽(yáng)極地床接地電阻每半年測(cè)試一次，接地電阻增大至影響恒電位儀不能提供管道所 需保護(hù)電流時(shí)，應(yīng)該更換陽(yáng)極地床或進(jìn)行維修，以減小接地電阻。

測(cè)試樁的維護(hù)

1） 檢查接線柱與大地絕緣情況，電阻值應(yīng)大于100千歐，用萬(wàn)用表測(cè)量,若小于此值應(yīng) 檢查接線柱與外套鋼管有無(wú)接地，若有，則需更換或維修。

2） 測(cè)試樁應(yīng)每年定期刷漆和編號(hào)。

3） 防止測(cè)試樁的破壞丟失,對(duì)沿線城鄉(xiāng)居民及兒童作好愛護(hù)國(guó)家財(cái)產(chǎn)的宣傳教育工 作。

絕緣法蘭的維護(hù)

1）定期檢測(cè)絕緣法蘭兩側(cè)管地電位，若與原始記錄有差異時(shí)，應(yīng)對(duì)其性能好壞作鑒別，如有漏電情況應(yīng)釆取相應(yīng)措施。

2） 對(duì)有附屬設(shè)備的絕緣法蘭（如限流電阻、過壓保護(hù)二極管、防雨護(hù)罩等）均應(yīng)加強(qiáng)維護(hù) 管理工作，保證完好。

3） 保持絕緣法蘭清潔、干燥，定期刷漆。

陰極保護(hù)管理

1） 每條陰極保護(hù)管道，都應(yīng)制符合本管道實(shí)際情況的 << 陰極保護(hù)運(yùn)行管理規(guī)定>>，使陰 極保護(hù)的日常測(cè)試、控制、調(diào)整、維修等方面的工作均按此進(jìn)行。

2） 加強(qiáng)陰極保護(hù)的組織、領(lǐng)導(dǎo)。保持室內(nèi)設(shè)備整潔,達(dá)到無(wú)故障、無(wú)缺陷、無(wú)銹蝕、無(wú) 外來(lái)物。實(shí)現(xiàn)三圖上墻，即線路走向圖、保護(hù)電位曲線圖、崗位責(zé)任制。

3） 陰極保護(hù)站投產(chǎn)后,電氣設(shè)備接線不得擅自改動(dòng)，需要改變的應(yīng)由主管部門作出方案, 經(jīng)批準(zhǔn)后方能執(zhí)行。

4） 每日檢查測(cè)量通電點(diǎn)電位，填寫好運(yùn)行日志，向生產(chǎn)調(diào)度部門匯報(bào)陰極保護(hù)站運(yùn)行情 況。

5） 陰極保護(hù)站向管道輸送電不得中斷。停運(yùn)一天以上須報(bào)主管部門備案。利用管道停電 方法調(diào)整儀器，一次不得超過2小時(shí)，全年不超過30小時(shí)。保證全年98%以上時(shí)間給管道 送電。

6） 保持通電點(diǎn)電位在規(guī)定值，沿管道測(cè)定陰極保護(hù)電位，此種測(cè)量在陰極保護(hù)站運(yùn)行初 期每周一次，以后每?jī)芍芑蛞辉聹y(cè)量一次。并將保護(hù)電位測(cè)量記錄，造表，繪圖上報(bào)主管部 門。

7） 每年在規(guī)定時(shí)間內(nèi)測(cè)量管道沿線自然電位和土壤電阻率各一次。

8） 檢查和消除管道接地故障，使全線達(dá)到完全的陰極保護(hù)。

犧牲陽(yáng)極的維護(hù)

管道犧牲陽(yáng)極保護(hù)日常維護(hù)工作量不多，除按外加電流陰極保護(hù)的要求進(jìn)行保護(hù)電位 測(cè)量，測(cè)試樁維護(hù)保養(yǎng),絕緣法蘭檢測(cè)，接地故障排除等工作外，建議每月測(cè)定各參數(shù)。據(jù)此分 析管道保護(hù)狀況。若陽(yáng)極性能變壞,則需采取相應(yīng)措施。

陰極保護(hù)系統(tǒng)常見故障的分析

保護(hù)管道絕緣不良，漏電故障的危害在陰極保護(hù)站投入運(yùn)行，或犧牲陽(yáng)極保護(hù)投產(chǎn)一段 時(shí)間后，出現(xiàn)了在規(guī)定的通電點(diǎn)電位下，輸出電流增大，管道保護(hù)距離卻縮短的現(xiàn)象，或者在犧牲陽(yáng)極系統(tǒng)中，犧牲陽(yáng)極組的輸出電流量增大,其值已超過管道的保護(hù)電流需要，但保護(hù)電位仍達(dá)不到規(guī)定指標(biāo)的現(xiàn)象。

發(fā)生上述情況的原因，主要是被保護(hù)金屬管道與未被保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)物"短路"，這種現(xiàn)象 稱之為陰極保護(hù)管道漏電，或者叫做"接地故障"。

接地故障，使得被保護(hù)管道的陰極保護(hù)電流流入非保護(hù)金屬體，在兩管道的"短接”處形成 "漏電點(diǎn)”，這就會(huì)造成，陰極保護(hù)電流的增大;陰極保護(hù)電源的過負(fù)荷和陰極保護(hù)引起的干擾。

另外,陽(yáng)極地床斷路，陰極開路，零位接陰斷路都會(huì)導(dǎo)致陰極保護(hù)不能投保。例如:格爾木 站,甘森站,93年由于陽(yáng)極電纜斷路，造成陰極保護(hù)體系不能正常工作，判斷陽(yáng)極地床連接電纜 斷路時(shí)，可釆用：

（1）測(cè)輸出電流，將恒電位儀開啟，在恒電位儀陽(yáng)極輸出端串上一電流表，如果電流為零, 則說明有斷路現(xiàn)象。

（2）將恒電位儀機(jī)后陽(yáng)極輸出線斷開，接入臨時(shí)地床或其它接地裝置，若有輸出電壓、電 流，則可斷定陽(yáng)極地床連接線斷路。在陽(yáng)極電纜與地床陽(yáng)極接線處應(yīng)設(shè)置接線用水泥井或標(biāo) jqS O

造成管道漏電的原因

(1)施工不當(dāng)，交叉管道間距不合規(guī)范,即當(dāng)兩條管道，一條為陰極保護(hù)的管道，另一條為 未保護(hù)的管道交叉時(shí)，施工要求應(yīng)保持管道間的垂直凈距不小于0.3風(fēng)并在交叉點(diǎn)前后一定 長(zhǎng)度內(nèi)將管道作特別絕緣，如果施工時(shí)不嚴(yán)格按照上述規(guī)定去做，那么在管道埋設(shè)一段時(shí)間后, 在土壤應(yīng)力的作用下，管道相互可能搭接在一起，會(huì)造成絕緣層破損，金屬與金屬的相連，形 成漏電點(diǎn)。

(2)絕緣法蘭失效或漏電，絕緣法蘭質(zhì)量欠佳，在使用一段時(shí)間后絕緣零件受損或變質(zhì)， 使法蘭不再絕緣，從而使得兩法蘭盤側(cè)不再具有絕緣性能，陰極保護(hù)電流也就不再有限制;或 者是輸送介質(zhì)中有一些電解質(zhì)雜質(zhì)使絕緣法蘭導(dǎo)通，不再具有絕緣性能。從上述原因看，漏電 點(diǎn)只可能發(fā)生在保護(hù)管道與非保護(hù)管道的交叉點(diǎn)，或保護(hù)管道的絕緣法蘭處，因此查找漏電點(diǎn) 就帶有上述局限性。但如果地下管網(wǎng)復(fù)雜,被保護(hù)管道與多條和線有交叉穿越，則使得漏電點(diǎn) 的查找出現(xiàn)復(fù)雜現(xiàn)象。常常要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，反復(fù)測(cè)量、多方位檢查并綜合判斷才能找 到真正的漏電故障點(diǎn)。

漏電點(diǎn)的查找

(1)利用查找管道絕緣層破損點(diǎn)，從而確定管道的漏電點(diǎn)或短接點(diǎn)的方法。此方法首先 將脈沖信號(hào)送到被測(cè)管道上，如果管道防腐絕緣層良好,流入管道的電流很弱，儀表沒有顯示. 如果管道防腐層有破損，電流將從土壤中通過破損處漏入管道，電流的流動(dòng)會(huì)在周圍土壤中將 產(chǎn)生明顯的電位梯度。當(dāng)探測(cè)人員手持兩個(gè)參比電極在管道正上方探測(cè)行走時(shí)，伏特計(jì)將明 顯的抖動(dòng)，當(dāng)伏特計(jì)指針停止抖動(dòng)時(shí)，兩個(gè)參比電極的中間既為防腐層漏點(diǎn)位置，該方法簡(jiǎn)便 宜行，定位準(zhǔn)確，是目前國(guó)際上公認(rèn)的檢漏方法(DCVG)..

(2)可利用測(cè)定管內(nèi)電流大小的方法尋找漏電點(diǎn)。因?yàn)闊o(wú)分支的陰極保護(hù)管道，管內(nèi)電 流是從遠(yuǎn)端流向通電點(diǎn)。當(dāng)非保護(hù)管道接入后就會(huì)形成分支電路，使保護(hù)電流經(jīng)過漏電點(diǎn)會(huì) 變小。因此，可利此法來(lái)尋找漏電點(diǎn)的位置。利用此法測(cè)定時(shí)，在有懷疑的管段上可依次選點(diǎn)， 用IR壓降法或者補(bǔ)償法(詳見有關(guān)說明)測(cè)定管內(nèi)電流。再通過比較各點(diǎn)電流的大小來(lái)確定 漏電點(diǎn)的電位。

(3)絕緣法蘭漏電的測(cè)定。當(dāng)絕緣法蘭漏電而導(dǎo)致陰極保護(hù)系統(tǒng)故障時(shí)，則可通過在絕 緣法蘭兩側(cè)管段上，分別測(cè)量管地電位，若保護(hù)側(cè)為保護(hù)電位,非保護(hù)側(cè)為自然電位，則絕緣法 蘭正常。否則，有問題存在。也可在非保護(hù)側(cè)測(cè)法蘭端部的對(duì)地電位，如此電位比非保護(hù)管道 或其它金屬構(gòu)筑物的電位要負(fù),則此絕緣法蘭漏電。測(cè)定流過絕緣法蘭的電流，也可用來(lái)判 定絕緣法蘭的性能。若絕緣法蘭非保護(hù)端一側(cè)，能測(cè)出電流,則法蘭漏電;若測(cè)不出電流，絕緣 法蘭不漏電。

(4)近間距電位測(cè)量法CIPS.在測(cè)試樁上測(cè)量保護(hù)電位只能反映管道的整體保護(hù)水 平,不能說明管道各點(diǎn)都得到了保護(hù).采用近間距測(cè)量方式,是沿管道每隔1—2米測(cè)量一次 管地電位,可以準(zhǔn)確的檢測(cè)出沒有得到保護(hù)的管段.

陽(yáng)極接地故障

陰極保護(hù)另一常見故障是由陽(yáng)極接地引起的。陽(yáng)極接地電阻與陽(yáng)極地床的設(shè)計(jì)與施工 質(zhì)量密切相關(guān)。"凍土"會(huì)使陽(yáng)極地床電阻增加幾倍至十幾倍,"氣阻"也會(huì)使陽(yáng)極地床電阻增 加。當(dāng)陽(yáng)極使用一段時(shí)間后，也會(huì)由于腐蝕嚴(yán)重，表面溶解不均勻造成電流障礙。因此,在陰極 保護(hù)的儀器上會(huì)出現(xiàn)電位升高，而保護(hù)電流下降的現(xiàn)象。此時(shí)，應(yīng)通過測(cè)量，更換或檢修陽(yáng)極 地床，來(lái)使陰極保護(hù)正常運(yùn)行。另一薄弱環(huán)節(jié)，是陽(yáng)極電纜線與陽(yáng)極接頭處的密封與絕緣，若施 工不妥則會(huì)造成接頭處的腐蝕與斷路。使陰極保護(hù)電流斷路而無(wú)法輸入給管道。