长输管线阴极保护施工方案（精选4篇）
日期：2004年04月26日 版次：0
管线阴极保护施工方案
I、人员组织、施工程序和工程进度总体安排原则：
一、密切配合各管线施工队穿越铁路、公路及水渠的进程，集中人力进行日夜突击，及时完成套管内输管线缠绕镁带阳极的施工任务。
二、密切配合各管线施工队安装管线进程，在回填土后（回填土时，留出一小段管线供电缆 线焊接之用），及时进行牺牲阳极，参比电极，接地电池、测试桩等安装工作。
三、施工前，先派施工负责人、技术人员去现场考察施工作业环境，以利制订出更合理的现场施工方案。
四、进入施工现场前，所有器材等全部备齐，并经自检、确认数量、型号、规格、性能等均达到设计要求后，才能带领队伍进入现场进行施工。
五、每组牺牲阳极安装完成后，在对填包料浇水后十天，按设计要求，进行各项阴极保护参数的测试。
六、全线连通投产运行前，按设计要求，对绝缘法兰进行测试并按SYJ23-86标准对全线阴极保护参数进行测量。
七、施工中应遵守“先地下后地上”、“先土建后设备”等原则。II、工程负责
本阴极保护工程共分下列六个单项：
一、镯型阳极的安装；
二、测试桩的埋设；
三、牺牲阳极的埋设；
四、接地电池的埋设；
五、阴极保护参数的测试 III、单项工程施工程序
一、镯型阳极的安装：
1、在管线上按设计要求量出各焊点位置；
2、除去管线焊点处防腐层，到露出管线金属光泽，并进行焊前表面处理；
3、按设计要求间距均匀设置阳极；
4、铜夹与管道用铝热焊剂进行焊接；
工程名称：广西东油沥青有限公司长输管线阴极保护工程
日期：2004年04月26日 版次：0
5、对焊接接头进行防腐、绝热施工；
6、检查焊接接头的队腐、绝缘性能；
7、阳极表面应符合SYJ19-86要求；
8、为便于镯型阳极安装，每隔五米用支点将管段在地面上填高。
二、测试桩安装：
1、按设计要求在现场确定测试桩位置，并挖掘测试桩桩坑，进行管道与测试电缆的焊接、防腐绝缘施工。
2、将管道、接地电池、牺牲阳极的电缆穿入测试桩，并连在接线板相应的接线桩上。
3、将测试桩放入桩坑，对测试桩基座用C20混凝土浇注，并进行养护。
三、牺牲阳极安装：
1、按设计确定好现场牺牲阳极的埋设位置，并挖好阳极埋坑。
2、将电缆与牺牲阳极的钢芯用锡焊连接；双边焊缝长度不应小于50mm。
3、焊接接头用三布五油环氧树脂加玻璃布进行防腐、绝缘，并检查防腐、绝缘性能。
4、配制填包料，将填包料各组份干粉按设计配比搅拌均匀，并不得混入石块、泥土、杂草等。
5、按施工图将牺牲阳极和填包料装入棉布口袋内，保证阳极周围包料厚度一致，且厚度不应小于50mm。
6、将牺牲阳极放入挖好的牺牲阳极坑内，浇入适量淡水，以保证阳极与周围土壤间有良好的电连接。
四、接地电池的埋设：
1、按设计将锌阳极组装成接地电池。
2、锌阳极钢芯与电缆接头，用三布五油环氧脂加玻璃布进行防腐、绝缘。
3、按设计配比要求，将填包的各组份搅拌均匀，并不得混入石块、泥土、杂物等，将接地电池和填包料按要求装入棉布或麻口袋内、保证接地电池 包料厚度一致，且厚度不应小于50mm。
4、量出接地电池和接地管埋设位置，并挖好埋坑。
5、将接地电池和接地管埋于坑中，并在接地电池填包料口袋外浇上适量淡水，以保证接地电池与土壤间良好的电连接。
五、阴极保护参数的测试：
工程名称：广西东油沥青有限公司长输管线阴极保护工程
日期：2004年04月26日 版次：0
1、牺牲阳极保护参数的测试，必须在牺牲阳极埋入地下填包料浇水10天后进行，阳极开路电位，阳极闭路电位、管道开路电位、管道保护电位的测试。按SYJ23-86规定的“地表参比法”用携带式CuSO4参比电极和DT-830数字万用表进行测量。
2、单支牺牲阳极输出电流，组合牺牲阳极输出电流测试：
按SYJ23-86规定的直测法进行测量，采用DT-830数字万用表直接测出阳极的输出电流，每次测量时都选用DC300MA的电流档次，则其误差都是同等的，因而各次测量数据具有可比性。
3、单支牺牲阳极接地电阻，组合牺牲阳极联合接地电阻测试。按SYJ23-86的第7.2.1条用ZG-8接地电阻测量仪测试。
4、绝缘法兰绝缘性能测试：
关键词：长输原油管道,阴极保护,应用
长输原油管线目前被认为是最经济、最可靠、最环保的一种原油输送方式, 由于长输管线均采用埋地方式敷设, 穿越的地形复杂, 土壤性质各异, 因此, 对管线存在着不同程度的腐蚀。, 这些腐蚀常常导致管道设备非计划性检修、更换和停产。如果单纯的采用防腐层的方法不能有效解决埋地管道的腐蚀问题, 因此采用管道外防腐绝缘层与阴极保护的联合使用是最有效、最经济、最合理的防治措施。
1 阴极保护基本原理
阴极保护是根据金属电化学腐蚀的原理, 金属在电解质溶液中, 由于表面存在电化学不均匀性或外界的不均匀性, 都会形成微观的腐蚀原电池。在原电池的阳极区发生腐蚀, 不断的输出电子, 同时金属离子溶入电解质溶液中。在阴极区发生阴极反应, 在阴极表面上析出氢气或接受正离子的沉积, 但金属本身却不会发生腐蚀。因此, 如果给金属通以阴极电流, 使金属表面全部处于阴极状态, 就可以抑制表上阳极区金属的电子释放, 从根本上防止金属腐蚀。从而防止了被保护金属管道的腐蚀, 达到保护管道的目的。
2 阴极保护方式
2.1 外加电流阴极保护
利用外部直流电源取得阴极极化来防止金属遭受腐蚀的方法, 称为外加电流阴极保护, 也叫强制电流阴极保护。保护电流由电源正极流出, 经导线至埋地辅助阳极, 辅助阳极将保护电流引入地下, 通过土壤提供给被保护金属, 又通过汇流电线流回电源负极。被保护金属在大地电池中仍为阴极, 其表面只发生还原反应, 使腐蚀受到抑制。而在辅助阳极表面则发生丢失电子的氧化反应, 因此, 辅助阳极本身存在消耗, 以它的消耗, 替代了金属本身的腐蚀。
2.2 牺牲阳极保护
将被保护金属和一种可以提供阴极保护电流的金属或合金 (即牺牲阳极) 相连, 使被保护金属阴极极化以防止腐蚀的方法叫做牺牲阳极的阴极保护。在被保护金属与牺牲阳极所形成的大地电池中, 被保护金属为阴极, 牺牲阳极的电位往往负于被保护金属的电位值, 因此它是阳极, 被腐蚀消耗。故称之为牺牲阳极。牺牲自已去实现对保护金属的防护, 是牺牲阳极最大特点。常用的牺牲阳极材料大多是镁及镁合金、锌及锌合金、铝合金等。
3 阴极保护组成
一座外加电流阴极保护站, 由电源设备和站外设施两部分组成。电源设备是外加电流阴极保护站的心脏, 它是由提供保护电流的直流设备及其附属设施 (如交、直流配电系统等) 构成。站外设施包括汇流点装置、阳极地床、架空阳极线路或埋地电缆、测试桩、均压线、绝缘法兰等保证管道对地绝缘的设施。站外设施是阴极保护站不可少的组成部分, 缺少其中任何一部分, 都将使阴极保护站停止运行或不能达到正常保护效果。
直流电源
在外加电流阴极保护系统中, 需要有一个稳定的直流电源, 以提供保护电流。目前, 广泛使用的有整流器和恒电位仪两种。一般, 当被保护的结构物所处的工况条件 (如浸水面积、水质等) 基本不变或变化很小时, 可以采用手动控制的整流器;但当结构物所处的工况条件经常变化时, 则应采用自动控制的恒电位仪, 以使结构物电位总处在最佳保护范围内。恒电位仪主要由两大部分:极化电源和控制电路。极化电源是向系统供给保护电流的, 在恒电位仪里, 它大多是由晶闸管做成的可控整流电路构成;它的输出电流在控制器的控制下自动调整。控制器主要由给定、取样、比较电路部分组成, 给定信号和取样信号经过比较电路比较后输出控制电压, 控制极化电源的输出电流。此外, 还有测量、抗干扰、过流保护、自动报警电路, 以及微机等, 都是为了方便使用和管理。
辅助阳极
辅助阳极又称阳极地床, 它是外加电流阴极保护中不可缺少的重要组成部分。阳极地床的用途是通过它把保护电流送入土壤, 再经过土壤流进管道, 使管道表面进行阴极极化防止腐蚀, 阳极地床在保护管道免遭土壤腐蚀过程中, 自身会遭受腐蚀破坏, 因此阳极地床代替管道承受了腐蚀。可作辅助阳极的材料有很多, 如废钢铁、石墨、铅银合金、高硅铸铁、镀铂钛、包铂铌以及混合金属氧化物电极等。
参比电极
参比电极的作用有两个:一方面用于测量被保护结构物的电位, 监测保护效果;另一方面, 为自动控制的恒电位仪提供控制信号, 以调节输出电流, 使结构物总处于良好的保护状态。
均压线与检测装置
为了避免干扰腐蚀, 用电缆将同沟埋设、近距离平行敷设交叉的管道连接起来, 以平衡保护电位, 此电缆称为均压线。安装均压线的原则是使两管道间电位差不超过50mv, 均压线连接可采用铝热焊技术。
测试桩:为了定期检测管道强制电流阴极保护参数, 应根据需要设置测试桩。各类测试桩及其设置原则为: (1) 电位测试桩每公里设置一个; (2) 电流测试桩每5-8公里设一个; (3) 在套管处设一个电位测试桩; (4) 在绝缘法兰连接处设一个电位测试桩; (5) 在与其它管道、电缆等构筑物相交处设一个电位测试桩。
汇流点与绝缘法兰
汇流点又称通点电, 它是用电缆将恒电位仪“输出阴极”接到管道上, 并通过硫酸铜参比电极和参比电缆 (由恒电位仪参比电极端子引出) 来测定点管道保护电位的装置。它是向保护管道施加阴极极化电流的接入点, 是外加电流阴极保护必不可少的设施之一。每座阴极保护站一般只设一个汇流点。绝缘法兰是对构成金属管道电绝缘接头的统称。它包括彼此对应的一对金属法兰间绝缘密封件、法兰紧固件及紧固件与法兰间的电绝缘件。安装绝缘法兰的目的是将被保护管道和不应受到保护的管道从导电性上分开, 因为当保护电流流到不应受到保护的管道上去以后, 将增大电源输出功率, 缩短保护长度或引起干扰腐蚀。在杂散电流干扰严重的管段, 绝缘法兰还被用来作为分割干扰区和非干扰区, 作为降低杂散电流影响的一种抗干扰手段。同时在某些特殊环境下, 如在不同材质, 新旧管道连接的场合, 它是一种有效的防腐措施。
结束语
阴极保护能有效的保护埋地原油管道, 防止原油管道由于各种复杂原因发生的管线腐蚀, 阴极保护不仅可用于新建管线的防护, 也可用于旧管线的改造和延寿。
参考文献
[1]SY/T0036-2000.埋地钢制管道强制电流阴极保护设计规范.
阴极保护系统通电前，应在所有趁热是装置出进行自然腐蚀电位的测量，并做好记录。通电后，应逐步调节通电电流，知道通电点的保护点位大道极限电位（-1.2V），电源设备应保持在此电位值，知道管道被充分极化，达到阴极保护准则的规定值（-0.85——-1.2v）,并记录电源设备输出的电压、电流值。
当通电后管道电位发生正向偏移，应立刻检查极性并纠正；当对周围建、构筑物有干扰影响是，应在接近构筑物上进行同步测量；当存在交、直流干扰影响时，应对干扰阴极保护系统的有效性影响进行测量，测量应在阴极保护系统运行及断电情况下进行。在这两种情况下，应至少保持24小时的连续管地电位数据，按照阴极保护准则指标，评价阴极保护的有效性。
阴极保护站恒电位仪控制电位值的调试确定原则是：管线各处管地电位以沿线各点的断电电位处于‐0.85~‐1.2V的合理范围内，即不处于低于‐0.85V的欠保护状态，又不超过‐1.2V的过保护状态（按绝对值）。必须以断电电位来评价，不能以通电电位来判定。为使控制电位合理，并作为今后管理的基础参数，需及时反馈管线断电电位并多次调试，才能确定合理的控制电位值。
阴极保护测试内容包括：
A、阳极地床接地电阻；
B、C、绝缘接头绝缘性能； 阴极通电点电位（通电电位、断电电位），相对硫酸铜参比电
极；
D、设备输出电流、电压。
设计阴极保护系统中，在选用保护方式的时候一定要多方面考虑，采用牺牲阳极阴极保护的方式，所需要的驱动电压相对比较低，输出的电流也相对小，所以一般只用在短距离管道、且土壤电阻率低的情况。
外加电流阴极保护系统的输出电流、电压可以手动调节，所以，一般会用在比较大型的管道和高土壤电阻率的环境中。在实际的阴极保护系统设计中还是应该尽量选择外加电流阴极保护的保护方式更好的做好的低投资高效益并且施工方面投入少维护简单，效果相对有保证。
获取阴极保护系统所需要的电流值：计阴极保护系统时，首先必须要做的就是获取系统需要的电流量。如果给一个正在新建的设备结构做阴保系统时，可以根据我们以前的施工经验，参考性类似地区环境下的已建成的设备结构的阴保电流来计算出新建设备结构所需要的电流值。
如果给一个已经建成的设备结构做阴极保护设计时，可以使用通电试验的方法进行实际测量，测量出达到系统所需要的电位值时的电流量。在被保护区域中单位面积中需要的电流量的大小被称为电流密度，单位mA/M2。
阴极保护发展多年，行业内部已经总结出多种环境中阴极保护系统所需要的电流密度，可以这以后的实际施工中参考使用。但是，过去推荐的电流密度过于保守，造成了很多材料能源的浪费，所以在进
