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　　犧牲陽(yáng)極安裝工藝流程：　　犧牲陽(yáng)極坑開(kāi)挖→清理管道→陽(yáng)極連接電纜與管道焊接→檢查焊接點(diǎn)→焊點(diǎn)強(qiáng)度試驗(yàn)→焊接點(diǎn)防腐→回填犧牲陽(yáng)極地坑→進(jìn)入下道工序　　陽(yáng)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?yīng)將管子絕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(yīng)剝?nèi)ソ^緣層，芯線應(yīng)伸出50mm。電纜芯線必須清潔干燥、無(wú)油和油脂，焊點(diǎn)至少離管道焊縫100mm遠(yuǎn)。進(jìn)行鋁熱焊時(shí)，鋼管應(yīng)預(yù)熱至100℃左右。鋁熱焊電纜接頭、電纜與管道連接見(jiàn)圖所示。　　1、焊接方法　　◆將電纜外皮剝離至合適的長(zhǎng)度，用鋼絲刷除去污物及氧化皮；　　◆用銼刀或電動(dòng)機(jī)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(nèi)，倒入焊劑，并搗實(shí)，放入點(diǎn)火器、蓋上模具蓋子；　　◆點(diǎn)火焊劑，移去模具，清除浮渣，檢查焊接接頭?！　?、焊接要點(diǎn)　　◆焊接模具必須干燥，模具在使用前應(yīng)烘烤；　　◆鋼及電纜的焊接接頭部位應(yīng)除去氧化皮；　　◆模具和鋼管表面結(jié)合緊密無(wú)間隙；　　◆為防電纜過(guò)熱應(yīng)在焊接部位加銅套?！　?、陽(yáng)極埋設(shè)：　　當(dāng)管道的安裝與鋅陽(yáng)極埋設(shè)同步進(jìn)行時(shí)，犧牲陽(yáng)極的埋設(shè)位置，與管道外壁距離為1.5米左右，不應(yīng)小于0.3m。陽(yáng)極可埋設(shè)在管道的側(cè)方或側(cè)下方,視現(xiàn)場(chǎng)具體工況條件，可選擇立式或臥式埋設(shè)。埋設(shè)深度必須在凍土層以下，一般要求與管道深度一致。對(duì)于已安裝完的管道，陽(yáng)極埋設(shè)可在管道中心位置，使得陽(yáng)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(yáng)極包采用豎向布置?！　?、電纜與管道焊接后，應(yīng)對(duì)鋁焊點(diǎn)進(jìn)行強(qiáng)度試驗(yàn)，合格后才能進(jìn)行補(bǔ)傷作業(yè)。補(bǔ)傷前應(yīng)先填充熱溶膠，熱收縮帶下的防腐層和電纜外皮應(yīng)預(yù)先打毛，再外包覆熱收縮帶防腐?！　?、陽(yáng)極連接電纜和陽(yáng)極鋼芯連接要求：　　陽(yáng)極連接電纜和陽(yáng)極鋼芯采用銅焊或錫焊接，雙邊焊縫長(zhǎng)度不得小于50mm，焊好后電纜接頭及露出陽(yáng)極端面的鋼芯要防腐絕緣，絕緣材料應(yīng)用環(huán)氧樹(shù)脂或同工效的其他涂料。防腐結(jié)束后應(yīng)對(duì)接頭采用必要的保護(hù)措施，以防止接頭被損壞。各點(diǎn)確認(rèn)焊接、連接、防腐處理合格后，回填土壤。在回填土將陽(yáng)極布袋沒(méi)設(shè)后，向陽(yáng)極坑內(nèi)灌水，使陽(yáng)極填料包飽和吸滿水后，回填表面土夯實(shí)，恢復(fù)地貌?！　?、焦炭渣鋪設(shè)：每個(gè)陽(yáng)極四周必須填焦炭碴，其焦炭碴粒徑宜小于15mm，陽(yáng)極下部的焦炭碴厚度均不宜小于200mm，上部的厚度為1000mm，四周?chē)慕固坎旰穸炔灰诵∮?00mm，焦炭顆粒和周?chē)靥钔两佑|應(yīng)良好，并應(yīng)夯實(shí)，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(yīng)高出原自然地面200mm?！　?、成組輔助陽(yáng)極埋設(shè)后應(yīng)測(cè)量其接地電阻不宜大于1Ω,如達(dá)不到要求應(yīng)采取補(bǔ)救措施?！　?、匯流電纜架空線、引線的連接宜采用鍍鋅螺栓卡子擰緊，導(dǎo)線端應(yīng)裝有銅接線端子，接線應(yīng)在水泥桿上或在本工程特制的銅管內(nèi)接線端子排上進(jìn)行?！　?、特殊地段管道陰極保　　設(shè)計(jì)明確要求，對(duì)“三穿”管道納入全線陰極保護(hù)系統(tǒng)，實(shí)施強(qiáng)制電流保護(hù)。在穿跨越兩岸各埋設(shè)一組鋅合金犧牲陽(yáng)極做補(bǔ)充保護(hù)，陰極組由4支凈重為22Kg/只的預(yù)包裝鋅合金犧牲陽(yáng)極組成，陰極通過(guò)電流測(cè)試樁內(nèi)的短接片與管道連接。犧牲陽(yáng)極采用水平敷設(shè)，將陰極在管道兩側(cè)敷設(shè)，每側(cè)埋設(shè)2支?！　♂槍?duì)高壓電力設(shè)施、電氣化鐵路等雜散電流大的地段，采用埋設(shè)犧牲陽(yáng)極作為管道陰極保護(hù)的加強(qiáng)?！　」艿狸帢O保護(hù)特殊地段，犧牲陽(yáng)極的有效使用年限不應(yīng)小于15年。　　管線陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行后，用電流測(cè)試樁測(cè)試管道全線的雜散電流，對(duì)雜散電流測(cè)試不符合設(shè)計(jì)驗(yàn)收規(guī)范處，采用增設(shè)犧牲陽(yáng)極的方法進(jìn)行管道保護(hù)。

　　工業(yè)管道主要用于運(yùn)輸水，石油產(chǎn)品，天然氣和一些公用事業(yè)等。世界各國(guó)都有一個(gè)巨大的管道系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，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(huì)受到腐蝕。如果腐蝕沒(méi)有得到及時(shí)的緩解，很可能會(huì)帶來(lái)極大的損失，甚至導(dǎo)致危險(xiǎn)事故的發(fā)生?！　?duì)于管道防腐，現(xiàn)在人們已經(jīng)掌握了幾種不同的腐蝕控制技術(shù)，陰極保護(hù)就是其中之一。該技術(shù)可以應(yīng)用于涂層管道上，以減輕涂層質(zhì)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(lèi)型的陰極保護(hù)技術(shù)都可以用于埋地管道的腐蝕預(yù)防方面。至于兩種類(lèi)型技術(shù)的具體選取一般取決于多個(gè)因素，例如所需的電流大小，土壤電阻率和待保護(hù)結(jié)構(gòu)的面積等。　　以碳鋼材料為例，陰極保護(hù)技術(shù)旨在極化管道使其電位值降低到-850毫伏。一般可以通過(guò)測(cè)試站測(cè)量極化電位，測(cè)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(jié)構(gòu)交叉處　　電絕緣點(diǎn)　　在某些犧牲陽(yáng)極位置　　近電源干擾　　雜散電流放電到土壤的位置　　· 陰極保護(hù)引起的問(wèn)題　　在許多大型管道網(wǎng)絡(luò)中，有很多交叉，并行以及分支的結(jié)構(gòu)，其中管道如果應(yīng)用了陰極保護(hù)技術(shù)，管道之間可能會(huì)發(fā)生直流干擾現(xiàn)象，進(jìn)而加速腐蝕。為了克服這個(gè)問(wèn)題，管線可以直接地或通過(guò)電阻間接的進(jìn)行耦合?！　?duì)于涂覆質(zhì)量較差的涂層管道，陽(yáng)極保護(hù)水平高的地方可能會(huì)出現(xiàn)陰極剝離現(xiàn)象，較高的溫度也可能促進(jìn)陰極剝離，高PH環(huán)境在應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂方面也是一個(gè)值得注意的問(wèn)題。在這些情況下，管道的極化電位必須保持在-850 mV 的數(shù)值?！　￡帢O保護(hù)雖然只是一種用于防止腐蝕的方法，但不僅僅只是應(yīng)用在管道中，在船舶，海上石油平臺(tái)和其他鋼結(jié)構(gòu)中同樣可以得到應(yīng)用?！　『幽鲜⑹肋_(dá)防腐工程有限公司成立于1999年，公司產(chǎn)品包括各類(lèi)犧牲陽(yáng)極、防腐蝕電源、陰極保護(hù)檢測(cè)設(shè)備、陰極保護(hù)檢測(cè)設(shè)備，提供防腐蝕工程設(shè)計(jì)與施工、陰極保護(hù)運(yùn)行及管理、檢測(cè)與評(píng)估、油氣管道完整性管理以及腐蝕技術(shù)咨詢與培訓(xùn)。

　　腐蝕與腐蝕電池　　作為一種天然存在的現(xiàn)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(xué)或電化學(xué)相互作用而導(dǎo)致材料功能受到損傷的現(xiàn)象?！　≡诖蠖鄶?shù)情況下，當(dāng)金屬被放置在水溶液中或潮濕的大氣環(huán)境中時(shí)，金屬表面會(huì)形成一種微電池，有時(shí)也稱(chēng)腐蝕電池(其電極一般稱(chēng)為陰、陽(yáng)極)。在陽(yáng)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，使陽(yáng)極發(fā)生溶解，在陰極上則發(fā)生還原反應(yīng)，一般只起傳遞電子的作用?！　「g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(zhì)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(shí)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(zhì)，它們大多數(shù)沒(méi)有鐵元素活潑。這樣形成的腐蝕電池的陽(yáng)極為鐵，而陰極為雜質(zhì)，又由于鐵與雜質(zhì)緊密接觸，使得腐蝕不斷進(jìn)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(jié)構(gòu)，合金材料組成以及在制造期間金屬表面經(jīng)受的處理溫度和是否發(fā)生變形等因素?！　∥⒂^腐蝕電池　　現(xiàn)在，已經(jīng)有許多經(jīng)受了時(shí)間考驗(yàn)的腐蝕預(yù)防方法，其中之一就是陰極保護(hù) 法，在本文中，我們將介紹一些關(guān)于陰極保護(hù)類(lèi)型以及該方法如何有效預(yù)防埋地管道免受腐蝕等知識(shí)。　　什么是陰極保護(hù)？　　陰極保護(hù)技術(shù)是電化學(xué)保護(hù)技術(shù)的一種，其原理是向被腐蝕金屬結(jié)構(gòu)物表面施加一個(gè)外加電流，被保護(hù)結(jié)構(gòu)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(zhì)中的金屬材料表面具有多個(gè)微觀陽(yáng)極和陰極位置。當(dāng)陽(yáng)極電負(fù)性強(qiáng)于陰極時(shí)，它們之間就會(huì)產(chǎn)生電位差，進(jìn)而發(fā)生腐蝕　　陰極保護(hù)的目的就是盡可能的降低陰極和陽(yáng)極之間的電位差，使其降低到一個(gè)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(dǎo)致，根據(jù)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(hù)可以通過(guò)向被腐蝕金屬結(jié)構(gòu)物表面施加一個(gè)外加電流來(lái)實(shí)現(xiàn)?！　￡帢O保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)　　為了實(shí)現(xiàn)足夠的陰極保護(hù)，受保護(hù)結(jié)構(gòu)的電位必須極化到一定的值，通常采用參比電極來(lái)測(cè)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(lèi)型的陰極保護(hù)評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)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(rèn)為是更加優(yōu)越的?！　?.電位標(biāo)準(zhǔn)　　施加陰極保護(hù)時(shí)被保護(hù)結(jié)構(gòu)物的電位至少達(dá)到-850毫伏（mV）或更負(fù)（相對(duì)于銅/硫酸銅參比電極）?！　?.極化轉(zhuǎn)變標(biāo)準(zhǔn)　　在構(gòu)筑物表面與接觸電解質(zhì)的穩(wěn)定參比電極之間的陰極極化值為100mV（相對(duì)于銅/硫酸銅參比電極）?！　∽ⅲ哼@些判據(jù)標(biāo)準(zhǔn)主要適用于碳鋼材料，不同類(lèi)型的金屬材料標(biāo)準(zhǔn)可能有所不同?！　￡帢O保護(hù)的類(lèi)型　　陰極保護(hù)主要包含兩種類(lèi)型　　1　　犧牲陽(yáng)極保護(hù)陰極　　這種類(lèi)型的陰極保護(hù)，主要原理是通過(guò)將被保護(hù)金屬和一種可以提供陰極保護(hù)電流的金屬或合金（即犧牲陽(yáng)極）相連，進(jìn)而使得被保護(hù)體極化以降低腐蝕速率。在被保護(hù)金屬與犧牲陽(yáng)極所形成的電池中，被保護(hù)金屬體為陰極，犧牲陽(yáng)極的電位往往負(fù)于被保護(hù)金屬體的電位值，在保護(hù)電池中是陽(yáng)極，被腐蝕消耗，故此稱(chēng)之為“犧牲”陽(yáng)極，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)陰極的被保護(hù)金屬體的防護(hù)?！　奚?yáng)極一般為一些活性金屬，例如鋅、鋁和鎂等，根據(jù)電位序列，這些都是比較活躍的金屬材料?！　￡帢O保護(hù)電流主要是由犧牲陽(yáng)極和受保護(hù)結(jié)構(gòu)之間的電位差引起的?！　∈褂玫年?yáng)極類(lèi)型通常取決于電解質(zhì)的電阻率和化學(xué)組成等因素?！　≡擃?lèi)型的陰極保護(hù)優(yōu)點(diǎn)主要有：?jiǎn)未瓮顿Y費(fèi)用低，運(yùn)行過(guò)程中基本不需要支付維護(hù)費(fèi)用；保護(hù)電流的利用率較高，不會(huì)產(chǎn)生過(guò)保護(hù)；對(duì)鄰近的地下金屬設(shè)施無(wú)干擾影響；適用于廠區(qū)和無(wú)電源的長(zhǎng)輸管道以及小規(guī)模的分散管道保護(hù)；施工技術(shù)簡(jiǎn)單，平時(shí)不需要特殊的維護(hù)管理等。　　2.強(qiáng)制電流陰極保護(hù)(外加電流法)　　強(qiáng)制電流陰極保護(hù) 法是指將被保護(hù)金屬與外加電源負(fù)極相連，由外部電源提供保護(hù)電流，以降低腐蝕速率的方法。外部電源通過(guò)埋地的輔助陽(yáng)極將保護(hù)電流引入地下，通過(guò)土壤提供給被保護(hù)金屬，被保護(hù)金屬在大地中仍為陰極，其表面只發(fā)生還原反應(yīng)，不會(huì)再發(fā)生金屬離子化的氧化反應(yīng)，使腐蝕受到抑制?！　∪N常用的陽(yáng)極類(lèi)型：可溶性陽(yáng)極（鋁和鋼），半可溶性陽(yáng)極（石墨和高硅鑄鐵（HSCI））和不溶性陽(yáng)極（鉑，混合金屬氧化物和聚合物等）?！　∵@種類(lèi)型的陰極保護(hù)技術(shù)的主要部件是一個(gè)變壓整流器，這迫使電流從陽(yáng)極流到受保護(hù)的結(jié)構(gòu)（陰極）?！　【唧w使用的陽(yáng)極類(lèi)型，可溶性，半可溶性或者不溶性，通常取決于電解質(zhì)的化學(xué)組成和待保護(hù)的區(qū)域等因素?！　≡擃?lèi)型的陰極保護(hù)技術(shù)優(yōu)點(diǎn)主要包括：驅(qū)動(dòng)電壓高，能夠靈活地在較寬的范圍內(nèi)控制陰極保護(hù)電流輸出量，適用于保護(hù)范圍較大的場(chǎng)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(yáng)極時(shí)，可進(jìn)行長(zhǎng)期的陰極保護(hù)；每個(gè)輔助陽(yáng)極床的保護(hù)范圍較大，當(dāng)管道防腐層質(zhì)量良好時(shí)，一個(gè)陰極保護(hù)站的保護(hù)范圍可達(dá)數(shù)十公里等。

　　陰極保護(hù)是什么？陰極保護(hù)是基于電化學(xué)腐蝕原理的一種防腐蝕手段。美國(guó)腐蝕工程師協(xié)會(huì)（NACE）對(duì)陰極保護(hù)的定義是：通過(guò)施加外加的電動(dòng)勢(shì)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(yáng)極陰極保護(hù)就是在金屬構(gòu)筑物上連接或焊接電位較負(fù)的金屬,如鋁、鋅或鎂。陽(yáng)極材料不斷消耗,釋放出的電流供給被保護(hù)金屬構(gòu)筑物而陰極極化，從而實(shí)現(xiàn)保護(hù)。外加電流陰極保護(hù)是通過(guò)外加直流電源向被保護(hù)金屬通以陰極電流，使之陰極極化。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)?！　”Ｗo(hù)電位是指陰極保護(hù)時(shí)使金屬腐蝕停止（或可忽略）時(shí)所需的電位。實(shí)踐中，鋼鐵的保護(hù)電位常取-0.85V（CSE），也就是說(shuō)，當(dāng)金屬處于比-0.85V（CSE）更負(fù)的電位時(shí)，該金屬就受到了保護(hù)，腐蝕可以忽略?！　￡帢O保護(hù)是一種控制鋼質(zhì)儲(chǔ)罐和管道腐蝕的有效方法，它有效彌補(bǔ)了涂層缺陷而引起的腐蝕，能大大延長(zhǎng)儲(chǔ)罐和管道的使用壽命。根據(jù)美國(guó)一家陰極保護(hù)工程公司提供的資料，從經(jīng)濟(jì)上考慮，陰極保護(hù)是鋼質(zhì)儲(chǔ)罐防腐蝕的較為經(jīng)濟(jì)的手段之一?！　」咀裱办`活，創(chuàng)新”的經(jīng)營(yíng)理念， “誠(chéng)信、協(xié)作、奮進(jìn)”是盛世達(dá)倡導(dǎo)的企業(yè)精神，用優(yōu)良的產(chǎn)品，現(xiàn)代化的管理理念以及豐富的研發(fā)成果和生產(chǎn)業(yè)績(jī)，為我國(guó)防腐蝕事業(yè)貢獻(xiàn)自己的一份力量。

　　為了確保對(duì)地下或水下金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕控制，周期浸潤(rùn)腐蝕函數(shù)的測(cè)定和故障診斷等，盛世達(dá)認(rèn)為采用陰極保護(hù)系統(tǒng)是必要的?！　￡帢O保護(hù)　　陰極保護(hù)是一種用于腐蝕控制的技術(shù)，它可以有效減輕地下或水下金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕。陰極保護(hù)系統(tǒng)存在外加電流和犧牲陽(yáng)極這兩種類(lèi)型，通常根據(jù)需要被保護(hù)結(jié)構(gòu)的屬性和需求來(lái)確定哪一種保護(hù)方式?！　榱舜_保對(duì)地下或水下金屬結(jié)構(gòu)的腐蝕控制，進(jìn)行充分的陰極保護(hù)是必需的。所以，定期采用陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行功能測(cè)試和故障排除，是確保操作系統(tǒng)正確運(yùn)轉(zhuǎn)的必要措施。此處，我們將討論陰極保護(hù)系統(tǒng)用于功能測(cè)試和故障排除?！　」δ軠y(cè)試與故障診斷　　對(duì)于任何一個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)想要確保其處于正確的操作中，功能測(cè)試都是一種必要的測(cè)試。在該測(cè)試中對(duì)系統(tǒng)的主要功能及其組件進(jìn)行檢查，一旦發(fā)現(xiàn)存在任何問(wèn)題，都需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行故障排除。而任何系統(tǒng)中的任一組件都可能會(huì)出現(xiàn)故障，故障排除存在于所有組件的維護(hù)和系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中?！　￡帢O保護(hù)系統(tǒng)的功能測(cè)試　　陰極保護(hù)系統(tǒng)的功能是將被保護(hù)結(jié)構(gòu)——陰極——也就是鋼結(jié)構(gòu)，極化到一定的負(fù)電位。施加陰極保護(hù)時(shí)，為了確保為碳鋼結(jié)構(gòu)提供充分的陰極保護(hù)，碳鋼結(jié)構(gòu)的電位負(fù)移至少達(dá)到-850 mV或更負(fù)（相對(duì)Cu/CuSO4電極作參比電極）。陰極保護(hù)條件取決于金屬類(lèi)型和不同土壤電阻率?！　y(cè)量保護(hù)結(jié)構(gòu)的電位所需的工具為：　　● 一個(gè)直流內(nèi)阻電壓表　　●  Cu/CuSO4參比電極　　●  導(dǎo)線　　測(cè)量被保護(hù)結(jié)構(gòu)的電位可以按如下操作：　　1. 使參考電極與保護(hù)結(jié)構(gòu)盡可能的接近，以使土壤中的電阻壓降小化。　　2. 用導(dǎo)線將參比電極與直流電壓表的負(fù)極連接在一起。　　3. 用導(dǎo)線將保護(hù)結(jié)構(gòu)與直流電壓表的正極連接在一起。　　4. 通過(guò)一個(gè)電流斷續(xù)器使陰極保護(hù)系統(tǒng)瞬間斷開(kāi)，測(cè)量被保護(hù)結(jié)構(gòu)的電位?！　∪绻麥y(cè)量的電位比-850 mv更正，那么這是一個(gè)存在故障的陰極保護(hù)系統(tǒng)。因此，故障排除對(duì)于陰極保護(hù)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是必要的?！　￡帢O保護(hù)系統(tǒng)的故障排除　　排除一個(gè)陰極保護(hù)系統(tǒng)的故障，需要對(duì)該系統(tǒng)的每個(gè)組件進(jìn)行排查，包括：　　● 外加電流陰極保護(hù)用的電源　　●  直流電纜　　●  地床　　●  保護(hù)結(jié)構(gòu)　　變壓整流器的故障診斷　　雖然常用的電源有很多種類(lèi)型，如熱電發(fā)電機(jī)、太陽(yáng)能發(fā)電機(jī)、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)、電池或燃料電池等，但是變壓整流器依然是用于陰極保護(hù)系統(tǒng)的常見(jiàn)電源。　　變壓整流器的主要部件有：　　● 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(guò)載保護(hù)　　●  電源變壓器　　●  整流電路——全波橋、直流整合、直流過(guò)載保護(hù)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(yīng)采用一個(gè)便攜式的萬(wàn)用表來(lái)測(cè)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(yīng)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(fù)極、或陽(yáng)極（陽(yáng)極本身或其對(duì)接工具）。　　2.   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?！　≌?qǐng)注意，在使用單相電源的情況下，正常電壓被認(rèn)為是二次側(cè)電壓的15%。　　直流電纜的故障排除　　直流電纜用于連接變壓整流器直流輸出終端和陽(yáng)極、正極電纜，以及保護(hù)結(jié)構(gòu)和負(fù)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(jī)械應(yīng)力導(dǎo)致的。如前所述，要檢查直流電纜可以通過(guò)交流電壓表測(cè)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(huì)呈現(xiàn)非常高；而負(fù)極電纜的電阻則等于測(cè)試引線電阻和負(fù)極電纜電阻之和?！　∪绻?fù)極電纜是故障源，它的電阻會(huì)呈現(xiàn)非常高；而正極電纜的電阻則等于測(cè)試引線電阻和正極電纜電阻之和?！　〉卮驳墓收吓懦　∮梢粋€(gè)或多個(gè)陽(yáng)極組成的地床，通過(guò)是通過(guò)陽(yáng)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(yáng)極尾處、陽(yáng)極連接處或陽(yáng)極本身?！　⊥ǔＧ闆r下，陽(yáng)極電阻會(huì)隨著時(shí)間的推移而增加；其原因是發(fā)生了腐蝕或陽(yáng)極與土壤發(fā)生了相互作用，這是由于高硅鑄鐵陽(yáng)極與土壤中富含的氯會(huì)發(fā)生反應(yīng)使其表面形成一層氣態(tài)層。陽(yáng)極電阻的增加也可能是由于土壤的干燥，因?yàn)橥寥栏稍飼?huì)導(dǎo)致碳質(zhì)回填覆蓋在周?chē)年?yáng)極上?！　‘?dāng)變壓整流器輸出電壓是正常的、同時(shí)正負(fù)直流電纜的狀態(tài)都是完好的，但沒(méi)有電流的時(shí)候，我們需要去檢查地床。在故障狀態(tài)下，地床的電阻會(huì)表現(xiàn)出非常高的值。此時(shí)我們需要測(cè)量地床電阻，然后將其測(cè)量值與其當(dāng)初的設(shè)計(jì)值和以往的記錄值進(jìn)行對(duì)比。　　被保護(hù)結(jié)構(gòu)的故障排除　　當(dāng)變壓器的輸出電壓和電流是正常的，但陰極保護(hù)條件未能達(dá)到保護(hù)結(jié)構(gòu)物的目的的時(shí)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(píng)估涂層條件或涂層效率，需要進(jìn)行沿管線的實(shí)地調(diào)查。這可能包括Pearson調(diào)查或直流電壓梯度調(diào)查。如果有必要的話，可能需要對(duì)涂層進(jìn)行維修。　　陰極保護(hù)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(hù)電流不能有效地到達(dá)被保護(hù)結(jié)構(gòu)的表面；因此，等于沒(méi)有有效的陰極保護(hù)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(guò)電鍍陽(yáng)極來(lái)確保一個(gè)適當(dāng)?shù)年帢O保護(hù)系統(tǒng)?！　?duì)于任何一個(gè)下套管的管道，都應(yīng)該測(cè)量其下套管前后的陰極保護(hù)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(cè)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(wèn)題?！　“凑找欢ǖ某绦蚝蜁r(shí)間表對(duì)陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查，同時(shí)所有檢驗(yàn)數(shù)據(jù)都要做好完整的記錄以便用于故障診斷　　河南盛世達(dá)防腐工程有限公司有二十年的犧牲陽(yáng)極研發(fā)成果和生產(chǎn)業(yè)績(jī)達(dá)千噸國(guó)標(biāo)陰極保護(hù)產(chǎn)品供應(yīng)國(guó)內(nèi)外，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益為推動(dòng)防腐事業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)新不斷努力。

　　據(jù)盛世達(dá)了解到，國(guó)內(nèi)煉油行業(yè)今后大量煉制進(jìn)口原油已成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，無(wú)論是中東、南美等地區(qū)舶來(lái)外油，還是煉制通過(guò)陸上管道運(yùn)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(dǎo)致油罐使用壽命的大大縮短?！　∮凸薷g的薄弱點(diǎn)是罐底板內(nèi)、外部表面，特別是解決好罐底板外表面的防護(hù)是均衡好整個(gè)油罐防護(hù)的關(guān)鍵?！　? 原油罐罐底板存在的腐蝕隱患分析　　儲(chǔ)罐的底板坐落在瀝青砂基上，時(shí)間長(zhǎng)了瀝青砂基產(chǎn)生裂紋，使地下水上升造成罐底板的腐蝕，對(duì)于這種情況，行之有效的方法是采取陰極保護(hù)技術(shù)進(jìn)行補(bǔ)救?！　?chǔ)罐罐底外表面的腐蝕影響主要因素有以下幾個(gè)方面：　?。?）形成腐蝕電池　　罐底板焊縫附近沒(méi)有防腐蝕涂層，而且油罐罐底板座與混凝土的圈梁基礎(chǔ)相比，電位更高，從而形成腐蝕電池，加速罐底板的腐蝕；　　（2）保溫材料的水解對(duì)腐蝕的影響　　油罐保溫大多數(shù)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(qiáng)的腐蝕性。一旦保溫層中進(jìn)水，就會(huì)形成人們常說(shuō)的“濕棉襖”，會(huì)長(zhǎng)期對(duì)罐底板造成腐蝕?！　。?）儲(chǔ)罐基礎(chǔ)的影響　　儲(chǔ)罐的基礎(chǔ)是瀝青砂構(gòu)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(chǎn)生裂縫等；此外油罐內(nèi)油品溫度升高時(shí)，底板周?chē)终舭l(fā)，使得鹽分濃度增加，提高了環(huán)境的腐蝕性。　　（4）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(shí)接觸不良，罐周?chē)凸薏课煌笟庑圆?，?huì)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(dá)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(chǎn)生的鈍化作用，當(dāng)環(huán)境中含有高濃度氯離子時(shí)，鋼/混凝土界面的臨界Cl-含量為700?10-6mg/l，則會(huì)破壞鋼鐵的鈍化引起腐蝕?！　? 煉油廠儲(chǔ)罐底板腐蝕調(diào)查與分析　　目前原油罐、成品油罐罐底多采取底板外沿進(jìn)行密封防護(hù)，即填充邊緣板與罐基礎(chǔ)之間的縫隙，部分采取外加電流陰極保護(hù)措施。　　隨著技術(shù)更新，國(guó)家已頒布了SY/T0088-95《鋼制儲(chǔ)罐外壁陰極保護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，相信在不久的將來(lái)，油罐罐底板陰極保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用將獲得周全的推廣?！　? 原油罐采取陰極保護(hù)幾種方案對(duì)比　　3.1 犧牲陽(yáng)極系統(tǒng)　　采用犧牲陽(yáng)極系統(tǒng)對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行保護(hù)安裝簡(jiǎn)單，不會(huì)產(chǎn)生腐蝕干擾。但除非儲(chǔ)罐與管道以及其他系統(tǒng)絕緣良好，否則儲(chǔ)罐不會(huì)得到充分保護(hù)。其他系統(tǒng)包括管網(wǎng)、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(duì)如此多的部分采取絕緣，不僅花費(fèi)大，而且以后的維護(hù)費(fèi)用高。犧牲陽(yáng)極系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)電壓一般低于0.7V, 它限 制了陰極保護(hù)系統(tǒng)的電流輸出。一旦儲(chǔ)罐與上述任何部分短路，不但使儲(chǔ)罐達(dá)到保護(hù)困難，而且會(huì)使?fàn)奚?yáng)極系統(tǒng)很快耗盡，保護(hù)壽命短。　　3.2深井及斜井陰極保護(hù)系統(tǒng)　　該系統(tǒng)主要應(yīng)用于已經(jīng)建成的儲(chǔ)罐，尤其適用于空間狹小地區(qū)，其缺點(diǎn)是陰極保護(hù)電流不均勻，容易產(chǎn)生腐蝕干擾。同時(shí)陽(yáng)極處于非常惡劣的工作條件下，容易過(guò)早損壞?！　?.3斜井陰極保護(hù)系統(tǒng)　　斜井陽(yáng)極即在儲(chǔ)罐下部安裝了電位測(cè)量管，每隔1.5米測(cè)量一次罐/地電位。斜井陰極保護(hù)的弊端就是保護(hù)電流分布不均，難以實(shí)現(xiàn)像大型100000m3儲(chǔ)罐的正常陰極保護(hù)?！　?.4 柔性陽(yáng)極系統(tǒng)　　該陽(yáng)極由包敷在電纜外部的導(dǎo)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(shè)在儲(chǔ)罐底板下面，電流分布均勻，不易產(chǎn)生腐蝕干擾，但具有如下缺點(diǎn)：　　（1）該系統(tǒng)的運(yùn)輸，安裝費(fèi)用比網(wǎng)狀陽(yáng)極系統(tǒng)高，每盤(pán)陽(yáng)極很重。增加了搬運(yùn)難度和費(fèi)用；　?。?）填料帶容易破損，導(dǎo)致填料漏失，需要填充；　?。?）由于導(dǎo)電橡膠在電流的作用下，隨著時(shí)間的推移容易老化開(kāi)裂，導(dǎo)致銅芯電纜迅速腐蝕，致使系統(tǒng)過(guò)早失效；　?。?）該系統(tǒng)的不能過(guò)度彎曲；　?。?）現(xiàn)場(chǎng)需要很多電纜連接，質(zhì)量難以保證。　　3.5 網(wǎng)狀陽(yáng)極陰極保護(hù)　　網(wǎng)狀陽(yáng)極是貴金屬氧化物帶狀陽(yáng)極與鈦基金屬連接片交叉焊接組成的外加電流陰極保護(hù)輔助陽(yáng)極。將該陽(yáng)極網(wǎng)予埋在儲(chǔ)罐基礎(chǔ)中，為儲(chǔ)罐底板提供保護(hù)電流。與其他方式的陰極保護(hù)相比，該系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn)：　　（1）電流分布非常均勻，輸出可調(diào)，保證儲(chǔ)罐充分保護(hù)；　　產(chǎn)生的雜散電流很少，不會(huì)對(duì)其他結(jié)構(gòu)造成腐蝕干擾；　　（2）不需要回填料，安裝簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)。　?。?）該網(wǎng)狀陽(yáng)極可放置在罐底板與防滲膜或混凝土基礎(chǔ)之間, 距離罐底板的距離可以達(dá)到15厘米，無(wú)須填料。與井式陽(yáng)極陰極保護(hù)電極電位波動(dòng)情況的比較?！　『幽鲜⑹肋_(dá)防腐工程有限公司是一家專(zhuān)門(mén)從事變形鎂合金半連續(xù)鑄棒及擠壓產(chǎn)品和陰極保護(hù)防腐材料的研發(fā)、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、工程技術(shù)服務(wù)為一體綜合實(shí)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(jù)盛世達(dá)了解到，近海油氣開(kāi)發(fā)平臺(tái)有多種形式，固定式平臺(tái)很常見(jiàn)，服役年限多為二三十年或更長(zhǎng)。石油平臺(tái)可看作由二部分組成，上部設(shè)施具備鉆修井、油氣開(kāi)采處理和外輸、人員住宿等或其中部分功能，下部的結(jié)構(gòu)稱(chēng)為導(dǎo)管架，是整個(gè)平臺(tái)的基礎(chǔ)，其重要性不言而喻。導(dǎo)管架常年處于惡劣的海洋環(huán)境中，嚴(yán)重的海水腐蝕時(shí)時(shí)考驗(yàn)著它們。陰極保護(hù)就是它們的守護(hù)神，應(yīng)用較廣的就是犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)，鋁合金陽(yáng)極因其性價(jià)比高而為常用，鋁鋅銦系則是其中典型的代表?！　〗陙?lái)，節(jié)能環(huán)保備受全球關(guān)注。而鋁合金陽(yáng)極從原材料生產(chǎn)到陽(yáng)極鑄造需要大量環(huán)保投入，使用期間也會(huì)排放鋅等，服役就意味著消耗，大量資源無(wú)法再生，令人可惜。外加電流陰極保護(hù)技術(shù)具有成熟可靠、資源消耗低和經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，外加電流技術(shù)在陸上等其他領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但為什么在海上平臺(tái)沒(méi)有廣泛采用呢？這得從海上平臺(tái)的特點(diǎn)說(shuō)起，由于維修難度大費(fèi)用高或根本無(wú)法維修，所以要求在很長(zhǎng)的服役年限內(nèi)無(wú)需維修，同時(shí)要求維護(hù)簡(jiǎn)單。因此，要在海上平臺(tái)得到實(shí)際應(yīng)用，還要解決幾個(gè)難題：首先，需要解決可靠性的問(wèn)題，要求裝置能夠抵御各種惡劣海況，特別是強(qiáng)臺(tái)風(fēng)的沖擊，由于一直處于波浪的作用下，要求裝置的強(qiáng)度和疲勞壽命需滿足設(shè)計(jì)年限的要求；其次，海上石油平臺(tái)集多種功能于一體，各類(lèi)裝置之間應(yīng)協(xié)調(diào)一致，不能產(chǎn)生相互干擾，因此，需要根據(jù)不同的平臺(tái)現(xiàn)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(duì)陰極保護(hù)效果進(jìn)行監(jiān)測(cè)，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(cè)精度的難題，需要有精確的數(shù)值計(jì)算作為保證；安裝技術(shù)很重要，而且費(fèi)用所占比例也相當(dāng)高。由于安裝過(guò)程幾乎不可重復(fù)，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(shí)間窗及安裝費(fèi)用。因此，外加電流在海上平臺(tái)的應(yīng)用難度非常高?！　∑脚_(tái)服役期間可能出現(xiàn)原有陰極保護(hù)系統(tǒng)不能滿足要求，或平臺(tái)服役期滿后，由于油氣田生產(chǎn)的需求需要繼續(xù)服役。因此，基于平臺(tái)陰極保護(hù)需求的特點(diǎn)，可以分為新建平臺(tái)和在役平臺(tái)兩類(lèi)。新建平臺(tái)可采用固定式外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)，而遠(yuǎn)地式和張緊式（或稱(chēng)為拉伸式）則更適用于在役平臺(tái)?！　」潭ㄊ酵饧与娏麝帢O保護(hù)系統(tǒng)，為了盡量減少輔助陽(yáng)極用量，輔助陽(yáng)極安裝在固定的支架上，所以也稱(chēng)為固定支架式，電纜布置在電纜護(hù)管內(nèi)，同時(shí)可以將陰極保護(hù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)集成在一起。為保證可靠性，需考慮導(dǎo)管架安裝時(shí)打樁和服役期間波浪對(duì)電纜護(hù)管和輔助陽(yáng)極的影響。該系統(tǒng)在導(dǎo)管架預(yù)制時(shí)安裝，很大地降低了建造成本。導(dǎo)管架安裝初期，尚無(wú)電源，因此需要設(shè)置少量犧牲陽(yáng)極，為導(dǎo)管架提供臨時(shí)陰極保護(hù)。該系統(tǒng)的重量約為犧牲陽(yáng)極系統(tǒng)的幾分之一，有利于導(dǎo)管架結(jié)構(gòu)優(yōu)化，可明顯降低導(dǎo)管架的工程造價(jià)，越是大型導(dǎo)管架降低的幅度越大?！　?duì)于已建平臺(tái)，水下安裝犧牲陽(yáng)極費(fèi)用高昂，上述固定式也因?yàn)榘惭b費(fèi)用太高，無(wú)法采用。張緊式外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)，兼具陰極保護(hù)和監(jiān)測(cè)的功能。輔助陽(yáng)極、參比電極和電纜集成于一體，稱(chēng)之為復(fù)合電纜，具有承重、供給陽(yáng)極電流和傳輸監(jiān)測(cè)信號(hào)的功能。復(fù)合電纜頂部固定在平臺(tái)的桿件上，底部固定在重力基礎(chǔ)上，并根據(jù)海況條件施加一定的預(yù)張力，使其處于張緊狀態(tài)，所以也稱(chēng)為拉伸式外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)。重力基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)和重量、復(fù)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(lái)確定，同時(shí)要保證在可能的環(huán)境條件，特別是惡劣環(huán)境條件下，復(fù)合電纜與平臺(tái)結(jié)構(gòu)件、及復(fù)合電纜之間保持一定的距離。復(fù)合纜結(jié)構(gòu)和長(zhǎng)度、重力基礎(chǔ)及張緊力之間密切相關(guān)，設(shè)計(jì)時(shí)需要統(tǒng)一考慮。因?yàn)檩o助陽(yáng)極垂直均勻布置，因此，電位分布更均勻，所需保護(hù)電流也相對(duì)較小。該系統(tǒng)的特點(diǎn)在于安裝時(shí)不需水下作業(yè)，或只需簡(jiǎn)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(tái)陰極保護(hù)系統(tǒng)延長(zhǎng)服役具有非常大的優(yōu)勢(shì)。　　遠(yuǎn)地式外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)，輔助陽(yáng)極設(shè)置在安裝于海床上的結(jié)構(gòu)物上，并于平臺(tái)保持一定的距離以滿足平臺(tái)陰極保護(hù)的要求，故稱(chēng)為遠(yuǎn)地式。正因?yàn)檫h(yuǎn)離平臺(tái)，保護(hù)電位分布就沒(méi)有上述兩種方法均勻，呈現(xiàn)底部偏負(fù)上部偏正的態(tài)勢(shì)，所需保護(hù)電流也明顯大于上述兩種方法。遠(yuǎn)地式的電纜需固定在桿件或穿入護(hù)管內(nèi)，電纜護(hù)管可有效電纜免收外力破壞，例如在冬季結(jié)冰的海域。因此，輔助陽(yáng)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(duì)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(shù)也不失為一種在役平臺(tái)陰極保護(hù)系統(tǒng)延長(zhǎng)服役好的選擇?！　『幽鲜⑹肋_(dá)防腐工程有限公司擁有國(guó)內(nèi)專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗(yàn)室和化驗(yàn)室，具有優(yōu)良的設(shè)備和精密檢測(cè)儀器 。公司已通過(guò)ISO9001、ISO14001、GB/T28001(OHSAS18001)質(zhì)量體系認(rèn)證，并在2006年取得自營(yíng)進(jìn)出口權(quán)。