天然气管道阴极保护.pptxVIP

管道阴极保护;管 道 腐 蚀;针对油气田环境，常用的金属防腐蚀技术：; ;;1、金属腐蚀的定义及腐蚀影响;埋地钢制输气管道锈蚀;定义：指金属表面与非电解质直接发生纯化 学作用而引起的破坏。 特点：腐蚀过程中无电流的产生。 ;;电化学腐蚀是金属的腐蚀中最普遍、也是最重要的一种类型。钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀的最常见的一种。 在潮湿的空气中，钢铁表面会吸附一层薄薄的水膜。如果这层水膜呈较强酸性时，H+得电子析出氢气，这种电化学腐蚀称为析氢腐蚀；如果这层水膜呈弱酸性或中性时，能溶解较多氧气，此时O2得电子而析出OH—，这种电化学腐蚀称为吸氧腐蚀。;电化学腐蚀的分类电化学腐蚀的分类 电化学腐蚀的分类 电化学腐蚀的分类 电化学腐蚀的分类 ;项目;;;;阴极保护原理;为了使金属构筑物得到完全保护，即没有腐蚀电流从其上流出，就需进一步将阴极极化到使总电位降至等于阳极的初始电位EAO，此时外加的保护电流值为IP。此时的极化作用已使原来腐蚀电池的微电池作用完全受到抑制。; （一）牺牲阳极保护 1、牺牲阳极保护原理（原电池原理） 在腐蚀电池中，阳极腐蚀，阴极不腐蚀。根据这一原理，把某种电极电位比较负的金属材料与电极电位比较正的被保护金属构筑物相连接，依靠电位比较负的金属不断腐蚀溶解所产生的电流来保护输气管道，使被保护金属构筑物成为腐蚀电池中阴极而实现保护的方法称为牺牲阳极阴极保护。 ;;为了达到有效保护，牺牲阳极不仅在开路状态（牺牲阳极与被保护金属之间的电路未接通）有足够负的开路电位（即自然腐蚀电位），而且在闭路状态（电路接通后）有足够的闭路电位（即工作电位）。这样，在工作时可保持足够的驱动电压。驱动电压指牺牲阳极的闭路电位与金属构筑物阴极极化后的电位两者之差，亦称为有效电压。 ; （一）牺牲阳极保护 2、牺牲阳极组成 牺牲阳极保护系统的组成有：土壤中，牺牲阳极阴极保护系统主要有牺牲阳极、填包料、和测试桩组成。水环境中，除导线连接外，牺牲阳极也可直接焊接到被保护结构上。; （一）牺牲阳极保护 3、牺牲阳极种类 阳极随着流出的电流而逐渐消耗，所以称为牺牲阳极，这种阳极消耗快，安设位置及方法必须便于更换。 埋地管道牺牲阳极法牺牲阳极：由电位较负的金属材料制成，当它与被保护的管道连接时，自身发生优先离解，从而抑制了管道的腐蚀，故称为牺牲阳极。牺牲阳极应有足够负的稳定电位，以保持足够大的驱动电压：同时有较大的理论发生电量，还要有高而稳定的电流效率。; （一）牺牲阳极保护 3、牺牲阳极种类 在生产实际中，现在能作为牺牲阳极材料的只有Al、Mg、Zn及其合金。 镁合金牺牲阳极主要应用于高电阻率的土壤环境中。铝合金和锌合金主要用于水环境介质中。 ;镁合金牺牲阳极;所需保护电流 I 的计算;土壤电阻率 ;牺牲阳极阴极保护设计;牺牲阳极阴极保护设计;牺牲阳极阴极保护设计;★ 长输管道的牺牲阳极阴极保护实例; （一）牺牲阳极保护 4、牺牲阳极主要应用 牺牲阳极主要应用于土壤电阻率低的环境及城市燃气钢制埋地管道和区域性设施。 ; （二）外加电流阴极保护 1、外加电流阴极保护（电解池原理） 外加电流阴极保护是通过外加直流电源以及辅助阳极，是给金属输气管道补充大量的电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位，使被保护金属结构电位低于周围环境。 ;外加电流阴极保护示意图; ;外加电流阴极保护设计;浅埋阳极床的安装和布置; （二）外加电流阴极保护 3、直流电源系统组成（恒定电位仪）及类型 电源的作用是向阴极保护系统不间断提供电流。电源主要有恒流、恒压整流器、恒电位仪。 ;外加电流设备; （二）外加电流阴极保护 恒电位仪的功能： 恒电位仪可以在无人值守的情况下，自动调节输出电流和电压，使管道阴极保护通电点电位恒定在控制电位范围内，达到最佳保护效果。 ; （二）外加电流阴极保护 4、常用辅助阳极（阳极地床）及作用 辅助阳极根据有废钢、硅铁、石墨、混合氧化物阳极、柔性阳极、贵金属电极等。 ; （二）外加电流阴极保护 辅助阳极： 辅助阳极又称接地地床，阳极床，它与恒电位仪的正极相连，组成闭合回路，主要用于传导电流。 辅助阳极的作用是通过介质(如土壤、水)与管道之间形成电回路。通过在阳极表面发生电化学反应，不断向阴极结构提供电子，从而使阴极极化到保护电位。 ; （二）外加电流阴极保护 5、外加电流阴极保护应用 该方式主要用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构，如：长输埋地管道，大型罐群底座等。 ;; 长输管道阴极保护系统主要由场站电源设备、恒定电位仪、长效型辅助阳极地床、控制台、硫酸铜参比电极、进出站绝缘接头、埋地型火花间隙避雷器、绝缘测试桩、管线电流测