阴极保护的电气测量66张中文校好版.ppt

管道阴极保护 (四)— 阴极保护的电气测量 王 元 教授 西南石油大学石油工程学院 概述 (1) 电气测量的目的是判定管道阴极保护的水平；以及保护设备的运行状态;并评估涂层针孔的发展情况；以及与外部结构之间的相互影响情况。 概述 (2) 通过检测管道的电势、电流和电阻这样一些电气参数，我们就能够深入了解管道保护的物理意义和化学反应情况。以便我们能够及时地采取必要的措施，以减轻或消除管道的腐蚀，并延长它的寿命。 概述 (3) 本章将描述测量电势、电流和电阻的方法和步骤(程序)。它们将保证阴极保护系统的成功试运行；以及管道投产后的正常运行。 目的（1）? 完成本章的学习你将能够： 1. 掌握CP电势值的测量方法； 2. 掌握影响CP断开电势值的因素； 3. 掌握CP电流值的测量方法； 4. 掌握CP接地电阻值的测量方法； 目的（2）? 5. 掌握电势的测量方法； 6. 在有外部管道的情况下,掌握它们相互电气干扰的测量方法； 7. 掌握绝缘接头的电势的测量方法。 概 述 (1) 对埋地管道进行现场巡检时,可以使用各种检测、测试方法和技术。 阴极保护电气管道的巡检内容一般有： 1.电势巡检:管道与环境之间的电势测量; 2.管道电流巡检:流经管道的电流测量; 概 述 (2) 3.?接地电阻的测量； 4. 管道与金属结构之间相互影响的测量； 5. 绝缘接头的电势测量； 概 述 (3) 在本章我们将讨论现场使用的典型测量设备，以及所进行的这些现场测试程序(步骤、过程)。这些测试程序将与巡检方法一起加以使用，来评估管道和阴极保护（CP）的状态；以及CP设备的运行状况。 1. 管道-土壤间电势的测量 （1） 通过与管道连接的测试桩把一个电压表和硫酸铜参考电极（CSE）串连后，再与管道周围的土壤紧密接触就形成一个回路。这种电势测量是腐蚀巡检中，最经常进行的电势测量。对沿着管道的每个测试桩都将进行这一电势值的测量。其目的是检查管道阴极保护的水平。见下图4-1。 1.管道-土壤间电势的测量 （2） 一般地说，该电势的读数比-0.85V更负则表明管道的保护水平是满意的。相反，如果任何一个测试桩的测试电势比-0.85V更正，此管道的间隔中，测试桩两端的管道都处于保护不足的状态。 1.管道-土壤间电势的测量 （3） 这时，应当提高变压整流器的输出电压值，直到相对于硫酸铜参考电极的电势值比-0.85V 更负为止。 1.1. 管道对土壤的接通电势测量 （1） 事先用水湿润埋地管道上方的土壤，再把一个铜/硫酸铜参考电极尽可能放置到埋地管道的上方土壤中，从而完成接通CP条件下，管道对土壤的电势值测量。 1.1. 管道对土壤的接通电势测量 （2） 参考电极的正接线电缆应当接与电压表的正极端子相连接；来自管道测试桩的电缆应当接到电压表的负极端子上。 1.1. 管道对土壤的接通电势测量 （3） 此时，电压表上的读数就是管道对土壤的、CP接通时的电势测量值。它是一个关于参考电极的、用单位伏特，或毫伏特表示的负值。它就是管道对土壤的电势值。 1.2. 管道对土壤的断开电势测量 （1） 当CP保护电流流过一个已极化的界面后，立刻切断电流。此时测量到的电势值就是CP断开时管道与土壤（极化界面）间的电势值。这是因为穿过该极化界面的电势差的变化比穿过一个电阻时的电势降（也就是IR降）的变化要慢的多。 1.2. 管道对土壤的断开电势测量 （1-1) 阴极极化 阴极的极化：由于电流通（穿）过电极和电解液之间的界面，而在激活（负的）方向上，使阴极出现的电势变化。一般地说，穿过该极化界面的电势差的变化，比穿过一个电阻时的电势降（也就是IR降）的变化要慢的多。因此，我们可以通过断开阴极电流的方法测量管道对土壤的电势。 1.2. 管道对土壤的断开电势测量 （1-2) 瞬时断开电势：同时断开所有阴极保护电源后，立刻测量出的管道与土壤之间的电势。 1.2. 管道对土壤的断开电势测量 （2） 所以先通电，紧接着就断电，此时，由于电阻产生的电势差很快就溃散（消逝）了。测量得到的电势值就是管道对土壤的断开电势。 1.2. 管道对土壤的断开电势测量 （3） 因此，在保护电流同时被切断之后，如果立刻就测量管道/土壤之间的电势。就获得了极化界面之间，断开电势的读数。这个读数也是一个阴极保护程度的指标。它能够指出：在目前所采取的CP方法下，管道是否已经获得了良好的保护。 1.2. 管道对土壤的断开电势测量 （4） 穿过界面的电势差的衰减速度取决于诸如土壤的特性（如土壤电导率等等）、CP保护结构已被极化的时间长短（也就是阴极保护已经操作的时间长短）等这些因素。 1.2 管道对