区域阴极保护PPT课件.ppt
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1、区域性阴极保护技术,主要内容,区域性阴极保护技术的特点系统的设计施工与运行调试干扰控制,对于在相对狭窄区域内有众多金属结构如管网、储罐、设备底座以及接地系统等的结构密集区实施阴极保护,以尽可能小的保护电流使区域内的结构获得充分而尽可能均匀的保护、并且排除或有效控制干扰、减缓屏蔽是关键,特别是对于已建结构区,主要内容,区域性阴极保护技术的特点系统的设计施工与运行调试干扰控制,阴极保护系统的设计一般原则,在系统要求的寿命期内提供完全保护:达到保护准则要求的保护水平符合有关法规要求不会对外部结构产生有害的阴、阳极干扰不会产生对结构及其涂层有害的过负电位有适当的监测系统评价达到的保护水平在通讯或信息技
2、术电路中不会引起过多电噪声保护系统各保护对象之间应设电流调控设施在杂散电流干扰区,设计应考虑减缓措施,阴极保护系统的设计安全要求,出于人身安全,阴极保护电源的开路电压不宜超过50V d.c.(超过时采取适当的安全措施);下列情况下,应考虑出现意外的可能性:邻近高压线导致感应电压和地电位升高;因电力系统故障产生电涌影响,包括击穿绝缘接头;雷击影响;运载易燃或可形成爆炸性 空气气体混合物的结构 上产生电火花;土壤电位梯度5V/m(水中3V/m) 超出时应设置警示装置并防止进入,采用下述准则之一作为保护水平的判据: a) 外加电流阴极保护时,测得的构筑物对地极化电位为-850mV或更负相对CuCuS
3、04电极,以下同,测试中应注意排除土壤中正、负电场以及IR降的影响; b) 对于透气性差的粘土中的钢构筑物的保护电位为-950mV或更负; c) 对于高电阻率(500m)的砂石质环境中的钢构筑物保护电位为-750mV或更负。最负保护电位应根据防腐层状态及环境确定,以不损坏防腐层粘结力及不造成邻近非保护体的干扰为原则,消除IR降后的最负保护电位通常不宜比-1.25V更负;储罐底板中心外保护电位应为-850mV或更负,周边保护电位在消除IR降后,应相同或略负于锌合金的电位,阴极保护准则,设计前期工作,由于密集金属结构区的复杂性,特别是已建站厂往往经过多次改造,因此设计之前的资料调研和现场勘测必不可
4、少。详细了解保护区内金属结构的布局、功能、接地面积、绝缘状况及环境的腐蚀性等。要考虑采用深井阳极或深埋阳极的可能性,必须掌握地下的地质结构、水文资料及不同深度地层的土壤电阻率等,必要时可钻试验孔实际勘测,阴极保护设计应收集的资料,a) 保护区域平面布置图; b)保护对象种类、数量、建造日期、腐蚀历史现状、 整改大修历史及相关图纸、资料; c)保护对象电连续性、与外围结构的电隔离; d) 拟保护埋地管道的防腐类型级别、技术现状; e) 拟保护储罐容量、储存介质工作温度、进出罐频 次、罐底沉积水高度; f) 拟保护储罐避雷防静电接地型式、材质及数量; g)保护区内机、泵、炉等设备接地型式、材质及数
5、量; h) 保护区外围金属结构的类型、数量;,阴极保护设计应收集的资料,I) 现有邻近阴极保护系统的布局及其运行参数; j) 可能存在的其它电干扰源; k) 危险区边界; l) 地层结构、不同深度的土壤类型及电阻率; m) 保护区地下水位、冰冻线深度、基岩深度; n) 保护区内管道地、储罐地自然电位; o) 可供选择的供电电源; p) 保护电流需求、杂散电流干扰及其它相关测试数据,阴极保护系统的设计根据设计参数预测保护电流需求,影响阴极保护电流需求的参数结构表面氧的可获得性;涂层的氧及水渗透率;结构金属表面的有效裸露面积有些情况下,依据经验综合考虑上述参数估计一个电流密度(以mA/m2表示),
6、该估计数字应包括考虑涂层劣化的裕量;估计电流密度乘以结构的总埋地面积即得出近似的电流总需求;实际上,环境特征以及结构电流密度的不确定性可能会限制该方法的应用,除非有以往类似结构的经验,阴极保护系统的设计根据现场试验确定保护电流需求,对已建结构施加临时阴极保护:测量通电点和结构上一定距离上的至少另外一点,根据结构的电位变化和所施加的电流,可以计算结构对地电阻并确定施加电流沿结构的分布和永久阴极保护装置的电流需求 必要时,对于大型结构如罐区,沿整个结构测试,获得整个结构的极化电位值,阴极保护系统的设计,保护方式,辅助阳极地床,管道截面,涂层,电源,强制电流阴极保护主要保护方式,有可靠的电源;能对周
7、围金属构筑物及外部干 线造成干扰腐蚀;合理的选择辅助阳极地床的位 置及埋设方式;符合防爆安全规定;在地质条件允许情况下,应优 先考虑采用深阳极地床;采用多组阳极地床时,控制点 的选择应有利于各组阳极的均 衡排流,单组辅助阳极地床的 工作电流不宜过大,在地面形 成的跨步电压应m ;,牺牲阳极,管道,牺牲阳极保护,小型储罐局部热点保护储罐内保护,阴极保护系统的设计强制电流阳极地床设计,所有地下结构均极化到要求的保护电位可能需要非常高的电流,高电流输出以及由此导致的阳极系统周围的土壤电位升高和结构阴极附近土壤的电位降低,会对外部结构产生杂散电流干扰;结构密集区,通常情况下的远阳极不足以对整个区域内的
8、所有金属结构提供充分保护,区域中央的金属结构通常会由于外围接地系统或邻近结构的屏蔽而保护不足;,区域阴极保护屏蔽,结构密集区阴极保护常见的问题之一是地下金属结构紧密邻近所造成的屏蔽。管道与接地系统、钢筋混凝土基础、电力系统、罐群及水管等有金属接触,流向该区域的总电流足够在土壤中产生电位梯度,导致屏蔽效应。在结构密集区的中央,屏蔽影响将达到最大。,管网,电源,地床,远地点参比电极,密集结构区中央参比电极,区域阴极保护屏蔽,由远阳极地床提供保护的密集区管网,似乎将整个结构极化到完全保护所要求电位(相对于远参比电极),如1.5V,但是如果在远地点和密集区中间测试,在该区域中的地电位差可能会有高达0.
9、8V,这样在管道和近地之间的电位可能会相当低(0.7V),低于完全保护所规定的-0.85V(CSE)。,屏蔽的减缓,当出现密集区屏蔽时,仅依靠远阳极阴极保护系统是不行的,可采用近阳极进行补充保护,使阳极周围的影响区相互充分叠加,改善整个区域内结构的保护电位,采用牺牲阳极作为接地系统有助于减轻密集区的屏蔽效应,钢筋混凝土结构,变压整流器,阳极,阳极,阳极,管道,热点阴极保护消除屏蔽,近阳极,主要用于局部热点保护,特别是密集结构区中央屏蔽,阴极保护系统的设计强制电流阳极地床设计,选择性安装单阳极(局部热点保护)可在无需同时大幅极化其它部件的情况下,对屏蔽区提供充分保护,但对于复杂场区需要大量阳极,
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