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故障排除阴极保护系统和功能系统

通过马哈茂德·Elmahdy
发布日期:2021年1月4日 |最后更新:2021年2月8日
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为保证地下或水下金属结构的腐蚀控制,必须定期对应用的阴极保护系统进行功能测试和故障排除。

来源:Mishumarin / Dreamstime.com

阴极保护是一个腐蚀控制用于减轻地下或水下金属结构腐蚀的技术。阴极保护系统有两种类型:外加电流阳极电,根据防护结构的性能和要求进行选择。(简单介绍一下,请看视频:阴极保护在2分钟平坦,或阅读这篇文章基本的天主教保护.)

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为了保证地下或水下金属结构的腐蚀控制,必须进行充分的阴极保护。因此,需要对应用的阴极保护系统进行定期的功能测试和故障排除,以确保系统的正确运行。

这里我们将讨论阴极保护系统的功能测试和故障排除。

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典型的电偶牺牲阳极系统。

图1所示。典型的电偶牺牲阳极系统。

典型外加电流系统。

图2.典型的内容印象系统。

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功能测试vs.故障排除

功能测试是确保任何系统正确运行所需要的测试。在此测试中,对系统或其组成部分的主要功能进行检查,并在出现故障时进行故障排除。一个彻底和明确定义的清单应在进行测试时使用。

排除任何系统的故障是如何发现任何组件的故障,允许对所有组件进行维护和开发这样做的程序。

阴极保护系统功能测试

阴极保护系统的功能是极化被保护的结构有一定的潜力,比它原有的更消极。为了确保对任何结构有足够的阴极保护,极化电位(潜在)的结构应测量和比较某一标准,-850 mv的碳钢与铜/硫酸铜(Cu/CuSO)4参比电极.阴极保护标准因金属类型和材质不同而不同土壤电阻率.(相关阅读:阴极保护电位测量的实用技术.)

测量受保护结构的潜力所需的工具有:

  • 具有高内阻的直流电压表
  • 铜/硫酸铜参比电极
  • 导联线

测量被保护结构的潜力可以通过以下步骤进行:

  1. 从受保护的结构尽可能地将参考电极定位,以便最小化IR降在土壤中。
  2. 在参考电极和直流电压表负极之间连接引线。
  3. 连接保护结构与直流电压表正极之间的引线。
  4. 通过电流断续器立即断开阴极保护系统的电源,测量被保护结构的电位。

如果测量的电势大于碳钢的- 850mv,则阴极保护系统出现故障。因此,对阴极保护系统进行故障排除是必要的。

阴极保护系统故障处理

对阴极保护系统的每个部件进行故障排除,其中包括:

  • 外加电流阴极保护的电源
  • 直流电缆
  • 地床
  • 保护结构

图1所示。阴极保护站。

图3。阴极保护站。(来源:Shimkovich斯维特拉娜/ Dreamstime.com)

变压器整流器故障处理

虽然有几种类型的能源,如热电发电机,太阳能,风力发电机,发动机驱动发电机,电池或燃料电池变压器整流器是阴极保护应用中最常用的电源。

变压器整流器的主要组成部分有:

  • 整流箱或整流板
  • 交流电路-交流端子,交流断路器,交流保险丝和交流防雷
  • 电力变压器
  • 整流电路-全波桥、直流保险丝、直流浪涌保护和直流输出端子
  • 带分流器的直流电流表和电压表

正常情况下,变压器整流器的故障来源可能是交流电路、直流电路或整流电路。为了确定变压器整流故障的来源,应该用便携式测量直流输出万用表.当故障发生时,变压器整流器的直流输出可能是下列之一:

正常电压,零电流
在这种情况下,麻烦在整流器外部的直流电路中,这是直流电缆,正或负或阳极(阳极本身或拼接套件)。

0-2电压,零电流
在这种情况下,问题是在交流电源或整流电路。

0.5正常电压,0.5正常电流
在这种情况下,问题在于交流电源或二极管本身。

注意,在单相电源的情况下,正常电压被认为是二次侧电压的近15%。

DC电缆故障排除

直流电缆用于连接变压器整流直流输出端子和两端的正极电缆,以及保护结构的负极电缆。直流电缆的故障来源是它们的不连续,这可能是由于它们所埋的土壤中的机械应力。如前所述,当变压器整流输出电压在正常范围内,没有输出电流时,直流电缆要用交流电压表测量其电阻来检查。

如果正电缆是故障的来源,它的电阻是非常高的,而负电缆的电阻等于测试引线电阻和负电缆电阻的总和。

如果负电缆是故障的来源,它的电阻是非常高的,而正电缆的电阻等于测试引线电阻和正电缆的电阻之和。

故障排除地床

地床由一个或多个阳极通过接头组件或阳极接线盒连接到主正极电缆。地床的故障来源可能是在阳极尾部,阳极连接或阳极本身。

通常,阳极的电阻随着时间而增加,这是由于腐蚀和它们与土壤的相互作用,在土壤表面可能形成被动气体层,就像高硅铸铁阳极在富含氯的土壤中的方式一样。阳极的电阻也可能是由于土壤的干燥,这是覆盖在周围的阳极碳质回填

深井阳极地床。

图4。深井阳极地床。

检查地床应在变压器整流输出电压正常、无电流、直流正负极状态良好时进行。万一发生故障,地床的电阻是很高的。确定地床电阻后,将测量值与设计值和以前的记录值进行比较。

处理受保护结构

当变压器输出电压、电流正常,但保护结构上未达到阴极保护判据时,可能是故障来源异常涂层恶化特区杂散电流屏蔽,铁路和十字路口套管短路,或电气隔离短路。(进一步阅读,请参阅杂散电流腐蚀及预防措施.)

为了评价管道的涂覆条件或涂覆效率,需要在管道沿线进行现场调查。这可能包括皮尔森调查或者直流电压梯度测量.如有需要,可对涂层进行修补。(相关阅读:在进行管道关闭区间调查时及时有效的报告的好处.)

阴极保护屏蔽可能是由于管道路线的混凝土块的存在。由于这些块,阴极保护电流无法有效地达到保护的结构表面,结果,未达到阴极保护的标准。在这种情况下,删除这些块是必须可用的,但如果没有,则应使用电流阳极来确保足够的阴极保护系统。

在任何套管管道前后均应测量阴极保护电流,以确定主管道与套管管道之间是否存在缺陷。

隔离套件也可能进行短缺和维修或更换的测试。沿着管道路线进行直流干扰调查,以便也能确定任何杂散电流问题。(有关杂散电流的更多信息,请阅读埋地管道的交流腐蚀.)

定期检查阴极保护系统应按照一定的程序和时间表进行。所有的检查数据都要记录下来,并用于帮助排除故障。

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写的马哈茂德·Elmahdy|高级阴极保护工程师

Mahmoud Elmahdy的头像
高级阴极保护工程师,对所有腐蚀分支都感兴趣。我想成为一名在腐蚀管理方面有丰富经验的阴极保护专家。

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