青岛雅合科技发展有限公司-阴极保护培训资料

1、第60页 共 49 页青岛雅合科技阴极保护培训资料青岛雅合科科技发展展有限公公司 技术服服务中心心阴极保护培培训资料料目 录第一部分 腐蚀原原理简介介第二部分 阴极保保护简介介第三部分 强制电电流阴极极保护系系统构成成及故障障分析第四部分 IHFF数控高高频开关关恒电位位仪及YYHS-1控制制柜操作作规程第五部分 IHFF数控高高频开关关恒电位位仪内部部结构及及工作原原理说明明第六部分 恒电位位仪参数数调整与与维修说说明第七部分 恒电位位仪常见见故障与与维修方方法第一部分 腐腐蚀原理理简介一、腐蚀的的定义 腐蚀蚀是金属属与周围围介质发发生化学学、电化化学反应应导致金金属破坏坏的过程程。 按照照

2、腐蚀原原理可分分为：化学腐蚀 定定义：指指金属表表面与非非电解质质直接发发生纯化化学作用用而引起起的破坏坏。特点：腐蚀蚀过程中中无电流流的产生生。 根据介质质的不同同它又可可分为： （11）.气气体腐蚀蚀 （22）.在在非电解解质溶液液中的腐腐蚀电化学腐蚀蚀：定义：指金金属表面面与电解解质因发发生电化化学反应应而引起起的破坏坏。特点：腐蚀蚀过程中中有电流流的产生生。二、电极电电位三、发生腐腐蚀的原原因在电解质中中，金属属的不同同部位，电电极电位位是不同同的，从从而形成成腐蚀电电池。而而电极电电位的差差异是金金属自身身或环境境状况不不同所引引起的。1.微电池池的形成成化学反应的的不均匀匀性、金金

3、属组织织的不均均匀性、表表面物理理状态的的不均匀匀性等，都都可引起起电化学学腐蚀。金属表面有有扎屑、有有划痕、受受应力。此时金属表表面形成成了无数数个微阴阴极和微微阳极，构构成了微微观腐蚀蚀电池。2.宏电池池四、腐蚀发发生的过过程金属的腐蚀蚀大多为为电化学学过程，金金属表面面与电介介质接触触，如：在大气气的环境境下，含含盐的水水蒸气，当当金属浸浸在淡水水、海水水或埋在在土壤中中时，电电介质是是含盐的的水份，形形成腐蚀蚀电池。阴、阳极在在金属表表面的分分布取决决于金属属各点的的内部结结构及外外部环境境。电极极电位较较低的为为阳极、电位较高的为阴极，电子将离开阳极向阴极移动，而位于阳极区的金属原子

4、由于失去电子而呈微带正电的离子、进入电解质。带正电的金金属离子子与周围围电介质质中的负负离子发发生反应应而形成成的腐蚀蚀产物，金金属发生生腐蚀。在阴极区，由由于存在在多余的的电子，金金属不会会发生腐腐蚀，化化学反应应在电介介质中发发生，如如（OHH）析氢五、发生腐腐蚀的必必要条件件六、腐蚀发发生的不不同类型型1管道防防腐层破破损引起起的腐蚀蚀防腐层 漏点防腐层阴极区 阳极区 阴极区阴极区 阳极区 阴极区管壁2金属成成分、构构造不同同引起的的腐蚀铜质接头（阴极）钢制管道（阳极）铜质接头（阴极）钢制管道（阳极）3 氧浓浓差引起起的腐蚀蚀在通气条件件差（氧氧含量低低）的环环境下，钢钢结构对对低电位位

5、较低。如埋设在道道路下的的管道，对对地电位位较低，为为阳极，首首先发生生腐蚀。对于大直径径管道，由由于其顶顶部相对对干燥，通通气较好好，所以以，其底底部通气气较差，较较容易发发生腐蚀蚀。4硫酸盐盐还原菌菌腐蚀当通气条件件差时（如如在黏土土中、或或潮湿环环境下），硫硫酸盐还还原菌可可能会活活跃，发发生如下下反应： 由于氢原子子不断被被消耗，需需要更多多的电子子来产生生氢原子子，因此此，腐蚀蚀加剧。腐蚀特点是是金属表表面光亮亮并伴有有臭鸡蛋蛋味。PH值对于于评价土土壤的腐腐蚀性没没有太大大意义，但但当怀疑疑有酸性性污染时时，应当当对其进进行测量量。采用用一般的的试纸就就可以满满足精度度要求。5新旧

6、管管道腐蚀蚀如果在旧管管道中换换掉上一一段新管管道，新新换的管管道要比比预期寿寿命短。旧管道（阴极）新管道（阳极）低碳钢（旧管道（阴极）新管道（阳极）-0.2VV-0.5V低碳钢（光光亮）：-0.5VV-0.8V6环境不不同引起起的腐蚀蚀管道经过不不同性质质土壤时时，将形形成腐蚀蚀电池，阳阳极段发发生腐蚀蚀。混凝土的包包裹将产产生腐蚀蚀电池，混混凝土外外面的管管道为阳阳极发生生腐蚀。7杂散电电流腐蚀蚀腐蚀干扰：由于杂杂散电流流的影响响而产生生的金属属结构电电位的波波动。杂散电流：沿规定定路径之之外的路路径流动动的电流流。杂散电流腐腐蚀：由由于杂散散电流流流动而引引起的腐腐蚀。直流电车系系统以及

7、及阴极保保护系统统经常成成为杂散散电流源源。当管管道防腐腐层较差差时，杂杂散电流流从管道道的一个个部位进进入管道道，沿管管道流动动一段距距离后，在在涂层缺缺陷处离离开管道道。在电流进入入的部位位，管道道得到保保护；在在电流离离开的部部位，管管道发生生腐蚀。第二部分 阴极保保护简介介一、阴极保保护原理理阴极保护定定义：通通过采取取措施，使使被保护护金属表表面在电电化学电电池中为为阴极而而减缓其其腐蚀的的技术。强制电流从从周围电电介质中中流向被被保护结结构表面面，使金金属表面面全部处处于阴极极状态，就就可抑制制阴极区区金属表表面电子子释放。施加的电流越大，产生的阴极极化越强，直到腐蚀原电池的阴阳电

8、极极达到等电位，消除结构表面的阳极区，腐蚀就会得到抑制。实现这一目目的有两两个途径径，即：外加电电流和牺牺牲阳极极阴极保保护。从理论上讲讲，如果果涂层是是完整、无无缺陷的的，那么么，涂层层自己就就可以完完成防腐腐任务。然然而，要要做到涂涂层无缺缺陷，实实际上是是很困难难和不经经济的。因因此，涂涂层和阴阴极保护护的结合合，999%的防防腐任务务有防腐腐层承担担、阴极极保护对对防腐层层缺陷处处进行保保护，是是最经济济、有效效的防腐腐措施。二、阴极保保护的条条件从技术可行行性上讲讲，阴极极保护必必须具备备三个使使用条件件：1、管道纵纵向连续续导电，确确保阴极极保护电电流畅通通，是阴阴极保护护的必要要

9、条件之之一。法法兰、丝丝扣部位位需要电电缆跨接接。2、具有足足够电阻阻的管道道覆盖层层。覆盖盖层的主主要作用用是隔离离土壤介介质，阻阻止形成成腐蚀电电池。覆覆盖层的的电阻愈愈大，需需要的保保护电流流愈小。3、管道与与其他非非保护构构筑物之之间电绝绝缘。电电绝缘可可以防止止阴极电电流流失失，还可可减轻电电偶腐蚀蚀，减轻轻杂散电电流干扰扰等。三、阴极保保护准则则1埋地钢钢质管道道阴极保保护准则则可采用用下列任任一项或或几项为为判据：在施加阴极极电流的的情况下下，测的的管/地地电位为为8500mv（相相对饱和和硫酸铜铜参比电电极，下下同）或或更负。注：正确解解释管/地电位位测量值值，必须须考虑测测量

10、方法法中所含含的IRR降误差差，通常常采用下下面的几几个方法法：测量或计计算IRR降；检查阴极极保护系系统以往往的性能能；评价管道道及其环环境的物物理和电电性能；确定是否否存在腐腐蚀的直直接证据据。相对饱和硫硫酸铜参参比电极极的管/地极化化电位为为8500mV或或更负管道表面与与同土壤壤接触的的稳定的的参比电电极之间间阴极极极化电位位值最小小为1000mVV。这一一准则可可以用于于极化的的建立过过程和衰衰减过程程中。2特殊条条件的考考虑对于裸钢表表面或涂涂敷不良良的管道道，在预预先的电电流排放放点（阳阳极区），确确定净电电流是从从电解质质流向管管道表面面。当土壤和水水中含有有硫酸盐盐还原菌菌，

11、且硫硫酸根的的含量大大于0.5%时时，通电电保护电电流应达达到9500mV或或更负。3最大保保护电流流的限制制应根据据覆盖层层的种类类及环境境来确定定，以不不损坏覆覆盖层的的沾结力力为准。推荐的最大大保护电电位为：石油沥青 1.550V煤焦油瓷漆漆 3.00V环氧粉末 2.00V四、牺牲阳阳极及外外加电流流阴极保保护比较较牺牲阳极外加电流不需要电源源需要电源仅用于防腐腐层好、需需要电流流小的埋埋地结构构或热点点保护。仅仅用于土土壤电阻阻率低的的环境可以用来保保护大型型甚至没没有防腐腐层的结结构,其其应用受受土壤电电阻率影影响不大大.安装简单，施施工方便便,可以以和管道道同沟埋埋设距离管道至至少

12、1000米测量电位时时，需要要测量阳阳极安装装处及两两组阳极极之间的的电位需要测量的的点可以以很少,可以在在汇流点点处进行行测量埋设点多，使使用寿命命随环境境而变化化，可能能需要更更换阳极用量较较小。开开挖工作作量少由于在每个个点的输输出都较较小,一一般不会会产生腐腐蚀干扰扰需要检测临临近结构构是否受受到腐蚀蚀干扰其输出可以以自身调调节，但但不能人人为控制制可以自动控控制管道道电位,自动控控制输出出电流,达到理理想保护护状态.电缆接头受受到阴极极保护，不不会腐蚀蚀阳极电缆连连接接头头要严格格密封,一旦与与土壤接接触，将将很快腐腐蚀断极性不会接接反需要谨慎连连接电缆缆，极性性接错将将加速腐腐蚀

13、五、牺牲阳阳极阴极极保护牺牲阳极阴阴极保护护，依靠靠外加阳阳极不断断溶解所所产生的的阴极电电流实现现阴极保保护。该该电位较较负的电电极成为为牺牲阳阳极，因因为随着着电流的的不断流流动，阳阳极材料料将不断断的消耗耗。牺牲阳极材材料所应应具备的的条件：电位足够负负，但不不宜太负负，以免免阴极区区产生析析氢反映映；阳极的极化化率要小小，电位位极点流流要输出出稳定；阳极材料的的电容量量要大；必须有高的的电流效效率；溶解均匀，容容易脱落落；材料价格低低廉，来来源充分分。常用的牺牲牲阳极材材料有三三种：镁镁和镁合合金、锌锌和锌合合金、铝铝和铝合合金：镁阳极电位位更负、极极化率小小、发电电量大，但但电流效效

14、率低，适适用于范范围大、电电阻率高高和淡水水中金属属的保护护；锌阳极要求求有缴高高的纯度度（999.9%）；铝铝是自钝钝化金属属，但通通过合金金化可以以破坏其其保护膜膜，获得得满意的的性能;铝阳极电位位较低，单单价格低低廉。铝铝是两性性金属，在在土壤介介质中，腐腐蚀产物物容易水水解成铝铝酸，加加速阳极极的自腐腐蚀，所所以在土土壤介质质中一般般不能应应用。1 牺牺牲阳极极种类的的选择通常根据土土壤电阻阻率选取取牺牲阳阳极的种种类，基基本原则则如下：阳极种类土壤电阻率率带壮镁阳极极100镁锰阳极极（1.77V）601000镁铝锌锌锰阳极极15600镁铝锌锌锰阳极极或锌阳阳极15锌阳极52 牺牺牲阳

15、极极规格的的选择根据土壤的的电阻率率和保护护寿命的的年限来来选择阳阳极的规规格型号号MAZM-重量AmmBmmCmmDmmEmm应用场合12759575200206短管，局部部保护247595753503063875957568070040.m411901108868070020400.m51410012010168070062213015012568070010.m镁带199.5100.m用用于另时时保护3 牺牺牲阳极极保护系系统的安安装牺牲阳极可可以单独独埋设，也也可以成成组埋设设（平行行管道排排列），成成组阳极极可以在在管道两两边埋设设，阳极极间隔bb为2mm.。安装步骤：安装前的检检查

16、：应应检查合合格证与与产品化化验文件件，阳极极表面严严禁油污污或其他他污染，否否则应彻彻底清除除干净。检检查阳极极电缆接接头有无无破损，否否则应重重做绝缘缘密封和和热缩。填报料进场场前应检检查有产产品合格格证。每每只阳极极的成分分、重量量要符合合设计要要求，不不允许减减料和错错装。在牺牲阳极极和填报报料组装装时，应应使阳极极基本上上处于填填报料的的中央位位置，不不能用手手感到阳阳极有偏偏位。牺牺牲阳极极与填报报料的组组装后，如如坑后应应充分湿湿润。回填土应不不含砖、石石、沙和和其他杂杂物。浇浇湿，踏踏实。六、外加电电流阴极极保护原原理外加电流阴阴极保护护，又称称为强制制电流阴阴极保护护。是利利

17、用外部部电源提提供阴极极保护电电流的阴阴极保护护技术。该方式是利利用外部部电源和和辅助阳阳极，迫迫使电流流通过辅辅助阳极极从周围围介质中中流向被被保护结结构，从从而消除除腐蚀。该阴极保护护系统由由整流电电源、地地床、参参比电极极、连接接电缆组组成。（地地床：由由多支阳阳极组成成的阴极极保护该该地极成成为地床床）。1 阴阴极保护护电源恒电电位仪恒电位仪的的要求：根据设置的的不同，它它可以恒恒电位、恒恒电压、恒恒电流输输出。可靠性高，寿寿命长，维维修简单单。输出电压、电电流可调调，具有有抗过载载、防雷雷、防干干扰、故故障保护护等功能能。输出、输入入端有过过流、防防冲击保保护装置置。在恒电位输输出的

18、状状态下，整整流电源源自动调调节输出出电压、电电流，使使管/地地电位维维持在设设定值。2 阴阴极保护护电源技技术要求求1）控制电电位误差差： 100mV2）流经参参比电极极电流： 1A3）给定电电压范围围： 033V连续续可调4）输出稳稳定值： 0输输出电压压额定值值连续可可调5）仪器供供电电压压： AC2220VV/AVV3800V10%6）效率： 90%7）功率因因数： 90%8）纹波电电压： 1%9）绝缘电电阻： 20MM10）整机机过热保保护阀值值： （800955）11）输入入对壳耐耐压： 15000V12）输入入对输出出耐压： 15000V 13）输出出对机壳壳耐压： 15000V

19、 14）工作作温度： （-2050），储存温度（-2070）15）相对对湿度： 1090%，16）大气气压力701066 Kppa17）运行行方式： 手动调调节输出出电流，恒恒电位输输出3 雅合合IHFF数控高高频开关关恒电位位仪的原原理图雅合IHFF数控高高频开关关恒电位位仪与可可控硅、磁磁饱和恒恒电位仪仪性能对对比数控高频开开关恒电电位仪可控硅、磁磁饱和恒恒电位仪仪控制方式数字控制模拟控制数据存储自动记录本本机运行行数据无无线数据 远程通通讯有无多机联网支持几乎无无限多台台恒电位位仪联网网使用少量/无可维护性模块化结构构，维护护简便必须现场维维护特征器件DSP、CCPLDD、AVVR、FF

20、LASSH、IIGBTT、MOOSFEET，快快恢复二二极管，高高频磁性性材料普通二极管管，可控控硅， 工工频变压压器效 率率90%0.9“菜单”选选择“厂家设设置”按按“确定” 依依次按下下、按按“确定”，进入入出厂参参数设置置。出厂参数设设置内容容及设置置方法电压校准采样电压：显示为为目前实实际的恒恒电位仪仪输出端端电压，即即显示数数值为恒恒电位仪仪输出、之间的的实际电电压。如如果恒电电位仪此此时已经经连接了了管道和和辅助阳阳极，则则恒电位位仪输出出、之间电电压不为为零，具具体数值值可用万万用表测测量。偏移量：用用于调整整零点。上上下箭头头直接调调整数值值。斜率：用于于调整放放大比例例。左

21、右右箭头直直接调整整数值。电流校准采样电流：显示为为目前实实际的恒恒电位仪仪输出电电流。由由于此时时恒电位位仪处于于“停止”状态，恒恒电位仪仪没有输输出，所所以，此此时正确确的显示示数值应应该为00A。偏移量：用用于调整整零点。上上下箭头头直接调调整数值值。斜率：用于于调整放放大比例例。左右右箭头直直接调整整数值。参1校准采样参比：显示为为目前实实际的恒恒电位仪仪参比输输入端实实际电位位。如果果恒电位位仪此时时已经连连接了零零位和参参比电极极，则恒恒电位仪仪零位和和参比之之间电压压不为零零，具体体数值可可用万用用表测量量。偏移量：用用于调整整零点。上上下箭头头直接调调整数值值。斜率：用于于调整

22、放放大比例例。左右右箭头直直接调整整数值。参2校准采样参比：参2用用于校准准参比电电位采样样的0点点。通过过偏移量量的调整整，应该该显示为为0。偏移量：用用于调整整零点。上上下箭头头直接调调整数值值。斜率：用于于调整放放大比例例。左右右箭头直直接调整整数值。出厂设置将“电压校校准”、“电流校校准”、“参1校校准”、“参2校校准”的偏移移量设置置为0，同同时将斜斜率设置置为1。以以便于重重新设置置参数。自动校准按“确定”，直接接更改自自动校准准设置。出出现“”时，表表明自动动校准有有效，无无“”时，表表明自动动设置无无效。注意：恒电电位仪在在进行出出厂参数数调整时时，应将将自动校校准设置置为无效

23、效；所有有恒电位位仪在工工作状态态时，自自动校准准应设置置为有效效。格式化盘用于将4MM存储器器内部的的采样数数据清除除。恒电位仪反反馈控制制参数调调整进入恒电位位仪“反馈控控制”的操作作步骤，与与进入“出厂参参数”设置相相同，操操作步骤骤如下：按“停止”“菜单”选选择“反馈控控制”按按“确定” 依依次按下下、按按“确定”，进入入反馈控控制设置置。“反馈控制制”参数调调整主要要用于在在不同负负载条件件下，在在一定范范围内调调整恒电电位仪的的反馈速速度，以以便获得得良好的的控制精精度和响响应速度度。速度度的计算算公式为为Y=AAX2+BXX+C。由由公式所所示，AA一般取取1的的数值，以以保证响

24、响应的速速度；BB一般取取1的的数值，保保证响应应的精度度；C一一般取00，防止止小输出出时的波波动。具具体数值值的选择择，应参参考出厂厂时设定定的参数数，并根根据现场场情况进进行适当当的调整整。对于“反馈馈间隔”及电压压、电流流、电位位反馈参参数中的的“采样次次数”和“平均次次数”一般不不作调整整。菜单内容如如下：反馈间隔：电流反馈电压反馈电位反馈参数设置的的方式为为，按“确定”进入相相应参数数的设置置，通过过“、”调整整数值，而而后按“确定”，结束束该参数数的设置置。恒电位仪通通讯设置置参数调调整主要用于恒恒电位仪仪RS-4855通讯地地址及通通讯校验验方式的的设置。通讯地址奇偶校验第七部

25、分 恒恒电位仪仪常见故故障与维维修方法法恒电位仪显显示与报报警不正正常液晶屏现象：面板板电源指指示灯亮亮，液晶晶屏无显显示原因：液晶晶屏坏。处理：更换换液晶屏屏。现象：液晶晶屏某些些数据显显示不正正常原因一：面面板与CCPU板板之间的的排线连连接不良良。处理：将排排线重新新插或者者更换排排线。原因二：液液晶屏坏坏。处理：更换换液晶屏屏。蜂鸣器现象：报警警时，蜂蜂鸣器不不响，报报警设置置为“开”，恒电电位仪工工作正常常。原因：蜂鸣鸣器处理：更换换蜂鸣器器。指示灯现象一：应应该亮的的指示灯灯不亮，液液晶屏有有显示，恒恒电位仪仪工作正正常。原因：指示示灯故障障。处理：更换换相应的的指示灯灯。现象二：电电源指示示灯不亮亮，液晶晶屏也无无任何显显示，恒恒电位仪仪不工作作。原因：控制制电路电电源故障障。处理；首先先，检查查电源变