設(shè)計(jì)因素

管道陰極保護(hù)可分別采用犧牲陽極法、外加電流法或兩種方法結(jié)合，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)視工程規(guī)模、土壤環(huán)境、管道防腐層質(zhì)量等因素，經(jīng)濟(jì)合理地選用。對(duì)于高溫、防腐層剝離、隔熱保溫層、、侵蝕及電解質(zhì)異常污染等特殊條件下，陰極保護(hù)可能無效或部分無效，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)給予考慮，為了使所設(shè)計(jì)的陰極保護(hù)系統(tǒng)有效，管道要滿足以下條件:

1、管道必須是電氣連續(xù)性的，對(duì)于焊接管道，這不是問題。如果管道上有承插接口，法蘭連接的閥門，要用跨接線跨接。

2、被保護(hù)的管道段必須和其他埋地管道、電纜、接地極絕緣，可采用絕緣接頭或絕緣法蘭;套管穿越時(shí)，主管和套管之間要安裝絕緣墊塊。

3、管道穿越其他管道、電纜、或埋地結(jié)構(gòu)時(shí)，其間距要大于0.4米，如果間距小于0.1米要在它們之間安裝絕緣把，以提供機(jī)械保護(hù)、防止腐蝕干擾。

設(shè)計(jì)陰極保護(hù)系統(tǒng)需要考慮的因素

給管道做陰極保護(hù)一般都會(huì)采用犧牲陽極陰極保護(hù)、外加電流陰極保護(hù)或者這兩者之間相結(jié)合使用。在施工之前的設(shè)計(jì)方案中，應(yīng)該考慮到工程的規(guī)模，施工的環(huán)境，土壤的情況，還要考慮到這條被保護(hù)管道的防腐層質(zhì)量等因素，選擇最合適最經(jīng)濟(jì)的方法。在某些特殊的環(huán)境中，有時(shí)陰極保護(hù)系統(tǒng)會(huì)失效或者部分效果不佳，所以在設(shè)計(jì)施工方案時(shí)，應(yīng)該將這些特殊環(huán)境考慮進(jìn)去，比如:周圍溫度高，管道的防腐層脫落，隔熱保溫層的情況，周圍電氣金屬設(shè)施，環(huán)境中的侵蝕情況以及周圍環(huán)境的污染等情況。

外加電流 

在外加電流陰極保護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于管道與設(shè)備的連接部位應(yīng)重點(diǎn)考慮，特別是管道與二次濾網(wǎng)、收球網(wǎng)、凝汽器相連的部位，從實(shí)際情況來看，這些部位也是腐蝕最嚴(yán)重的部位，應(yīng)該重點(diǎn)保護(hù)。在陰極保護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于該部分，建議采用獨(dú)立的恒電位儀進(jìn)行控制，使之成為一個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)，同時(shí)在特征的連接部位設(shè)置參比電極進(jìn)行檢測(cè)，以避免過保護(hù)可能引起的危害。外加電流陰極保護(hù)一般與防腐涂層聯(lián)合使用，對(duì)于較小的管道無法涂刷防腐涂層，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)海水流速及裸鋼，選取合適的保護(hù)電流密度;同時(shí)，由于在小管道中輔助陽極的電流傳輸距離較短， 在小管道保護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)管道大小并考慮到管道走向等，合理計(jì)算輔助陽極的數(shù)量，并在管道系統(tǒng)中合理布置。我們知道，管道中海水的流速不同，其對(duì)金屬材料的腐蝕速率也不同。對(duì)一般碳鋼來說，流速高，腐蝕較重，而流速小，則腐蝕較輕。這是因?yàn)樘间撛诤Ｋ械母g速度受溶解氧的擴(kuò)散速度控制，流速越大，擴(kuò)散層厚度越小，氧的極限擴(kuò)散電流密度就越大，相應(yīng)地腐蝕速度也越大。在實(shí)際中常選10CrMoAI鋼作為小管道材料，這種材料的腐蝕速度隨流速開始是緩慢增加，然后增長(zhǎng)越來越快。而對(duì)于1Crl8Ni9Ti和T，在高流速情況下，氧的供應(yīng)快速而充分，有利于表面膜的成長(zhǎng)與修復(fù)，使材料處于鈍化狀態(tài)，故流速變化對(duì)腐蝕速度影響不大，且這種情況下還不易發(fā)生點(diǎn)蝕。在陰極保護(hù)情況下，海水流速不同，所需保護(hù)電流密度也不同，這是由于流速影響了金屬材料的電極電位，要維持保護(hù)電位所需外加電流值將隨流速增大而增加。通常海水流速增加，金屬材料的腐蝕電位向正方向移動(dòng)，而在異金屬接觸腐蝕情況下，海水流速增加，可使偶對(duì)中陽極材料的腐蝕加劇。所有這些，我們?cè)谶M(jìn)行海水管道系統(tǒng)外加電流陰極保護(hù)設(shè)計(jì)時(shí)都必須加以考慮。

1、管道走向以及所處區(qū)域其他埋地設(shè)施情況、管道直徑、長(zhǎng)度、運(yùn)營時(shí)間、運(yùn)營溫度、防腐層類型、管道連續(xù)性。

2、土壤類型、電阻率地下水情況、陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)壽命。

3、對(duì)于新建系統(tǒng)，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及理論計(jì)算，確定管道系統(tǒng)需要的保護(hù)電流，大概的陰極保護(hù)站位置，然后世界測(cè)量陰極保護(hù)站的位置處的土壤電阻率，選擇地土壤電阻率點(diǎn)作為以后的陽極地床位置。

4、對(duì)于已建管道，可以進(jìn)行理論計(jì)算，也可以實(shí)地測(cè)量管道陰極保護(hù)所需要的保護(hù)電流。實(shí)際測(cè)量陰極保護(hù)電流時(shí)，可以用蓄電池或臨時(shí)的整流電源及地床給管道送電，測(cè)量管道沿線個(gè)點(diǎn)的管地電位，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定陰極保護(hù)電流及保護(hù)站位置。

5、由于犧牲陽極驅(qū)動(dòng)電壓低、輸出電流小，所以，一般只用短距離管道、且土壤電阻率低的情況下。外加電流陰極保護(hù)由于輸出可調(diào)，所以，可以用子啊大西南管道以及高土壤電阻率區(qū)。應(yīng)盡量采用外加電流陰極保護(hù)方式以取得的投資效益比。

陰極保護(hù)電流

陰極保護(hù)設(shè)計(jì)的步是計(jì)算所需電流量，對(duì)于新建結(jié)構(gòu)，可以參考類似地區(qū)一件結(jié)構(gòu)電流來計(jì)算新建結(jié)構(gòu)的電流大小，如果結(jié)構(gòu)已經(jīng)建成，可以采取通電實(shí)驗(yàn)方式實(shí)際測(cè)量達(dá)到保護(hù)點(diǎn)位所需要的電流值。電流密度是指保護(hù)單位面積所需要的電流的大小。