埋地鋼制燃氣管道犧牲陽極陰極保護法淺析

1、埋地鋼制燃氣管道犧牲陽極陰極保護法淺析 摘要：本論文主要針對現(xiàn)代城市大管徑埋地鋼制燃氣管道敷設(shè)日益增多，管道防腐對燃氣管網(wǎng)的安全運行影響至關(guān)重要，為增強防腐效果，加快施工進度，對犧牲極陰極保護法的試樁結(jié)構(gòu)、陰極布局原則、調(diào)整測試樁布等方法進行改良。 關(guān)鍵詞：犧牲陽極陰極保護法、防腐蝕、埋地鋼制燃氣管道 燃氣能源已經(jīng)是現(xiàn)代化的城市首選的清潔能源，燃氣管網(wǎng)是保證城市良好運行的基礎(chǔ)之一，而氣管網(wǎng)敷設(shè)的質(zhì)量，是保證城鎮(zhèn)燃氣系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的根本。隨著城市燃氣耗氣量不斷增加，配套的燃氣管管徑亦隨之增大，傳統(tǒng)的pe燃氣管已經(jīng)不能滿足要求，并且由于城市地下管線錯綜復(fù)雜，施工空間有限，大管徑鋼制埋地燃氣管的使

2、用日益增多。鋼制埋地管道的防腐一直是施工難點，除了傳統(tǒng)的防腐帶、3pe防腐等，犧牲陽極陰極保護法也被廣泛使用，為了增強防腐效果，加快施工進度，通過設(shè)計與現(xiàn)場施工的不斷溝通調(diào)整，對犧牲陽極陰極保護法提出以下改良。 1、 犧牲陽極保護原理 腐蝕是指因工程材料與其周圍的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而導(dǎo)致解體的現(xiàn)象。通常這個術(shù)語用來表示金屬物質(zhì)與氧化物如氧氣等物質(zhì)發(fā)生電化學(xué)的氧化反應(yīng)。若使電化學(xué)腐蝕發(fā)生，必要的前提條件是需要構(gòu)成電流回路，以及離子的通道。因此，當(dāng)兩種不同的金屬連接在一起并浸泡在電解液中的時候，就會發(fā)生電化學(xué)腐蝕的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象被稱作原電池，兩種金屬中較活潑的一個作為陽極，被腐蝕的速度加快，而較不活

3、潑的金屬作為陰極，被腐蝕的速度減緩。 為了能夠有效的防護腐蝕，鋼鐵表面的電勢因極化而向負電勢方向推動，直到所有的表面電勢均勻為止。電勢均勻以后，電化學(xué)腐蝕反應(yīng)的驅(qū)動力就停止了。對于電化學(xué)防腐系統(tǒng)，陽極金屬材料會在鋼鐵的影響下發(fā)生腐蝕，最終需要更換陽極。 采用犧牲陽極法的主要優(yōu)點有：無需外部電源、對外界干擾少、安裝維護費用低、無需征地或占用其他建構(gòu)筑物、保護電流利用率高等，因此特別適合于城市范圍內(nèi)的埋地鋼管腐蝕。因此，城市埋地煤氣管道防腐的陰極保護宜用犧牲陽極法。當(dāng)條件許可時，也可采用強制流保護法。 2、 陰極保護方法的改進措施 在全面分析了城鎮(zhèn)燃氣埋管道近幾年來的陰極保護施工經(jīng)驗的同時，大量考

4、究城鎮(zhèn)規(guī)范和相關(guān)技術(shù)要求的前提下，為了更好的促進城鎮(zhèn)燃氣埋地管道的陰極保護，因此列出三個關(guān)于改進陽極陰極保護法的措施。 2.1針對測試樁結(jié)構(gòu)的改進 2.1測試樁結(jié)構(gòu)的改進 根據(jù)埋地鋼質(zhì)管道犧牲陽極陰極保護設(shè)計規(guī)范（sy/t0019）以下簡稱規(guī)范中的規(guī)定檢測樁是一個可以對陰極測試提供陰極性能、電位功能、輔助試片等多種功能的一種結(jié)構(gòu)，同時由于不同的管道環(huán)境，因此對其結(jié)構(gòu)提出了以下幾點要求： （1）要求測試樁結(jié)構(gòu)多安裝在市政道路下方，同時不能影響路面的交通情況，要和地面保持基本平齊。 （2）要具有操作方便的特點，要求檢測操作方便、可靠性高，同時在采集數(shù)據(jù)后還要能快速連接； （3）密封性要好，要具有良

5、好的防水性能，這樣就可以防止電接頭由于下雨天或者其它什么原因引起的地面積水的問題長期浸在水中； （4）要有不易被拆盜的特點，要具有一定的防損功能。 2.2陽極布局原則的調(diào)整 在規(guī)范中有關(guān)于管道中犧牲管道分布的規(guī)定，犧牲陽極在管道中的分布宜采用單支或集中成組兩種方式。由于長輸管道通常在郊野，陰極保護大多采用經(jīng)濟和可調(diào)的外加電流系統(tǒng)，犧牲陽極僅作為管道建設(shè)期間的臨時保護措施，或用于外加電源難以落實的荒野地段，無需考慮雜散電流的影響，故進行犧牲陽極保護設(shè)計時，為便于管理，往往采用數(shù)支陽極構(gòu)成陽極組，以減少建設(shè)和運行工作量。但是因為在城鎮(zhèn)土壤中的雜散電流是一普遍存在的問題，因此其電流腐蝕強度也會有一定

6、的區(qū)別，實測管地電位最大可達89v，這樣也就會無形中增加其通過的電流。而在這樣的作用下，最多幾個月的時間就會使一個普通鋼管穿孔，從這方面來說城鎮(zhèn)埋地燃氣管道腐蝕問題嚴(yán)重與雜散電流的問題息息相關(guān)。事實上雜散電流腐蝕，特別是典型的其是有一定的特點的，比如說開發(fā)者在檢測在挖檢測中，可以看到很多金屬光潔、這些金屬呈蹄型，清晰的邊緣、手感也相當(dāng)不錯，一般都不會有分層的現(xiàn)象，但是可以看到黑色的粉末。 在規(guī)范中也規(guī)定，管地電位較自然電位正向偏移100mv 或管道附近土壤中電位梯度大于2.5mv/m時，管道應(yīng)及時采取排流保護措施。對于城鎮(zhèn)埋地管道，雜散電流腐蝕的發(fā)生往往是隨機而變的，無論是電流方向，還是電流強

7、度，都隨外界電力設(shè)施的負載情況、地鐵軌道的絕緣情況、管道的防腐層情況而變化。從某一方面來說正是由于各種不確定因素的存在，也給日常的排除雜散電流的問題帶來了諸多的問題，同時也正是因為排除雜散電流的難，接地排流就成為最適宜的選擇。 犧牲陽級不僅具有很好的防止管道腐蝕的功能，事實上犧牲陽極的接流排流效果也是相當(dāng)明顯的。犧牲陽級排流具有適用性強，同時更為重要的是安全，操作也相當(dāng)簡單。排流效果相當(dāng)強悍，在排流的同時還能很好的管道中雜散電流的問題。因此在國內(nèi)這一種排流方法也越成為排流方法的首選。但是這種排流方法也有一定的缺點，那就是功率不夠大、保護距離還相對較短等問題。 從上面分析的來年，要提高排流效果就

8、要在陽極支數(shù)上下功夫，要盡量減少其每組的支數(shù)，同時又增加其組數(shù)，從而起到陰極電流分配的作用。事實在確定陰極組位置是不是說平均的分布就好，而是要以排流情況來確定陽級組位置的。比如說在雜散電流相對強烈的地方，就選擇單支分列，反之選擇成組分列。當(dāng)然了還要考慮到雜散電流的存在并不是規(guī)律的，因此也要考慮到一些較弱的地方要怎么排放，從原則上說盡量以每組不超過2支為宜。而對于一些金屬建筑物相對較多的地方，建議選擇多支陽極分散布置的方法。 2.3測試樁布局原則 同規(guī)范中的相關(guān)規(guī)定，要在兩組犧牲陽級管段設(shè)立測試樁，這個測試樁的間距不能超過500m。同時考慮到復(fù)雜多變的管道周邊環(huán)境，普遍存在的雜散電流干擾問題，另

9、外，燃氣埋地管道閥門、上升立管等地方管件多，兩組陽級之間都會有很多管件，而只要通過密間隔電法就可以檢測出電位之間的管件了，所以單設(shè)檢測樁就顯得很沒有必要。再者，為了更好的促進陽極工作，及時的分析操作中出現(xiàn)失效的原因，就應(yīng)該檢測陽極、管道的連接是否合理。在規(guī)范也也有規(guī)定，如果排流方式選擇接地排流的話，那么就要拆卸式連接，而這里的檢測樁事實上應(yīng)該說就起到這樣的效果了。 3、 結(jié)論 在城鎮(zhèn)埋地燃氣管道中最合理，最經(jīng)濟的一種防腐蝕方法應(yīng)該是陰極保護、管道外防腐蝕絕緣層的完美結(jié)合。同時由于防腐蝕層在生產(chǎn)到管道安裝中由于各原因的影響，因此不可能完全不被損壞，破壞，因此建議在選擇防腐蝕絕緣層面時要盡量選擇吸水性好的、透氣性好的，同時因為土壤溶液具有吸水老化腐蝕的作用，因此就需要與陰極保護的結(jié)合，才能更好的保證其防腐蝕效果。作為一種常見的電氣學(xué)方法，陰極保護不僅可起到很好的防腐蝕作用，同時也可以更好的保護金屬體的均勻性，從根本上防止腐蝕電池的問題。不管是在防護新管還是舊燃氣管道改造中，應(yīng)該說這種陰極保護都