長距離埋地管道外加電流陰極保護施工技術(shù)

1、長距離埋地管道外加電流陰極保護施工技術(shù)長距離埋地管道外加電流陰極保護施工技術(shù)大綱,外加電流陰極保護作為控制管道腐化的一種電化學(xué)方法,是延長管道使用壽命和增加管道安全的保證。本文主要介紹了外加電流的陰極保護原理、陰極保護的方法、輔助陽極的選擇與計算,各項參數(shù)的測試過程等問題,讓讀者能夠?qū)﹂L距離埋管道外加電流陰極保護技術(shù)有個比較清楚的認識。要點詞,埋地管道,外加電流,陰極,陽極,施工技術(shù)中圖分類號,TU74文件表記碼,A文章編號,隨著我國經(jīng)濟發(fā)展和城市化進度的加速,各種長距離輸送管道迅速增加。長距離管道輸送因其運營成本廉價、不占用交通資源、節(jié)能環(huán)保等特點在能源、電力、建材的多個領(lǐng)域獲得寬泛應(yīng)用。長

2、距離輸送管道因其壓力特點寬泛采用螺旋焊接與直縫焊接收,該鋼管擁有強度高、可靠性高、適應(yīng)性強等優(yōu)點,但耐腐化性差,使用壽命一般不高出25年。為延長鋼管壽命目前主要采用的防腐方法為外加電流陰極保護。陰極保護原理1所謂的外加電流陰極保護,既是一種控制金屬電化學(xué)腐化的保護方法,也是一種基于電化學(xué)腐化原理而發(fā)展的一種電化學(xué)保護技術(shù)。在由陰極保護系統(tǒng)構(gòu)成的電池中,氧化反應(yīng)多集中發(fā)生在陽極上,從而控制住作為陰極的被保護金屬的腐化。由外電路向金屬通入電子,以供去極化劑還原反應(yīng)所需,從而使金屬氧化反應(yīng),失電子反應(yīng),碰到控制。當金屬氧化反應(yīng)速度降低到零時,金屬表面只發(fā)生去極化劑陰極反應(yīng)。理解陰極保護原理能夠從電極

3、反應(yīng)、極化反應(yīng)等諸方面進行。1.1電極反應(yīng)方面選擇任意構(gòu)成的電化學(xué)電池,其低電位的一端為電池的陽極,以發(fā)生氧化反應(yīng)為主要特點,高電位的另一端為陰極,以發(fā)生還原反應(yīng)為主要特點。由于電池的陽極和陰極之間存在著電位差,外面電連接的陽極和陰極之間將有電流流過電池,從而加速了陽極一端的腐化,同時控制陰極的腐化,使陰極金屬獲得陰極保護。1.2極化反應(yīng)方面依照混雜電位的理論,金屬表面上局部陽極和局部陰極經(jīng)過各自的極化而匯聚至一個共同的混雜電位,即金屬的自腐化電位Ecorr,此時局部陽極的氧化反應(yīng)速度與局部陰極的還原反應(yīng)速度相等,即等于金屬的自腐化電流icorr。當陰極極化至任意電位時的外加電流,都與此時極化

4、后的局部陰2極的還原反應(yīng)電流與局部陽極氧化反應(yīng)的電流之差相等。當陰極極化使金屬電極電位負移至局部陽極反應(yīng)的平穩(wěn)電位Ee,a時,外加極化電流幾乎就等于局部陰極電流,由于此時的局部陽極電流已可予以忽略不計,自然此時鐵上腐化也就被完好抑阻了,即獲得了完好陰極保護。陰極保護方法及其應(yīng)用為了實現(xiàn)陰極保護,我們能夠采用外加電流和犧牲陽極等兩種方法來實現(xiàn)目的。兩種方法的保護原理相同,可是供應(yīng)陰極電流的方式不相同,且由此衍生出的設(shè)備裝置和技術(shù)要求都有很大不相同。2.1外加電流法陰極保護外加電流陰極保護的方法是經(jīng)過外加直流電源以及輔助陽極,迫使電流從土壤中流向被保護金屬,使被保護金屬結(jié)構(gòu)電位低于周圍環(huán)境來實現(xiàn)的

5、。外加電流陰極保護主要應(yīng)用于保護大型或處于高土壤電阻率土壤中的金屬結(jié)構(gòu),比方,長輸埋地管道,大型罐群等。2.2犧牲陽極的陰極保護該方法是將電位更負的金屬與被保護金屬連接,并處于同一電解質(zhì)中,使該金屬上的電子轉(zhuǎn)移到被保護金屬上去,使整個被保護金屬處于一個較負的相同的電位下。目前,電化學(xué)保護發(fā)出應(yīng)用除海水或河流中鋼鐵設(shè)備的保護外,還應(yīng)用于防范電纜、石油管道、地下設(shè)備和化工設(shè)備等的腐化。3犧牲陽極埋設(shè)有立式和臥式兩種,埋設(shè)地址分軸向和徑向,其在管道的分布宜采用單支或集中成組兩種方式。陽極與管道的距離,一般情況下陽極埋設(shè)地址應(yīng)距管道3,5,最小不宜小于0.3,成組埋設(shè)時,陽極間距以2,3,為宜。輔助陽

6、極的選擇與計算3.1陽極地址的選擇與考慮因素由于陽極地址的選擇直接關(guān)系著陰極保護的收效,因此輔助陽極在陰極保護系統(tǒng)中的作用是不必置疑的。平時情況下,管道干線陰極保護只有一組陽極地床,且它與管道的垂直距離都在數(shù)百米以上,同時與管道之間也沒有障蔽物體。因站區(qū)內(nèi)保護體很多,分布范圍較小,使地域性的陰極保護較為復(fù)雜的,若要減少被保護體之間的相互障蔽,使被保護體的電位能夠平均分布,就必定設(shè)多組陽極,而陽極的地址重要性也突顯出來。在已經(jīng)運行的站區(qū)陰極保護系統(tǒng)中,曾有過因選位存在無法戰(zhàn)勝的問題,令有的陽極床到此刻未能投入運行。因此,在設(shè)計過程中,不但要考慮保護體間的障蔽及電位均衡問題,而且還應(yīng)試慮保護體的絕

7、緣情況,應(yīng)進行模擬實驗后,經(jīng)過計算來確定輔助陽極的地址。在陰極保護選定的同時應(yīng)在預(yù)選站址與管道的一側(cè)選擇陽極安裝的地址,其考慮的因素主要有,?地下水位較高或商場低洼處,?土層厚,無塊石,便于施工,?土壤電阻率小于50歐姆米,?對周邊的地下金屬修筑物攪亂小,陽極4地床與被保護管道之間不得有其他埋地金屬管道,?考慮陽極周邊低于近期發(fā)展規(guī)劃防范重復(fù)遷居。3.2陽極數(shù)量與接地電阻大體有60%的陰極保護電能要耗資在陽極接地電阻上,因此陽極資料的選擇和埋設(shè)方式,以及場所的選擇,都對減少電阻節(jié)約電能都是至關(guān)重要的。首要考慮所選擇的陽極資料必定有優(yōu)異的導(dǎo)電性能,能夠在于與土壤或地下水接觸時產(chǎn)生牢固的接地電阻,

8、就算是在高電流密度下,有能夠表面極化較小,化學(xué)牢固性好,在惡劣環(huán)境中腐化率小,有必然的機械輕度并便于加工和安裝。陽極數(shù)量與接地電阻成反比關(guān)系。在必然范圍內(nèi)增加陽極支數(shù)會起到降低接地電阻的作用。但是由于陰極的障蔽效應(yīng),經(jīng)常增加很多陽極,而降低電阻卻很少。數(shù)值陽極接地電阻計算公式多支豎直陽極接地電阻計算公式陰極保護主要參數(shù)及測量4.1陰極保護參數(shù)自然電位,自然電位會隨著金屬結(jié)構(gòu)的材質(zhì)、表面情況以及土質(zhì)的情況、含水量等因素不相同而異,一般有涂層埋地管道的自然點在之間在雨季土壤濕潤時,自5然電位會篇幅,一般取平均值0.55V最小保護電位,一般認為,金屬在電解質(zhì)溶液中,計劃電位達到陽極區(qū)的開路電位,就能

9、夠達到完好保護。最大保護電位,保護電位不是越低越好,是有限度的,因此必定將電位控制在比析出氫氣電位稍高的電位支,此點位成為最大保護電位。-0.85-1.2v之間。最小保護電流密度,使金屬腐化下降到最低程度或停止時所需要的保護電流密度,稱為最小保護電流密度,統(tǒng)稱為10-30Ma/m2瞬中斷電電位,在切斷被保護結(jié)構(gòu)的外加電源或犧牲陽極0.20.5秒鐘內(nèi)讀取的結(jié)構(gòu)對地電位。4.2陰極保護參數(shù)的測量,近間距電位,本方法適用于對管道陰極保護的有效性進行全面的議論。本方法能夠測得管道沿線的通電電位和斷電電位,結(jié)合直流電位梯度法,能夠全面議論管道的保護情況和查找防腐破壞點。本方法不適用于保護電流不能夠同步中斷的管道,以及破壞點位于電解質(zhì)接觸位于電解質(zhì)接觸的管段。應(yīng)用模范陰極保護行業(yè)在國內(nèi)的發(fā)展已日趨成熟,隨著行業(yè)及國家標準的日趨完滿,陰極保護專業(yè)技術(shù)與實質(zhì)性能也越來越被長輸管線、及儲油罐大型項目的投資者所喜歡,過去投資6過的項目經(jīng)過幾年的檢測與評估確實達到了優(yōu)異的收效。怎樣做到投資與收效一致,必定做到設(shè)計現(xiàn)場實質(zhì)測量察看且選擇有名度較高、技術(shù)過硬的陰極保護廠家。我公司的阿根廷鐵礦長距離精粉輸送管道中采用了此項施工