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陰極保護在埋地天燃氣管道中的應用
作者:huanloon  來源:本站  發表時間:2017-2-11 12:41:08  點擊:605
摘要:天然氣管線在施工及運行過程中防腐層產生破損在所難免,導致管材與土壤電位存在差異,產生電化學腐蝕,因此管網應采取防止電化學腐蝕的措施——陰極保護法。埋地防腐管線在確保防腐層質量良好、施工及運行中防止破損外,犧牲陽極的保護是必不可少的。關鍵詞:犧牲陽極;陰極保護;施工方法
    1 工作原理
    在土壤等電解質環境中,犧牲陽極因其電極電位比被保護體的電位更負,當與被保護體連接后將優先腐蝕溶解,釋放出的電子在被保護體表面發生陰極還原反應,抑制了被保護體的陽極溶解過程,從而對被保護體提供了有效的陰極保護。
    2犧牲陽極的主要特點
    (1)適用范圍廣,尤其適用于中短距離和復雜的管網。
    (2)陽極輸出電流小,發生陰極剝離的可能性小。
    (3)隨管道安裝一起施工時,工程量較小。運行期問,維護工作簡單。
    (4)陽極輸出電流不能調節,可控性較小。
    (5)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)筑物,保護電流利用率高。
    3犧牲陽極的作用
    (1)防止防腐層破損處的腐蝕,也就是對被保護鋼管進行陰極極化,將其電位轉移到保護電位,使鋼管上所有的防腐層破損點都呈現陰極傾向。
    (2)判斷鋼管是否有腐蝕危險,即在管線沿線隔一定距離設置檢測樁,定期測試管地電位以檢測管線防腐層是否存在破損并遭到腐蝕。如果存在腐蝕就應采取措施,將管線的穿孔泄露問題消滅在萌芽中。
    4犧牲陽極的設計與施工方法
    4.1犧牲陽極的設計
    (1)電防護法在選用時應符合以下要求:當土壤電阻率>100~2·m時不宜使用犧牲陽極犧牲陽極的使用壽命與天然氣管道相匹配,一般為15a左右;所有被保護的埋地鋼質管道應根據需要設置絕緣接頭或絕緣法蘭。
    (2)采用犧牲陽極法時,選用陽極的保護準則為:相對硫酸銅參比電極的陰極極化電位應達到一0.85V或更負;管道表面與接觸電解質的穩定飽和銅/硫酸銅參比電極之問的陰極極化電位差值最小為100mV。
    (3)通常根據土壤電阻率選取犧牲陽極的種類(見表1),根據保護電流的大小選取陽極的規格。
    (4)犧牲陽極的埋設分為軸向和徑向,埋設位置與被保護的燃氣管道的距離宜為3~5m,但不宜小于一0.3m;埋設深度在冰凍線以下,且埋設在潮濕的土壤中;埋沒形式可采用立式或臥式。在陽極與被保護管道之間,嚴禁沒置其他金屬構筑物。
    (5)犧牲陽極檢測樁、檢測頭在設置時應符合下列要求:犧牲陽極的陰極保護測試系統應能提供被保護體的自然電位、陽極性能、保護電位的功能;檢測樁、檢測頭宜沒置在燃氣主干管沿線;宜每五組犧牲陽極或至少lkm處設置1個檢測樁;檢測樁應設置在兩組犧牲陽極的管段中間部位,且宜安裝在管道沿線中土壤腐蝕性強、濕度大、地下水位高或管道絕緣防腐層薄弱的地點;宜在每個檢測樁附近設置1個檢i受0頭。
    (6)設置檢測樁和檢測頭的目的:檢測樁是為了監測犧牲陽極裝置的保護電位。檢測頭是為了檢測、掌握陰極保護系統運行后管道被保護狀態。
    4.2犧牲陽極的施工要求
    (1)陽極的埋設:填包料要按比例調拌均勻,不得混入泥土等雜物,裝入?300mm×1000mm的棉或麻布袋中,將經過鐵砂紙打光及表面清潔處理的陽極及時插入填包料中心位置并壓實,此時填包料的厚度不得小于50mm,且厚薄均勻、密實;包外用鐵線纏繞綁實平臥或豎直埋設在管道側邊的2~3m處,埋深應與管道埋深相同,并要在冰凍線以下,用細原土分層澆水濕潤后回填土。
   (2)所有的電纜與陽極、銅鼻子、管道、加強板的連接采用錫焊(分線盒內的連接除外),焊接前都要剝去防腐絕緣層,清潔、打磨光焊接處;在焊接處及電纜的外裸部位必須做好絕緣防腐處理;電纜加PVC保護套管松緩自然埋設,埋深與管道埋深相同。
    (3)在防護罩內的電纜要有0.8m左右的冗余長度(電纜冗余部分不加PVC保護套管),以便將分線盒提出地面以檢測參數;分線盒的兩個出線孔用浸過瀝青的麻絲填實,再用瀝青填平做防水處理。
    (4)連接管道的電纜顏色應與其它電纜顏色區分開,以便辯認檢測。
    (5)分線盒在施工安裝、檢測完畢后,蓋子必須擰緊以防水。
    (6)電纜與管道聯接完畢后做防腐密封一直是工程施工中的難點,根據實踐采用牛油膠布密封外包PE帶的方法。牛油膠布國內外廠家都有銷售,它是一種浸滿礦脂的帶狀無紡氈,具有很好的塑性,能緊密粘附在任意復雜的表面,礦脂可填充在細小的縫隙中。PE帶是類似電工膠布的聚乙烯薄膜,包纏在牛油膠布外,可防止回填土污染和土壤應力破壞,使礦脂歷經數年也不會干涸,從而保持長期有效的密封。
    (7)陽極的埋設點必須做永久性標志,永久性標志可以包括周圍建筑物。
    5結語
    從實踐中得出結論:如果埋地鋼管沒有良好的防腐措施,2~4年就可能腐蝕穿孑L,而天然氣管網在市區內,一旦漏氣就可能導致爆炸、火災、中毒等惡性事故,因此埋地防腐管線在確保防腐層質量良好、施工及運行中防止破損外,犧牲陽極的保護是必不可少的。
 

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