燃氣管道陰極保護

1、陰極保護在埋地天然氣管道的應用劉國勝大慶油田建設集團工程設計研究院摘要：天然氣管線在施工及運行過程中防腐層產(chǎn)生破損在所難免，導致管材與土壤電位存 在差異，產(chǎn)生電化學腐蝕，因此管網(wǎng)應采取防止電化學腐蝕的措施一一陰極保護法。埋地防 腐管線在確保防腐層質(zhì)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(guān)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(zhì)環(huán)境中，犧牲陽極因其電極電位比被保護體的更負，當與被保護體連接 后將優(yōu)先腐蝕溶解，釋放出的電子在被保護體表面發(fā)生陰極還原反應，抑阻了被保護體的陽 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2.1適用范圍廣

2、，尤其適用于中短距離和復雜的管網(wǎng)。2.2陽極輸出電流小，發(fā)生陰極剝離的可能性小。2.3隨管道安裝一起施工時，工程量較小。運行期間，維護工作簡單。2.4陽極輸出電流不能調(diào)節(jié)，可控性較小。2.5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(gòu))筑物、保護電流利用率高等。3犧牲陽極的作用3.1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(zhuǎn)移到保護電 位，使鋼管上所有的防腐層破損點都呈現(xiàn)陰極傾向。3.2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

3、題消滅在萌芽狀態(tài)。4犧牲陽極的設計與施工方法4.1犧牲陽極的設計電防護法在選用時應符合以下要求：當土壤電阻率100Q 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(zhì)管道 應根據(jù)需要設置絕緣接頭或絕緣法蘭。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-0.85V或更負；b管道表面與接觸電解質(zhì)的穩(wěn)定飽和銅/硫酸銅參比電極之間的陰極極 化電位差值最小為100mV。通常根據(jù)土壤電阻率選取犧牲陽極的種類，根據(jù)保護電流的大小選取陽極的規(guī)格。土壤中犧牲陽極種類的應用選擇可選陽級種類土壤電阻率(Qm)鎂（-1.7V）60 1

4、00鎂40 60鎂（-1.5V）40鎂(-1.5V)，鋅15鋅5注：1在土壤潮濕條件下，鋅陽極的使用范圍可擴大到30Qm。2表中電位均相對于cu/cuso4電極。3在鋅陽極的使用條件下可使用復合陽極。犧牲陽極的埋設分為軸向和徑向，埋設位置與保護的燃氣管道的距離宜為3-5m，但不 宜小于0.3m；埋設深度在冰凍線以下，且埋設在潮濕的土壤中；埋設形式可采用立式或臥 式。在陽極與被保護管道之間，嚴禁設置其他金屬構(gòu)筑物。犧牲陽極檢測樁、檢測頭在設置時應符合下列要求：犧牲陽極陰極保護的測試系統(tǒng)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、檢測頭宜設置在燃氣 主干管沿線；宜每五組犧牲陽極

5、或至少1Km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個檢測頭。設置檢查樁和檢測頭的目的：檢測樁是為了監(jiān)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(tǒng)運行后管道被保護狀態(tài)。4.2犧牲陽極的施工要求陽極的埋設：填包料要按比例調(diào)拌均勻，不得混入泥土等雜物，裝入？ 300X1000的 棉或麻布袋中，將經(jīng)過用鐵砂紙打光及表面清潔處理的陽極及時插人填包料中心位置，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(cè)邊

6、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。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(nèi)的連接除外), 焊接前都要剝?nèi)シ栏^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。在防護罩內(nèi)的電纜要有個0.8m的冗余長度(電纜冗余部分不加PVC保護套管)，以便 將分線盒提出地面檢測參數(shù)；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。連接管道的電纜顏色應與其它電纜顏色區(qū)分開，以便辯認檢測。分線盒在施工安裝、檢測完畢后，蓋子須擰緊防水。電纜與管道聯(lián)

7、接完畢后做防腐密封一直是工程施工中的難點，根據(jù)實踐采用牛油膠布 密封外包PE帶的方法；牛油膠布國內(nèi)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(jīng)數(shù)年也不會干涸，從而保持長期有效密封。（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(jié)束語從實踐中得出結(jié)論，如果埋地鋼管沒有良好的防腐措施，2-4年就可能腐蝕穿孔，而天 然氣管網(wǎng)在市區(qū)內(nèi)，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(zhì)量良好、施工及