長(zhǎng)距離埋地管道外加電流陰極保護(hù)施工技術(shù)

1、長(zhǎng)距離埋地管道外加電流陰極保護(hù)施工技術(shù)長(zhǎng)距離埋地管道外加電流陰極保護(hù)施工技術(shù)大綱,外加電流陰極保護(hù)作為控制管道腐化的一種電化學(xué)方法,是延長(zhǎng)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(hù)原理、陰極保護(hù)的方法、輔助陽(yáng)極的選擇與計(jì)算,各項(xiàng)參數(shù)的測(cè)試過(guò)程等問(wèn)題,讓讀者能夠?qū)﹂L(zhǎng)距離埋管道外加電流陰極保護(hù)技術(shù)有個(gè)比較清楚的認(rèn)識(shí)。要點(diǎn)詞,埋地管道,外加電流,陰極,陽(yáng)極,施工技術(shù)中圖分類(lèi)號(hào),TU74文件表記碼,A文章編號(hào),隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)度的加速,各種長(zhǎng)距離輸送管道迅速增加。長(zhǎng)距離管道輸送因其運(yùn)營(yíng)成本廉價(jià)、不占用交通資源、節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)在能源、電力、建材的多個(gè)領(lǐng)域獲得寬泛應(yīng)用。長(zhǎng)

2、距離輸送管道因其壓力特點(diǎn)寬泛采用螺旋焊接與直縫焊接收,該鋼管擁有強(qiáng)度高、可靠性高、適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),但耐腐化性差,使用壽命一般不高出25年。為延長(zhǎng)鋼管壽命目前主要采用的防腐方法為外加電流陰極保護(hù)。陰極保護(hù)原理1所謂的外加電流陰極保護(hù),既是一種控制金屬電化學(xué)腐化的保護(hù)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(hù)技術(shù)。在由陰極保護(hù)系統(tǒng)構(gòu)成的電池中,氧化反應(yīng)多集中發(fā)生在陽(yáng)極上,從而控制住作為陰極的被保護(hù)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(dāng)金屬氧化反應(yīng)速度降低到零時(shí),金屬表面只發(fā)生去極化劑陰極反應(yīng)。理解陰極保護(hù)原理能夠從電極

3、反應(yīng)、極化反應(yīng)等諸方面進(jìn)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(yáng)極,以發(fā)生氧化反應(yīng)為主要特點(diǎn),高電位的另一端為陰極,以發(fā)生還原反應(yīng)為主要特點(diǎn)。由于電池的陽(yáng)極和陰極之間存在著電位差,外面電連接的陽(yáng)極和陰極之間將有電流流過(guò)電池,從而加速了陽(yáng)極一端的腐化,同時(shí)控制陰極的腐化,使陰極金屬獲得陰極保護(hù)。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(yáng)極和局部陰極經(jīng)過(guò)各自的極化而匯聚至一個(gè)共同的混雜電位,即金屬的自腐化電位Ecorr,此時(shí)局部陽(yáng)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(dāng)陰極極化至任意電位時(shí)的外加電流,都與此時(shí)極化

4、后的局部陰2極的還原反應(yīng)電流與局部陽(yáng)極氧化反應(yīng)的電流之差相等。當(dāng)陰極極化使金屬電極電位負(fù)移至局部陽(yáng)極反應(yīng)的平穩(wěn)電位Ee,a時(shí),外加極化電流幾乎就等于局部陰極電流,由于此時(shí)的局部陽(yáng)極電流已可予以忽略不計(jì),自然此時(shí)鐵上腐化也就被完好抑阻了,即獲得了完好陰極保護(hù)。陰極保護(hù)方法及其應(yīng)用為了實(shí)現(xiàn)陰極保護(hù),我們能夠采用外加電流和犧牲陽(yáng)極等兩種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)目的。兩種方法的保護(hù)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(hù)外加電流陰極保護(hù)的方法是經(jīng)過(guò)外加直流電源以及輔助陽(yáng)極,迫使電流從土壤中流向被保護(hù)金屬,使被保護(hù)金屬結(jié)構(gòu)電位低于周?chē)h(huán)境來(lái)實(shí)現(xiàn)的

5、。外加電流陰極保護(hù)主要應(yīng)用于保護(hù)大型或處于高土壤電阻率土壤中的金屬結(jié)構(gòu),比方,長(zhǎng)輸埋地管道,大型罐群等。2.2犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)該方法是將電位更負(fù)的金屬與被保護(hù)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(hù)金屬上去,使整個(gè)被保護(hù)金屬處于一個(gè)較負(fù)的相同的電位下。目前,電化學(xué)保護(hù)發(fā)出應(yīng)用除海水或河流中鋼鐵設(shè)備的保護(hù)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(yáng)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(yáng)極與管道的距離,一般情況下陽(yáng)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(shí),陽(yáng)極間距以2,3,為宜。輔助陽(yáng)

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

7、緣情況,應(yīng)進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)后,經(jīng)過(guò)計(jì)算來(lái)確定輔助陽(yáng)極的地址。在陰極保護(hù)選定的同時(shí)應(yīng)在預(yù)選站址與管道的一側(cè)選擇陽(yáng)極安裝的地址,其考慮的因素主要有,?地下水位較高或商場(chǎng)低洼處,?土層厚,無(wú)塊石,便于施工,?土壤電阻率小于50歐姆米,?對(duì)周邊的地下金屬修筑物攪亂小,陽(yáng)極4地床與被保護(hù)管道之間不得有其他埋地金屬管道,?考慮陽(yáng)極周邊低于近期發(fā)展規(guī)劃防范重復(fù)遷居。3.2陽(yáng)極數(shù)量與接地電阻大體有60%的陰極保護(hù)電能要耗資在陽(yáng)極接地電阻上,因此陽(yáng)極資料的選擇和埋設(shè)方式,以及場(chǎng)所的選擇,都對(duì)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(yáng)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(shí)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(jī)械輕度并便于加工和安裝。陽(yáng)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(yáng)極支數(shù)會(huì)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(yáng)極,而降低電阻卻很少。數(shù)值陽(yáng)極接地電阻計(jì)算公式多支豎直陽(yáng)極接地電阻計(jì)算公式陰極保護(hù)主要參數(shù)及測(cè)量4.1陰極保護(hù)參數(shù)自然電位,自然電位會(huì)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(diǎn)在之間在雨季土壤濕潤(rùn)時(shí),自5然電位會(huì)篇幅,一般取平均值0.55V最小保護(hù)電位,一般認(rèn)為,金屬在電解質(zhì)溶液中,計(jì)劃電位達(dá)到陽(yáng)極區(qū)的開(kāi)路電位,就能

9、夠達(dá)到完好保護(hù)。最大保護(hù)電位,保護(hù)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(diǎn)位成為最大保護(hù)電位。-0.85-1.2v之間。最小保護(hù)電流密度,使金屬腐化下降到最低程度或停止時(shí)所需要的保護(hù)電流密度,稱(chēng)為最小保護(hù)電流密度,統(tǒng)稱(chēng)為10-30Ma/m2瞬中斷電電位,在切斷被保護(hù)結(jié)構(gòu)的外加電源或犧牲陽(yáng)極0.20.5秒鐘內(nèi)讀取的結(jié)構(gòu)對(duì)地電位。4.2陰極保護(hù)參數(shù)的測(cè)量,近間距電位,本方法適用于對(duì)管道陰極保護(hù)的有效性進(jìn)行全面的議論。本方法能夠測(cè)得管道沿線(xiàn)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(hù)情況和查找防腐破壞點(diǎn)。本方法不適用于保護(hù)電流不能夠同步中斷的管道,以及破壞點(diǎn)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(hù)行業(yè)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展已日趨成熟,隨著行業(yè)及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的日趨完滿(mǎn),陰極保護(hù)專(zhuān)業(yè)技術(shù)與實(shí)質(zhì)性能也越來(lái)越被長(zhǎng)輸管線(xiàn)、及儲(chǔ)油罐大型項(xiàng)目的投資者所喜歡,過(guò)去投資6過(guò)的項(xiàng)目經(jīng)過(guò)幾年的檢測(cè)與評(píng)估確實(shí)達(dá)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(jì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)質(zhì)測(cè)量察看且選擇有名度較高、技術(shù)過(guò)硬的陰極保護(hù)廠家。我公司的阿根廷鐵礦長(zhǎng)距離精粉輸送管道中采用了此項(xiàng)施工