埋地鋼質(zhì)管道外加電流陰極保護(hù)技術(shù)

1、埋地鋼質(zhì)管道外加電流陰極保護(hù)技術(shù),發(fā)布人：祝溟,摘要,外加電流陰極保護(hù)測(cè)試是目前管道防腐的常用技術(shù)措施，是延長管道使用壽命和增加管道安全的保證。本文主要以紅壓至杏一天然氣管道工程為例，介紹了外加電流陰極保護(hù)的原理、各項(xiàng)參數(shù)測(cè)試過程、及施工中需要注意的問題，讓讀者能夠?qū)ν饧与娏麝帢O保護(hù)技術(shù)有個(gè)比較清晰的認(rèn)識(shí)。,埋地鋼質(zhì)管道外加電流陰極保護(hù)技術(shù),0前言,外加電流陰極保護(hù)又稱強(qiáng)制電流陰極保護(hù)，是一種利用電化學(xué)原理的金屬保護(hù)法，解決了管道在

2、外防腐層破損后，管道腐蝕加劇的難題。外加電流陰極保護(hù)施工的適用與較大規(guī)模的管線工程，比如長輸管道和站間管線多的工程。優(yōu)點(diǎn)在于技術(shù)條件良好，施工費(fèi)用少，陽極材料可以使用廢鐵、鑄鐵、石墨、高硅鑄鐵等，來源廣、廉價(jià)，設(shè)備使用壽命長，輸出電流、電壓可調(diào)，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。缺點(diǎn)在于必須經(jīng)?？刂乒芾?，電源不能中斷，電氣設(shè)備有防爆防雷擊要求，以及設(shè)備費(fèi)用高。目前大慶常用于計(jì)量間站間管線，和城市間長輸管道的陰極保護(hù)。,0前言,在工程施工時(shí)遇到生產(chǎn)單位要求

3、檢測(cè)的事情，為了更好的配合檢測(cè)和投產(chǎn)，文章對(duì)外加電流陰極保護(hù)的原理、系統(tǒng)組成和測(cè)試進(jìn)行了探討。,1常見防腐蝕方法,1常見防腐蝕方法,外加電流陰極保護(hù)法,圖1 管線外加電流保護(hù)系統(tǒng)示意圖,2外加電流陰極保護(hù)工藝,2外加電流陰極保護(hù)工藝,2.1外加電流陰極保護(hù)參數(shù),2外加電流陰極保護(hù)工藝,2.2外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)系統(tǒng)組成,2外加電流陰極保護(hù)工藝,2.2外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)1)恒電位儀:在紅壓至杏一天然氣管道工程中，由于保護(hù)對(duì)象為結(jié)構(gòu)

4、簡單的單純管道，所以外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)的控制方式選擇恒電位控制，因?yàn)樵谶@樣的情況下，外加電流保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)電位均衡性易于實(shí)現(xiàn)，輔助陽極及參比電極定位相對(duì)容易。如果是復(fù)雜的管路系統(tǒng)中，外加電流陰極保護(hù)建議采用恒電流控制。本工程直流電源由ZF變頻高智能恒電位儀50V/50A（雙機(jī)型）提供。,2外加電流陰極保護(hù)工藝,2.2外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)1)恒電位儀:,圖2 調(diào)試恒電位儀,2外加電流陰極保護(hù)工藝,2.2外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)2)輔助陽

5、極地床 ：輔助陽極地床分為深井陽極地床和淺埋陽極地床，在紅壓至杏一天然氣管道工程中，由于深層土壤電阻率比地表低，存在鄰近管道，所以選用的是深井陽極地床。陽極形式選用細(xì)長型可以降低回路電阻，陽極材料為鈦鉑合金氧化物。,2外加電流陰極保護(hù)工藝,2.2外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)3)參比電極：參比電極的作用有兩個(gè)：一方面用于測(cè)量被保護(hù)結(jié)構(gòu)物的電位，監(jiān)測(cè)保護(hù)效果；另一方面，為自動(dòng)控制的恒電位儀提供控制信號(hào)，以調(diào)節(jié)輸出電流，使結(jié)構(gòu)物總處于良好的保護(hù)

6、狀態(tài)。本工程中參比電極為長效銅-飽和硫酸銅參比電極，埋在水平方向距通電點(diǎn)200～300mm處，埋深在凍土層以下。,2外加電流陰極保護(hù)工藝,2.2外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)4)接地電池保護(hù)器：TT-X型接地電池保護(hù)器,2外加電流陰極保護(hù)工藝,2.2外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)5)測(cè)試樁 ：電位測(cè)試樁、電流測(cè)試樁、絕緣測(cè)試樁,圖3 混凝土測(cè)試樁,圖4 玻璃鋼測(cè)試樁,2外加電流陰極保護(hù)工藝,2.2外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)6)導(dǎo)線 ：陰、陽極電纜為V

7、V22-1kV/1×50mm2銅芯電纜，參比、零位電纜為KVP233-1kV/2×4mm2銅芯屏蔽鎧裝電纜。,2外加電流陰極保護(hù)工藝,2.3外加電流陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)試三個(gè)測(cè)試參數(shù),2外加電流陰極保護(hù)工藝,2.3外加電流陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)試1）保護(hù)電位測(cè)試地表參比法是利用數(shù)字萬用表與Cu/CuSO4參比電極通過測(cè)試樁測(cè)試施加有陰極保護(hù)管道的保護(hù)電位，通過電位的分布間接評(píng)定涂層的質(zhì)量狀況。測(cè)試前需要用標(biāo)準(zhǔn)甘汞電極校準(zhǔn)硫酸

8、銅參比電極，在測(cè)試電位的時(shí)候，將參比電極豎立安放在測(cè)量管道上方1m（規(guī)范規(guī)定），如果地表干燥就需要澆水，將萬用表黑表筆連參比電極，紅表筆連測(cè)量物（管道測(cè)試樁接線柱），用合適的檔位測(cè)量電位值。,2外加電流陰極保護(hù)工藝,2.3外加電流陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)試1）保護(hù)電位測(cè)試地表參比法。,圖5 測(cè)試用硫酸銅參比電極,圖6 地表參比法測(cè)試接線示意圖,2外加電流陰極保護(hù)工藝,2.3外加電流陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)試1）保護(hù)電位測(cè)試地表參比法,圖7 安放參

9、比硫酸銅電極,2外加電流陰極保護(hù)工藝,2.3外加電流陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)試2）管內(nèi)電流測(cè)試 電壓降法,圖8 電壓降法測(cè)試接線示意圖,2外加電流陰極保護(hù)工藝,2.3外加電流陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)試3）絕緣法蘭的絕緣性能和絕緣電阻測(cè)試制成但尚未安裝到管道上的絕緣法蘭(接頭)，其絕緣電阻值用兆歐表法測(cè)量。,圖9 兆歐表法測(cè)試接線示意圖,2外加電流陰極保護(hù)工藝,2.3外加電流陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)試3）絕緣法蘭的絕緣性能和絕緣電阻測(cè)試已安裝到管道上的絕

10、緣法蘭，可用電位法判斷其絕緣性能。,圖10 電位法測(cè)試接線示意圖,2外加電流陰極保護(hù)工藝,2.3外加電流陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)試3）絕緣法蘭的絕緣性能和絕緣電阻測(cè)試已安裝到管道上使用的絕緣法蘭(接頭)，采用電位法測(cè)試其絕緣性能可疑時(shí)，應(yīng)進(jìn)行漏電電阻或漏電百分率測(cè)試。,2外加電流陰極保護(hù)工藝,2.3外加電流陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)試3）絕緣法蘭的絕緣性能和絕緣電阻測(cè)試漏電電阻或漏電百分率測(cè)試,圖11漏電電阻測(cè)試接線示意圖,3施工中應(yīng)注意的問題,

11、保護(hù)材料及設(shè)備，這些是陰極保護(hù)成功的前提，但最終的實(shí)現(xiàn)則通過施工來完成。外加電流陰極保護(hù)施工應(yīng)注意以下問題：1）施工前對(duì)所有電極進(jìn)行檢查，主要是外觀檢查，表面不得沾有油污等其它雜物，電極體表面是否破損等；另外對(duì)連接及絕緣電阻進(jìn)行檢查，以保證連接或絕緣良好。2）施工時(shí)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖進(jìn)行施工，輔助陽極及參比電極均要求連接良好，且對(duì)相應(yīng)的電纜均要做好標(biāo)記，以備將來檢修使用。,3施工中應(yīng)注意的問題,3）在通電前,應(yīng)先檢查電源的正負(fù)輸出端,確

12、保其沒有短路現(xiàn)象。隨后將輸出電壓調(diào)至最低一檔,接通電源,這時(shí)通過電壓表測(cè)量,確保各陽極接在電源正極上,被保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)物接在電源負(fù)極上。否則,不但起不到保護(hù)作用,反而加劇金屬的腐蝕,這一點(diǎn)千萬不可馬虎。 4）陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行后，輔助陽極有10～20天的極化時(shí)間，極化時(shí)間過后電位測(cè)試的數(shù)據(jù)就比較穩(wěn)定。5）陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行后，應(yīng)根據(jù)各參比電極的反饋數(shù)值，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，以使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到最佳保護(hù)狀態(tài)。 陰極保護(hù)施