陰極保護(hù)在廣州埋地燃?xì)夤艿赖膽?yīng)用
時(shí)間:2022-03-23 05:42:00
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摘要:介紹了犧牲陽極法在廣州市的應(yīng)用情況。
1前言
廣州市油制氣工程,自1987年建設(shè)以來至今己有十幾年。鋼管一般埋地在十年左右,進(jìn)入事故多發(fā)期。目前,由防腐層的破損和老化引發(fā)的泄漏事故隱患日益增加,幾千公里的市內(nèi)燃?xì)夤芫W(wǎng)的防腐,是廣州市燃?xì)夤芫W(wǎng)安全運(yùn)行工作中急需解決的技術(shù)問題。
從施工的第一條埋地煤氣鋼管至今,廣州市燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)工程中應(yīng)用過的防腐涂層有:石油瀝青玻璃布,厚漿型環(huán)氧煤瀝青玻璃布,聚乙烯粘膠帶,STIC重型防腐涂料等,目前廣什沛煤氣鋼管大部分都輔助有陰極保護(hù)措施。
2城市埋地煤氣管道的陰極保護(hù)方法
埋在土壤中的金屬管道由于各種原因管道表面將出現(xiàn)陽極區(qū)和陰極區(qū),并在陽極區(qū)發(fā)生局部腐蝕。陰極保護(hù)就是利用外加手段迫使電解質(zhì)中被保護(hù)金屬表面都成為陰極,以達(dá)到抑制腐蝕的目的。使用陰極保護(hù)時(shí),被保護(hù)的金屬管道應(yīng)有良好的防腐絕緣層,以降低陰極保護(hù)的費(fèi)用。陰極保護(hù)技術(shù)根據(jù)保護(hù)電流的供給方式,可分為犧牲陽極法和強(qiáng)制電流法兩種保護(hù)方法。采用犧牲陽極法的主要優(yōu)點(diǎn)有:無需外部電源、對外界干擾少、安裝維護(hù)費(fèi)用低、無需征地或占用其他建構(gòu)筑物、保護(hù)電流利用率高等,因此特別適合于城市范圍內(nèi)的埋地鋼管腐蝕。而我公司輸配管網(wǎng)絕大部分均埋設(shè)在市區(qū)范圍,因此我公司予以推薦。另方面,強(qiáng)制電流法則有:保護(hù)范圍大、適合范圍廣、激勵(lì)電勢及輸出電流高、綜合費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn),故適合用于長輸管線或市郊管線的防腐。如應(yīng)用于市區(qū)范圍內(nèi)時(shí),則由于其會(huì)產(chǎn)生干擾電流而影響其他管線及建筑物,且還需要征地或占用建筑物,因此在實(shí)施時(shí)會(huì)帶來較大的困難。因此,城市埋地煤氣管道防腐的陰極保護(hù)宜用犧牲陽極法。當(dāng)條件許可時(shí),也可采用強(qiáng)制流保護(hù)法。目前,在我公司城市燃?xì)廨斉涔芫W(wǎng)中,已全面采用犧牲陽極法來進(jìn)行管道防腐。
3廣州埋地燃?xì)夤艿狸帢O保護(hù)的設(shè)計(jì)與施工
3.1犧牲陽極選用及布點(diǎn)的技術(shù)要求
(1)電防護(hù)法在選用時(shí)應(yīng)符合以下要求
a)鋅陽極不得使用在土壤電阻率>20O·m的場合;
b)鎂陽極不宜使用在土壤電阻車>100Ω·m的場合;
c)外加電流陰極保護(hù)法在選用時(shí)不受土壤電阻率的限制。
(2)采用犧牲陽極法時(shí),選用陽極的保護(hù)效果應(yīng)符合以下要求:
a)對地電位應(yīng)達(dá)到-0.85V或更負(fù);
b)通電時(shí),陰極電位較自然電位向負(fù)方向變化值應(yīng)大于300mV;
c)當(dāng)土壤或水中含有硫酸鹽還原菌,且硫酸根含量大于0.5%時(shí),通電后,對地電位應(yīng)達(dá)到-0.95V或更負(fù)。
(3)在犧牲陽極法中的鎂陽極選用時(shí),必需按照表1來進(jìn)行選取。
(4)犧牲陽極在埋設(shè)時(shí),與保護(hù)的燃?xì)夤艿赖木嚯x不宜小于0.3m,也不宜大于7m,埋設(shè)深度不宜小于1m,且直埋設(shè)在潮濕的土壤中。埋設(shè)形式可采用立式或臥式。在陽極與保護(hù)管道之間,嚴(yán)禁設(shè)置其他金屬構(gòu)筑物。
(5)犧牲陽極檢測樁、檢測頭在設(shè)置時(shí)應(yīng)符合下列要求:
a)檢測樁、檢測頭宜設(shè)置在燃?xì)庵鞲晒苎鼐€;
b)宜每5組犧牲陽極或至少1Km設(shè)置1個(gè)檢測樁;
c)檢測樁應(yīng)設(shè)置在犧牲陽極附近,且宜安裝在管道沿線中土壤腐蝕性強(qiáng)、濕度大、地下水位高或管道絕緣防腐層薄弱的地點(diǎn);公務(wù)員之家版權(quán)所有
d)宜每在每個(gè)檢測樁附近設(shè)置1個(gè)檢測頭。
(6)設(shè)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(hù)電位。檢測頭是為了檢測、掌握陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行后管道被保護(hù)狀態(tài)而設(shè)置。
3.2犧牲陽極的施工要求
a)陽極的埋設(shè):按比例配制、調(diào)勻好填料,裝入φ300×1000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(shí)插人填料中心位置,并壓實(shí);包外用鐵線纏繞綁實(shí)平臥或豎直埋設(shè)在管道側(cè)邊的2-3M處,埋深應(yīng)與管道埋深相同,并要在冰凍線以下,用細(xì)原土摻鹽分層澆水濕潤后回填混凝土。
b)所有的電纜與陽極、銅鼻子、管道、加強(qiáng)板的連接采用錫焊(分線盒內(nèi)的連接除外),焊接前都要?jiǎng)內(nèi)シ栏^緣層,清潔、打光焊接處;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(hù)套管松緩自然埋設(shè),埋深與管道埋深相同。
C)在防護(hù)罩內(nèi)的電纜要有個(gè)0.8M的冗余長度(電纜冗余部分不加PVC保護(hù)套管),以便將分線盒提出地面檢測參數(shù);分線盒的兩個(gè)出人線孔用浸過瀝青的麻絲填實(shí),再用瀝青填平做防水處理。
d)連接管道的電纜顏色應(yīng)與其它電纜顏色區(qū)分開,以便辯認(rèn)檢測。
e)分線盒在施工安裝、檢測完畢后,分線盒蓋子須擰緊防水。
f)陽極的埋設(shè)點(diǎn)必須做永久性標(biāo)志,并填入"投產(chǎn)保護(hù)參數(shù)測量表"中,永久性標(biāo)志可以包括周圍建筑物。
3.3設(shè)計(jì)示例
舊廣從公路(興華路至同和三叉路口段)煤氣主干管,位于廣州市北郊,全長5.2km,管道呈南一北走向,管徑均為D325×6mm。第一步在設(shè)計(jì)好煤氣管道的基礎(chǔ)上布置犧牲陽極時(shí),先確定頭和尾兩個(gè)犧牲陽極,一般頭、尾兩個(gè)犧牲陽極定在距離煤氣管道的起點(diǎn)、終點(diǎn)100—150m左右,第二步再根據(jù)表1中的管徑大小的規(guī)定距離以及選用鎂陽極規(guī)格來分別設(shè)置犧牲陽極。根據(jù)表1,管徑是D325×6mm的煤氣管道,選用雙塊11Kg鎂陽極時(shí),它對管道的保護(hù)長度是272.1m,由此計(jì)算所得舊廣從公路煤氣管道共需要設(shè)置15組雙塊11Kg鎂陽極,4組帶檢測樁犧牲陽極2—11Kg及4組檢測頭。我公司定為檢測樁設(shè)置在犧牲陽極同一位置上(即是與其中一組犧牲陽極串聯(lián)),稱為帶檢測樁犧牲陽極;而檢測頭一般設(shè)在兩組犧牲陽極之間。廣從公路犧牲陽極布點(diǎn)示意圖見圖1。
4結(jié)束語
目前,人們已認(rèn)識(shí)到了管道外防腐絕緣層與陰極保護(hù)的聯(lián)合使用是最經(jīng)濟(jì)、最合理的防蝕措施。這是因?yàn)榉栏瘜釉谏a(chǎn)、運(yùn)輸、與施工中無法保證不受到任何損壞。因此,不可能完全將管道與腐蝕環(huán)境、介質(zhì)完全隔離。而且用于防腐絕緣層的各種材料,都不同程度的具備吸水和透氣性。因此埋地后,在土壤溶液作用下會(huì)逐步吸水老化。要維持有效的防腐,就必需同時(shí)采取陰極保護(hù),即聯(lián)合保護(hù)。陰極保護(hù)對腐蝕反應(yīng)進(jìn)行積極的干預(yù),它采陰極極化的電化學(xué)手段,保證了被保護(hù)金屬體的電化學(xué)均勻性,抑制了腐蝕電池的產(chǎn)生。陰極保護(hù)不僅使用于新管的防護(hù),也應(yīng)用于舊管線的改造和延壽。