城市埋地燃气管道阴极保护施工技术探析

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1、城市埋地燃气管道阴极保护施工技术探析　　摘要：本文结合笔者近年来参与燃气管道阴极保护工程的实践，论述了阴极保护方案的确定、方案设计、施工等方面的实践经验。关键词：埋地燃气管道；腐蚀控制；阴极保护；施工技术中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：在现代化城市中，城市燃气和电力、自来水一样，是不可缺少的基本能源供应。它对改善城市环境、方便生活、繁荣经济等诸多方面起着重要的作用。燃气管网一旦漏气，就可能导致爆炸、火灾、中毒等恶性事故。因此，”不漏气”是对燃气管网最基本的。目前，深圳市使用最多的埋地管线是钢管，如没有好的防腐措施，大约2—3年有可能

2、腐蚀穿孔、发生漏气。因此，埋地钢管的防腐是城市燃气管网建设施工中的一个重要部分。阴极保护技术是一项很成熟的防腐蚀措施，目前深圳市埋地燃气钢管大部分都辅助有阴极保护措施。1、阴极保护概念以某种方式在被保护金属构筑物上施以足够的阴极电流,通过阴极极化使金属电位负移,从而使金属腐蚀的阳极溶解速度大幅度减小,甚至完全停止,10这种保护金属构筑物免遭腐蚀破坏的方法称为阴极保护。2、阴极保护方法及其应用为了实现阴极保护，我们可以采用外加电流和牺牲阳极等两种方法来实现目的。两种方法的保护原理相同，只是提供阴极电流的方式不同，且由此衍生出的设备装置和技术要求都

3、有很大不同。2.1、外加电流法阴极保护外加电流阴极保护的方法是通过外加直流电源以及辅助阳极，迫使电流从土壤中流向被保护金属，使被保护金属结构电位低于周围环境来实现的。外加电流阴极保护的原理见图一，外加电流阴极保护主要应用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构，例如：长输埋地管道，大型罐群等。1)沙土;2)粘土;3)电网供电的整流器;4)辅助阳极图一外加电流法阴极保护的原理说明2.2、牺牲阳极的阴极保护10该方法是将电位更负的金属与被保护金属连接，并处于同一电解质中，使该金属上的电子转移到被保护金属上去，使整个被保护金属处于一个较负的相同的

4、电位下。原理见图二。目前，电化学保护发出应用除海水或河道中钢铁设备的保护外，还应用于防止电缆、石油管道、地下设备和化工设备等的腐蚀。牺牲阳极埋设有立式和卧式两种，埋设位置分轴向和径向，其在管道的分布宜采用单支或集中成组两种方式。阳极与管道的距离，一般情况下阳极埋设位置应距管道3～5ｍ，最小不宜小于0.3ｍ，成组埋设时，阳极间距以2～3ｍ为宜。1)沙土;2)粘土;3)镁阳极图二牺牲阳极法阴极保护原理说明3、设计与施工注意事项3.1、辅助阳极的选择与计算3.1.1阳极位置的选择与考虑因素由于阳极位置的选择直接关系着阴极保护的效果，所以辅助阳极在阴极

5、保护系统中的作用是毋庸置疑的。通常情况下，管道干线阴极保护只有一组阳极地床，且它与管道的垂直距离都在数百米以上，同时与管道之间也没有屏蔽物体。因站区内保护体较多，分布范围较小，使区域性的阴极保护较为复杂的，若要减少被保护体之间的相互屏蔽，使被保护体的电位能够均匀分布，就必须设多组阳极，而阳极的位置重要性也凸显出来。在已经运行的站区阴极保护系统中，曾有过因选位存在无法克服的问题，令有的阳极床至今未能投入运行。因此，在设计过程中，不仅要考虑保护体间的屏蔽及电位均衡问题，而且还应考虑保护体的绝缘情况，应进行模拟实验后，通过计算来确定辅助阳极的位置。1

6、0在阴极保护选定的同时应在预选站址与管道的一侧选择阳极安装的位置，其考虑的因素主要有：①地下水位较高或超市低洼处；②土层厚，无块石，便于施工；③土壤电阻率小于50欧姆米；④对临近的地下金属构筑物干扰小，阳极地床与被保护管道之间不得有其他埋地金属管道；⑤考虑阳极附近低于近期发展规划避免重复搬迁。3.1.2阳极数量与接地电阻大约有60%的阴极保护电能要消耗在阳极接地电阻上，因此阳极材料的选择和埋设方式，以及场所的选择，都对减少电阻节约电能都是至关重要的。首要考虑所选择的阳极材料必须有良好的导电性能，能够在于与土壤或地下水接触时产生稳定的接地电阻，就

7、算是在高电流密度下，有能够表面极化较小；化学稳定性好，在恶劣环境中腐蚀率小，有一定的机械轻度并便于加工和安装。阳极数量与接地电阻成反比关系。在一定范围内增加阳极支数会起到降低接地电阻的作用。但是由于阴极的屏蔽效应，往往增加较多阳极，而降低电阻却很少。A数值阳极接地电阻计算公式阳极接地电阻：（ohms）P=土壤电阻率：（ohm-m）L=阳极长度：（m）r=阳极半经：（m）10B多支竖直阳极接地电阻计算公式阳极接地电阻：（ohms）P=土壤电阻率：（ohm-m）L=阳极长度：（m）d=阳极直径：（m）N=阳极数量：（pes）S=阳极间距：（m）C水

8、平阳极接地电阻公式阳极接地电阻：（ohms）P=土壤电阻率：（ohm-m）L=阳极长度：（m）r=阳极半经：（m）D网状阳极接地电阻计算公式R=阳极网