浅议阴极保护之柔性阳极应用

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1、浅议阴极保护之柔性阳极应用【摘要】柔性阳极可有效应用于覆盖层老化的旧管道、错综复杂的管网和储罐罐底板外壁的阴极保护中；长距离、小间距平行的管道、高电阻率环境等。以其辅助阳极材料的特点具有良好的电化学性能、输出电流和保护电位分布均匀、耐电流冲击能力强、寿命长、可靠性高、耐防腐蚀安装方便等优点。【关键词】柔性阳极阴极保护高电阻输出电流保护电位腐蚀柔性阳极亦称缆形阳极，早期主要解决覆盖层老化的老龄管道的阴极保护问题，目前广泛应用于新建和已建管道及储罐的阴极保护中。柔性阳极中辅助阳极材料主要有导电塑料、MMO/Ti（混合金属氧化物）和

2、钳锯合金三种。其中，采用导电塑料为辅助阳极的柔性阳极具有安装方便，配套技术完善，价格合理的特点，使用最为广泛。1实地应用结合四川山区的地理地貌在普光气田，P304〜P202集气管段，采用MMO/Ti柔性阳极作为阴极保护系统的辅助阳极。普光主体地面集输工程2号〜3号线连通线管道起于P304站场，止于P202站场，管线自P304集气站出站后，沿着半山破敷设至P202集气站，管道全长约2.8km,海拔高程在360〜490m之间，桩号PL23-01〜PL23-26,地貌属丘陵及丘陵间冲沟谷地地貌，地层表层为第四纪风化岩残积土，呈粉质粘

3、土状，部分含较多破碎基岩块，部分地段基岩直接出露，为强〜中等风化粉砂质泥岩，局部为砂岩。地下水水位较深，在勘探深度范围内未见。该段由于冲沟发育，部分呈“V”型，故布设跨越1处，穿越位置与名称分别为：桩号PL23-16〜PL23-18为冲沟跨越。穿越处详细岩土工程参数详见跨越岩土工程勘察报告。沿管道全线同沟敷设柔性阳极，有效避免管道周围地下金属构筑物的影响，确保阴极保护电流的均匀。分别在P304集气站出站处、管道跨越处采用阳极电缆将各段间柔性阳极进行连接，柔性阳极与阳极电缆采用专用柔性阳极接线盒连接，桁架跨越处的阳极电缆采用钢套

4、管进行保护，绝缘电缆相链接.柔性阳极的连接包括柔性阳极与柔性阳极的连接与防腐、柔性阳极与阳极电缆的连接与防腐，主要连接方式为I型连接、T型连接，柔性阳极两端需采用热收缩带或绝缘胶带密封。现对其技术特点和应用情况总结出以下几点供同道参考。2柔性阳极的发展阳极从20世纪80年代问世后，迅速得到认可并全面推广，在1990年美国第40届管道腐蚀会议上，就有多家公司计划用柔性阳极解决传统方法保护不方便。目前，柔性阳极已在美国、欧洲、俄罗斯、印度及伊朗等国家，以及我国石油、石化及电力等行业全面推广应用，并纳人世界各权威防腐行业标准中。3设

5、计计算调试及验收3.1保护电流的确定根据保护管道的防腐层状况，选择保护电流密度，用保护面积乘以电流密度得到；对于旧防腐层，通过馈电试验实现不了时，保护电流密度可取1〜3mA/m。3.2阳极长度的确定阳极长度是指从汇流点算起的阳极最大长度。根据工程经验，对旧管道和覆盖层破损严重的管道敷设，建议阳极敷设长度与管道等长；对于新建管道，可以采取间断敷设，既节省了投资也能达到良好的保护作用。3.3回路总电阻的确定保证整个长度上提供电流分布并保证分布均匀，回路长度的最大值可以通过汇流点开始算起就可以得到阳极的最大长度。以后的电流馈电点可以

6、根据回路长度的最大值来算。3.4选取配件，以接线的方式作为依据柔性阳极最佳的填充材料是焦炭粉，要选择含碳量大于百分之八十五，颗粒度小于3mm的最为合适。3.5阴极保护调试前应对管道自然电位、土壤电阻率进行测试，并做好记录，做为竣工资料提交给建设单位3.6阴极保护设备和以太网投运后，应对测试桩数据采集及传输等功能进行检查。并对远程检测系统的测试数据与人工测试数据进行核对3.7阴极保护系统投运后，应对管线保护电位进行测量，应符合GB/T21448中的相关要求（1）管道阴极保护电位（即管/地界面极化电位）应为-850mV（相对于铜/

7、饱和硫酸铜参比电极，消除IR降后）或更负。（2）阴极保护状态下管道的极限保护电位不能比-1200mV（相对于铜/饱和硫酸铜参比电极，消除IR降后）更负。（3）在厌氧菌或SRB及其他有害菌土壤环境中，管道阴极保护电位应为-950mV（相对于铜/饱和硫酸铜参比电极,消除IR降后）或更负。（4）在土壤电阻率100Q•m至1000Q•m环境中的管道，阴极保护电位宜负于-750mV（相对于铜/饱和硫酸铜参比电极，消除IR降后）；在土壤电阻率大于1000Q环境中的管道，阴极保护电位宜负于-650mV（相对于铜/饱和硫酸铜参比电极，消除IR

8、降后）。4安装技术4.1测试电缆的敷设（1）测试电缆的敷设应符合GB50217的规定；柔性阳极应与管道同沟敷设，安装在管沟底部实现不了时，保护电流密度可取1〜3mAo(2)测试电缆采用铝热焊与管道连接。焊接前应将管子绝缘层除去，边缘切成坡口形，坡角(5)焊接位置不应在弯头上或