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1、城市燃气管道阴极保护技术应用探析 摘要：阴极保护技术是一项很成熟的防腐蚀措施，利用外加手段迫使电解质中被保护金属表面都成为阴极，以达到抑制腐蚀的目的，对提高管道使用寿命，促进管道安全运行具有重要的意义。为确保阴极保护施工质量，通过对其方法、作用、控制要点等进行了分析，对今后管道安装阴极保护施工起到了指导的作用。关键词：燃气管道；阴极保护；牺牲阳极法；外加电流中图分类号：TK229.8文献标识码：A文章编号：一、阴极保护技术在保护城市埋地燃气管线方面的作用随着城镇燃气地下管网的迅速发展，钢质管道的腐蚀与防护问题也日益突出。为了延长埋地钢质管道的使用寿命，确保燃气安全生产、输送和使用
2、，促进科技发展，保护人民的生命和财产安全，我国GB/T21448-2008《埋地钢质管道阴极保护技术规范》和CJJ95-2003《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》标准明确规定：（1）所有新建钢质管道必须必须采用防腐层辅以阴极保护的腐蚀控制系统，管道运行期间阴极保护不应间断；（2）已建带有防腐层的管道应逐步追加阴极保护。12钢质埋地燃气管道的腐蚀原因可分为电化学腐蚀﹑土壤杂散电流的腐蚀﹑化学腐蚀﹑土壤细菌作用的腐蚀。这四种腐蚀成因往往是同时作用于管道上,而其中危害最大的是电化学腐蚀,因腐蚀的不均匀性,是造成管道的腐蚀穿孔泄漏的元凶。目前广泛采用的绝缘层防腐法是通过将管道与作为电
3、解质的土壤隔开,并增大管道与土壤间的电阻减小腐蚀电流而达到防腐目的,但因绝缘层防腐法自身技术缺陷及工艺水平、材料性能的局限性,单一的方法不能根本性地消除管道的电化学腐蚀;阴极保护法是根据电化学腐蚀原理,使埋地钢管全部成为阴极区而不被腐蚀的,是埋地钢管重要的防腐方法,且应与绝缘层防腐法同时使用,一旦绝缘层被破坏,阴极保护法也很难奏效。实践证明,城市燃气管线外防腐采用涂覆绝缘防腐层加阴极保护的所谓“双保护技术”是行之有效的,管线安全性得到了更可靠的保证,管线使用寿命较只涂覆绝缘防腐层延长一倍以上,事故明显减少,经济效益得到很大提高。二、阴极保护的方法阴极保护就是对其被保护的金属施加一定
4、的阴极电流，使其产生阴极极化，当金属的电位负于某一电位值时，腐蚀的阳极溶解过程就会得到有效的抑制。根据其提供阴极电流的方式不同，可分为牺牲阳极法和外加电流法两种,12两种阴极保护方法的特点比较见表1。前者是将一种电位更负的金属或合金与被保护金属结构物电性连接，通过电负性金属或合金的不断消耗溶解，向被保护物提供保护电流，使金属结构物获得保护。常用的牺牲阳极品种有镁基、锌基和铝基合金3类。后者是将外部交流电转变成低压直流电，通过辅助阳极将保护电流传递给被保护的金属结构物，从而使腐蚀得到抑制。强制电流法阴极保护系统由辅助阳极、参比电极、直流电源和相关的连接电缆所组成。常用的辅助阳极有高硅
5、铸铁阳极、石墨阳极、钢铁阳极、柔性阳极、金属氧化物阳极等。表1阴极保护方法的特点比较三、阴极保护方法的选择阴极保护方式有牺牲阳极保护法和外加电流保护法两种形式。这两种保护方式的选择需要考虑到被保护的管道的涂层状况、管道沿线土壤的腐蚀性、是否对相邻地下管道或金属构筑物构成破坏、阴极保护的经济性等因素。由于城市地下管道纵横交错，如果采用外加电流保护法，由于保护电流较大,所形成的电流回路会加速对未采用阴极保护的相邻管道造成电化学腐蚀。另外，城市燃气管网的建设是分期分批进行的，每次建设的距离十分有限，对每段都单建一个保护站也是十分不经济的。12而牺牲阳极保护法对临近管道影响较小，对短距离的
6、管线来说非常经济!施工非常方便。因此根据城市燃气管网的建设特点并考虑到尽量减少对其他管道的影响，宜采用牺牲阳极法对其实施阴极保护。距城区较远的长距离外环燃气管道，在不影响其它周围金属构筑物的前提下，采用外加电流保护方式是可行的，也经济实用。四、阴极保护法的控制要点为了有效防止埋地钢管的电化学腐蚀，充分发挥牺牲阳极法阴极保护的作用，提高保护的有效性，必须正确把握牺牲阳极法阴极保护的设计施工和使用管理等各个环节。1、设计环节设计上的控制主要是在选择合适的电流密度，测试施工区域的土壤特性后进行阳极种类的选择，工艺计算（阳极接地电阻输出电流阳极数量工作寿命）和安装方式的确定。（1）阳极种类
7、的选择通常的做法是根据环境土壤的电阻率大小选择牺牲阳极的种类，再根据保护电流的大小选取阳极规格城镇燃气管网中，一般而言，普通土壤环境下多使用棒形镁或锌阳极，高电阻率土壤环境下可使用带状镁阳极。（2）工艺计算12通过工艺计算可以求得需保护管道阳极接地电阻，阳极的输出电流，所需阳极的数量及阳极工作寿命，为阳极的安装施工及后期管理提供理论依据需要注意的是在接地电阻计算时，应考虑有无填料及安装方式；在阳极输出电源计算时，必须正确计算出阳极总电阻；阳极数量的计算应注意要选取合适
