埋地钢质管道外加电流阴极保护技术

埋地钢质管道 外加电流阴极保护技术,发布人：祝溟,摘要,外加电流阴极保护测试是目前管道防腐的常用技术措施，是延长管道使用寿命和增加管道安全的保证。本文主要以红压至杏一天然气管道工程为例，介绍了外加电流阴极保护的原理、各项参数测试过程、及施工中需要注意的问题，让读者能够对外加电流阴极保护技术有个比较清晰的认识。,埋地钢质管道 外加电流阴极保护技术,0前言,外加电流阴极保护又称强制电流阴极保护，是一种利用电化学原理的金属保护法，解决了管道在外防腐层破损后，管道腐蚀加剧的难题。外加电流阴极保护施工的适用与较大规模的管线工程，比如长输管道和站间管线多的工程。优点在于技术条件良好，施工费用少，阳极材料可以使用废铁、铸铁、石墨、高硅铸铁等，来源广、廉价，设备使用寿命长，输出电流、电压可调，对环境适应性强。缺点在于必须经常控制管理，电源不能中断，电气设备有防爆防雷击要求，以及设备费用高。目前大庆常用于计量间站间管线，和城市间长输管道的阴极保护。,0前言,在工程施工时遇到生产单位要求检测的事情，为了更好的配合检测和投产，文章对外加电流阴极保护的原理、系统组成和测试进行了探讨。,1常见防腐蚀方法,1常见防腐蚀方法,外加电流阴极保护法,图1 管线外加电流保护系统示意图,2外加电流阴极保护工艺,2外加电流阴极保护工艺,2.1外加电流阴极保护参数,2外加电流阴极保护工艺,2.2外加电流阴极保护系统 系统组成,2外加电流阴极保护工艺,2.2外加电流阴极保护系统 1)恒电位仪: 在红压至杏一天然气管道工程中，由于保护对象为结构简单的单纯管道，所以外加电流阴极保护系统的控制方式选择恒电位控制，因为在这样的情况下，外加电流保护系统的保护电位均衡性易于实现，辅助阳极及参比电极定位相对容易。如果是复杂的管路系统中，外加电流阴极保护建议采用恒电流控制。本工程直流电源由ZF变频高智能恒电位仪50V/50A（双机型）提供。,2外加电流阴极保护工艺,2.2外加电流阴极保护系统 1)恒电位仪:,图2 调试恒电位仪,2外加电流阴极保护工艺,2.2外加电流阴极保护系统 2)辅助阳极地床 ： 辅助阳极地床分为深井阳极地床和浅埋阳极地床，在红压至杏一天然气管道工程中，由于深层土壤电阻率比地表低，存在邻近管道，所以选用的是深井阳极地床。阳极形式选用细长型可以降低回路电阻，阳极材料为钛铂合金氧化物。,2外加电流阴极保护工艺,2.2外加电流阴极保护系统 3)参比电极： 参比电极的作用有两个：一方面用于测量被保护结构物的电位，监测保护效果；另一方面，为自动控制的恒电位仪提供控制信号，以调节输出电流，使结构物总处于良好的保护状态。本工程中参比电极为长效铜-饱和硫酸铜参比电极，埋在水平方向距通电点200300mm处，埋深在冻土层以下。,2外加电流阴极保护工艺,2.2外加电流阴极保护系统 4)接地电池保护器： TT-X型接地电池保护器,2外加电流阴极保护工艺,2.2外加电流阴极保护系统 5)测试桩 ： 电位测试桩、电流测试桩、绝缘测试桩,图3 混凝土测试桩,图4 玻璃钢测试桩,2外加电流阴极保护工艺,2.2外加电流阴极保护系统 6)导线 ： 阴、阳极电缆为VV22-1kV/150mm2铜芯电缆，参比、零位电缆为KVP233-1kV/24mm2铜芯屏蔽铠装电缆。,2外加电流阴极保护工艺,2.3外加电流阴极保护参数测试 三个测试参数,2外加电流阴极保护工艺,2.3外加电流阴极保护参数测试 1）保护电位测试 地表参比法是利用数字万用表与Cu/CuSO4参比电极通过测试桩测试施加有阴极保护管道的保护电位，通过电位的分布间接评定涂层的质量状况。测试前需要用标准甘汞电极校准硫酸铜参比电极，在测试电位的时候，将参比电极竖立安放在测量管道上方1m（规范规定），如果地表干燥就需要浇水，将万用表黑表笔连参比电极，红表笔连测量物（管道测试桩接线柱），用合适的档位测量电位值。,2外加电流阴极保护工艺,2.3外加电流阴极保护参数测试 1）保护电位测试 地表参比法 。,图5 测试用硫酸铜参比电极,图6 地表参比法测试接线示意图,2外加电流阴极保护工艺,2.3外加电流阴极保护参数测试 1）保护电位测试 地表参比法,图7 安放参比硫酸铜电极,2外加电流阴极保护工艺,2.3外加电流阴极保护参数测试 2）管内电流测试 电压降法,图8 电压降法测试接线示意图,2外加电流阴极保护工艺,2.3外加电流阴极保护参数测试 3）绝缘法兰的绝缘性能和绝缘电阻测试 制成但尚未安装到管道上的绝缘法兰(接头)，其绝缘电阻值用兆欧表法测量。,图9 兆欧表法测试接线示意图,2外加电流阴极保护工艺,2.3外加电流阴极保护参数测试 3）绝缘法兰的绝缘性能和绝缘电阻测试 已安装到管道上的 绝缘法兰，可用电 位法判断其绝缘性 能。,图10 电位法测试接线示意图,2外加电流阴极保护工艺,2.3外加电流阴极保护参数测试 3）绝缘法兰的绝缘性能和绝缘电阻测试 已安装到管道上使用的绝缘法兰(接头)，采用电位法测试其绝缘性能可疑时，应进行漏电电阻或漏电百分率测试。,2外加电流阴极保护工艺,2.3外加电流阴极保护参数测试 3）绝缘法兰的绝缘性能和绝缘电阻测试 漏电电阻或漏电百分率测试,图11漏电电阻测试接线示意图,3施工中应注意的问题,保护材料及设备，这些是阴极保护成功的前提，但最终的实现则通过施工来完成。外加电流阴极保护施工应注意以下问题： 1）施工前对所有电极进行检查，主要是外观检查，表面不得沾有油污等其它杂物，电极体表面是否破损等；另外对连接及绝缘电阻进行检查，以保证连接或绝缘良好。 2）施工时严格按照设计图进行施工，辅助阳极及参比电极均要求连接良好，且对相应的电缆均要做好标记，以备将来检修使用。,3施工中应注意的问题,3）在通电前,应先检查电源的正负输出端,确保其没有短路现象。随后将输出电压调至最低一档,接通电源,这时通过电压表测量,确保各阳极接在电源正极上,被保护的金属结构物接在电源负极上。否则,不但起不到保护作用,反而加剧金属的腐蚀,这一点千万不可马虎。 4）阴极保护系统运行后，辅助阳极有1020天的极化时间，极化时间过后电位测试的数据就比较稳定。 5）阴极保护系统运行后，应根据各参比电极的反馈数值，对系统进行调整，以使整个系统达到最佳保护状态。 阴极保护施工中应注意的问题还有不少，在此不一一罗列。总之，只有严格按照设计，科学施工，才能保证外加电流阴极保护系统有效地进