3PE防腐管道陰極保護應注意的幾個問題

根據目前國家行業標準GB／T 21448—2008《埋地鋼質管道陰極保護技術規范》要求：“新創建管路應選用防腐層加管道陰極保護的協同防護措施或別的已然證實合理的浸蝕控制系統”。從上世紀90時期起，在我國基本建設的油氣管道絕大多數選用較專業的3PE安全防護鍍層。3PE 安全防護和管道陰極保護的結合使用是直埋鋼制管路腐蝕防護廣泛使用的一項技術性，已在中國數十萬千米管路上運用，并取得了顯著效果。依據很多工程項目和管路中后期運行情況剖析，小編覺得在3PE防腐蝕管道陰極保護設計施工中需要注意下列幾層面的難題。管道陰極保護方式挑選　　燃氣管道陰極保護有強制電流法和陰極保護法兩種方法。無論什么方式，科學合理高效的管道陰極保護系統軟件都能夠得到優良的維護功效，避免浸蝕產生。兩種方法都各有優點和缺點，結合實際應區別情況應用。挑選管道陰極保護方式時考量的主要因素有：鋼管防腐層特性、建設規模、維護電流大小、環境條件、土壤電阻率、管道網現況、交直流電源影響狀況、有沒有經濟發展便捷的開關電源及工程預算等。 現階段的習慣是，強制電流管道陰極保護關鍵適用近郊區等地下管網單一區域的燃氣主管或城鎮燃氣雙回路。陰極保護管道陰極保護關鍵適用人群密集地域和城區內各種各樣工作壓力級制天燃氣管道。使用絕緣性能能優質的3PE防腐層管路必須的管道陰極保護電流量特別大，很多材料說明，強制性管道陰極保護贏過負的電極極化電位差會引起電解質溶液比較容易滲入防腐層造成負極脫離，導致防腐層提前無效，而選用陰極保護管道陰極保護則不可能發生這樣的事情，加上工程施工和維護成本等要素，結合實際3PE管道一般選用陰極保護管道陰極保護法，其設計方案關鍵依照SY/T 0019—97《埋地鋼質管道犧牲陽極陰極保護設計規范》規定開展。在土壤電阻率非常高，不適合選用陰極保護的地區，提議選用強制電流法。防水套管對管道陰極保護電流量的屏蔽掉　　穿越重生道路、鐵路線的3PE天燃氣管道，依照設計要點 ，工程施工時要加設防水套管，而且防水套管與負責人中間得用絕緣層的支撐架支撐點，防水套管兩邊用柔軟的防水涂料堵漏，避免地表水進到防水套管內使主管產生浸蝕。但根據對鋼管防腐狀況的檢驗發覺，加設防水套管根本無法阻攔管道腐蝕的產生，并且加設防水套管的管道，主管產生浸蝕的情形越比較嚴重。原因是防水套管內主管可以獲得合理管道陰極保護的必備條件是主管與線管中間存有介電質，而嚴格執行規范施工的管路，防水套管與主管中間設絕緣支架，防水套管兩邊防水密封優良，地表水不可以進到，防水套管與主管中間的媒介是氣體，造成并沒有介電質。主管盡管加設管道陰極保護，但管道陰極保護電流量受空氣阻隔被徹底屏蔽掉，起不上一切功效，這就是防水套管對管道陰極保護電流產生了屏蔽掉。此外，在穿越重生防水套管工程施工時，人力拖、拽等實際操作往往會毀壞主管的防腐層，要是未及早發現并修復，管路直埋投入使用后，由于防水套管對管道陰極保護電流量的屏蔽掉，管道陰極保護失靈，防水套管內主管防腐層的破損的地方會處在當然空氣氧化、浸蝕的情況，并逐漸迅速蔓延。處理管道陰極保護電流量屏蔽掉的方法是什么：（1）穿越重生道路、鐵路線的管路，為操控浸蝕，能夠增加厚度及增多基礎埋深，盡量減少應用防水套管。（2）難以避免應用防水套管時，可以從防水套管內部結構采用部分的管道陰極保護。具體方法是：在防水套管里的主管上盤繞鎂陽極帶或鋅陽極氧化帶或組裝鐲式陽極氧化。當主管外防腐層為3PE防腐蝕時，推薦使用盤繞鎂陽極帶的部分管道陰極保護。組裝鎂陽極帶時，可選用機械設備打磨拋光的方式，漏出里邊的無縫鋼管3～5cm，主管上開挖一個適合自己的點焊，選用電弧焊接、鋁熱焊等焊接方式把鎂陽極帶一端電焊焊接到主管上，依據不一樣的管經依照一定的視角和間隔，貼緊管路的表面牢牢地盤繞（如下圖1所顯示）。對于不一樣管經，鎂陽極含有不一樣的盤繞視角：當天然氣管道外徑≤219mm時，鎂陽極帶沿管路表面定距且與管路徑向成30°角盤繞；當管道外徑為219～377mm時，沿管路表面定距且與管路徑向成45°角盤繞；當天然氣管道外徑≥377mm時，沿管路表面定距且與管路徑向成60°角盤繞。鎂陽極帶另一端也需要和起始點一樣，電焊焊接在主管上，并且2個點焊都需要搞好絕緣層防腐蝕。鎂陽極帶盤繞工程施工結束，防水套管兩頭應選用柔軟的防腐蝕、防水涂料密封性，并確保密封性優良，避免水或其它臟物進到。盤繞鎂陽極帶法的特點是工程施工簡單方便，主要缺點鎂的電位差較負，維護期限不是很長。圖1 帶條狀陰極保護的使用說明（3）難以避免加設防水套管時，還可以采用用別的綿軟原材料取代防水涂料添充防水套管兩邊的方法，只需能避免砂石等雜質進到就可以。由于當防水套管內有水或土壤存有時，能具有介電質的功效，管道陰極保護電流量根據物質產生控制回路，不容易被屏蔽掉。防水套管可視作土壤層物質的一部分，管道陰極保護電流量從防水套管表面注入，從防水套管內腔排出，再從主管外界注入，主管將遭受非常好的管道陰極保護。假如防水套管與主管間有特殊特性的電解質溶液化學物質，導電性能會更強，主管道陰極保護的功效會更強，其工作原理如下圖2所顯示。圖2 負責人與防水套管絕緣層且防水套管兩邊不密封性時的管道陰極保護基本原理　　雜散電流的安全防護　　雜散電流就是指在要求電源電路或用意電源電路以外流動性的電流量，雜散電流具體表現為直流電流、交流電路和地面中肯定普遍存在地電流量三種狀態，且分別有著不一樣的特性。以電氣化鐵路車子直流供電牽引系統造成的直流電雜散電流是導致油氣管道雜散電流浸蝕的主要因素。雜散電流浸蝕具備部分集中化特點，當雜散電流根據油氣管道防腐層的問題點或漏鐵點排出時，對該位置管路造成強烈的電化學反應，短時間就能夠導致破孔安全事故。防腐層的問題點或漏鐵點越小，相對應的電流強度愈大，雜散電流的部分集中化效用愈突顯，浸蝕速率愈快。對雜散電流的安全防護，一是從源頭上操縱和減少，定線時盡可能不與電氣化鐵路等雜散電流造成地區交錯。別的方式因要對鐵路線設備做出改變，現實中難以可行；二是采用排流對策。排流的方式有下列四種。（1）立即排流法。即把油氣管道與電氣化鐵路的負級或走動軌用輸電線立即相互連接。這個辦法不用排流機器設備，使用方便，工程造價低，排流效果明顯。但當管路的對地電位差小于走動軌對地電位差時，走動軌電流量會流向管路內造成倒流。故這個辦法只合適管地電位差始終高過軌地電位差、不容易造成倒流的場地，而這個機遇很少，因此該辦法有局限。（2）正負極排流法。因為負載的變化，變電站負載分派的變動等，管地電位差小于軌地電位差而造成倒流的狀況非常常見。為避免倒流，使雜散電流只有由管路注入走動軌，務必在排流路線中組裝單邊通斷的二極管整流器、逆電壓繼電器等排流設備。這類避免倒流的排流法稱之為正負極排流法。該辦法簡便易行，應用廣泛。（3）強制排流法。便是在油氣管道和走動軌的電氣接線中添加直流電流，推動排流的方式。在管地電位差正負性交替變化，電勢差小，且自然環境腐蝕極強時，還可以選用此防護措施。根據強制排流器將管路和走動軌連接，雜散電流根據強制排流器的整流器環排出到走動軌上，當無雜散電流時，強制排流器給管線給予一個管道陰極保護電流量，使管線處在管道陰極保護情況。強制排流法安全防護范疇大，鐵路停運時可對油氣管道給予管道陰極保護，但對走動軌的電勢遍布有危害，必須另加開關電源。（4）接地排流法。即;管路的排流電纜線并不是直接連接到走動軌上，反而是聯接到一個直埋協助陽極氧化上，將雜散電流從管線上流出至幫助陽極氧化上，通過土壤層再返回到走動軌上。接地排流法使用方便，但實際效果不顯著，必須協助陽極氧化，且協助陽極氧化必須定期更換。測試樁的設定　　測試樁是管道陰極保護系統軟件中不可缺少的設備,主要運用于管道陰極保護實際效果和運行參數的檢驗。在設計施工中，測試樁應當和別的管道陰極保護系統軟件與此同時組裝。組裝測試樁應當順著被維護管路的方位設置部位，可設定在地下和地面上，相互鄰近的2個測試樁間隔距離應當在1～3千米中間。假如管路通過城區或工業區，測試樁鄰近間隔距離不應該超出1千米。假如檢測到受雜散電流影響危害的區域，檢測設備的間隔距離更應該適度數據加密。測試樁安裝的條件一般為：被維護管路與溝通交流/直流電電氣化鐵路交叉式或是平行面段；組裝絕緣接頭的地區；聯接接地保護的地區；配有金屬套管的部位；被維護管路與其它管路或構造有聯接的地區；協助試片及接地系統聯接的地區；管路與周邊路面或是河堤交叉式根據的地區；穿越重生鐵路線或是水流的地區；與外界金屬構件房屋建筑鄰近的地區等。組裝測試樁時要最少有2個電纜線與被維護管路相互連接，并且采用的電纜線應該用顏色區別，或是做別的標示開展區別，而且要保證全程統一。陰極保護管道陰極保護系統軟件應設定充足的檢測設備，且應與管道陰極保護系統軟件同歩組裝。