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库尔勒市燃气管道区域性阴极保护的应用
施工技术

库尔勒市燃气管道区域性阴极保护的应用

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  一、库尔勒市燃气管道防腐现状

  库尔勒市燃气管道为埋地钢质管道,截止2005年工程竣工管径Φ200mm的管道长度为8095米,管径Φ150mm的管道长度为1554米;外防腐层为聚乙烯防腐,属于单一防腐。由于南疆地区降水较少,库尔勒市地区的土壤电阻率ρ为15~30Ω·m,电阻率值较高,而土壤电阻率是判断土壤腐蚀性的重要指标,因此土壤对管道的腐蚀较严重。

  二、区域性阴极保护的设计

  1、浅埋式牺牲阳极技术简介

  牺牲阳极防腐依据的是腐蚀的电化学理论,它采用比被保护金属电极更负的金属材料和被保护金属连接,在电解质(土壤)中形成原电池作为保护电源,电极较负的金属阳极在输出电流中优先溶解,使金属构筑物成为阴极而实现保护的方法称为牺牲阳极法。如图所示:

  2、牺牲阳极类型的选择

  牺牲阳极的设计寿命一般应大于8年,牺牲阳极的选择是根据保护对象、适用环境及电解质电阻率而定。根据前期的调研知库尔勒市的土壤电阻率值,阴极保护的对象是燃气管道,所以本工程选用11公斤/支的高电位镁合金牺牲阳极。

  3、设计参数的选择

  (1)保护电流密度I的选择:最小保护电流密度I是阴极保护重要参数之一,根据《管道防护手册》的要求,结合库尔勒市燃气管道的实际情况,保护电流密度取0.5mA/m2。

  (2)最小保护电位V的选择:最小保护电位V也是阴极保护重要参数之一,它相对于硫酸铜参比电极的最小值为-0.85V。

  (3)设计寿命为20年。

  4、计算参数

  三、牺牲阳极的安装及检测

  1、牺牲阳极的安装

  牺牲阳极埋设采用卧式,每两支一组安装在距管道两侧3-5米处,埋深最小不得小于0.5米。牺牲阳极用阳极填包料(MgSO4、石膏粉)充分包裹,阳极引线用铝热焊焊接在管道上,焊点进行绝缘防腐处理。阳极安装完毕,进行土壤回填,回填时用原土、质细无石子(不可用砂子),阳极被填土掩盖,当回填土层达0.5米时,在阳极坑灌水使之达饱和状态,并继续回填夯实,使填包料更好地降低系统的接地电阻以利于较大的输出电流。

  2、保护电位检测

  (1)检测装置有:测试桩、检查片、便携式参比电极。 (2)工程结束后,就本系统对库尔勒市燃气管道的保护电位进行了检测,检测数据如下表:

  3、检测数据分析

  通过上表的保护电位检测数据,保护电位均大于设计的最小保护电位-0.85V,说明本系统对库尔勒市燃气管道的区域性阴极保护达到了较好的效果。

  四、结束语

  通过对库尔勒市燃气管道进行区域性阴极保护系统实施,浅埋式牺牲阳极的方法具有以下优点:无需外部电源、对临近金属构筑物干扰小、便于施工,经济性较好、安全可靠、寿命长、保护电位均匀,利用率较高。

  参考文献

  1、SY/T0019-97《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》

  2、SYJ 400-90《长输管道阴极保护工程施工及验收标准》

  3、Q/SY29.1~29.3-2002 《区域性阴极保护技术规范》

  4、胡士信 《阴极保护工程手册》 化学工业出版社

  5、俞蓉蓉 蔡志章 《地下金属管道的腐蚀与防护》 石油工业出版社