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直埋蒸汽管道阴极保护工程
施工技术

直埋蒸汽管道阴极保护工程

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  【发布单位】

  交通行业重点实验室

  【作者】

  【发布日期】

  2006-03-13

  完成单位:

  大连海事大学-船机修造工程交通行业重点实验室

  完成形式:

  独立完成

  成果验收时间: 2003年9月25日

  参加人员: 马永庆,张占平,王天贵,孙俊才,季世军

  成果主要内容:

  1.主要技术内容

  1.5km直埋钢质蒸汽支线是对用户供汽的重要设施。该支线的管道为钢套钢结构,内管管径为φ159,外管为φ529,两管间填充保温材料。管线埋深为1.5m,材料为碳钢,外管管壁温度50°C左右,其外防层为石油沥青,管线总长度为1.5km。

  从所提供的沿线工程地质初步情况看,沿线的土壤层较薄,厚度为0.6m和1~1.4m,以下为风化岩。因此这种土壤在旱季少雨时的土壤电阻率较高,土壤的腐蚀性较弱,但此时的土壤是富氧的。在雨季时,土壤变得潮湿而富氧,土壤中各种盐类的离子化降低了土壤电阻率,提高了土壤的腐蚀性。尤其是管壁温度为50°C左右时,既加速了管壁钢中铁离子的阳极过程和盐类的离子化倾向,又由于在此温度下,水中溶解氧明显减少,在管壁表面形成水线腐蚀。因此,此种土壤在雨季,尤其是干湿频繁交替的季节,对管线的腐蚀性很强。

  蒸汽支线杂散电流干扰电位的测试在靠西安路一侧的管线上进行,其测试结果为,大部分电位为-0.4V~-0.46V(相对于饱和硫酸铜电极,下同),而在道旁电车的其它地段的电位为:-0.60V~-0.61V,前者电位的正移量大于100mv,可以确定蒸汽支线受到较强的杂散电流腐蚀。

  采用柔性阳极技术,沿管线铺设柔性阳极,以白山路为界,分为两个阴极保护区,由两台整流器向两段管线提供阴极保护电流,沿线设测试桩,测量阴极保护效果,在局部受杂散电流腐蚀管段,采用镁阳极排流保护。

  1) 阴极保护的有效期为20年;

  2) 在有效保护期内,被保护的埋地钢质管道的保护电位负于-0.85伏;

  3) 在有效保护期内,被保护的埋地钢质管道保护度大于80%~90%;

  4) 消除杂散电流引起的管地电位正移现象。

  2.技术特点使用范围:

  埋地管线阴极保护的方法有两种:强制电流阴极保护和牺牲阳极阴极保护。由于沿线地质条件较差,土层薄,管道下主要是风化岩地质,因此不能采用强制电流阴极保护中的深井阳极地床技术;牺牲阳极技术不适用于高电阻率土壤中的旧管道保护,采用镁带的问题是费用高(超过30万元),施工难度也不小。兼顾技术和经济两个指标,选择强制电流阴极保护中的浅埋阳极地床技术。在该技术中首推柔性阳极技术,其次是费用稍低的浅埋阳极地床,后者由于是分立式地床,产生的电场为球形电场,使阴极保护电位沿被保护管线呈对数曲线的递降趋势。柔性阳极技术在本方案中的优点是:保护电位沿管线分布均匀;对近旁的其它地下金属结构物干扰影响小;对管道外防腐层破损层严重的也能实现有效的保护。另外,对于靠近西安路一侧的遭受杂散电流腐蚀的局部管段,采用镁合金牺牲阳极进行排流,其优点是可起到排流和保护的双重作用。适用于城市钢制埋地管线阴极保护。

  3.已应用情况

  本次阴极保护的对象是由西安路到民政街的直埋蒸汽支线的外套钢管,其管径为φ529。不保护其支线和其它埋地管线。受保护的蒸汽支线总长为1.5km。阴极保护系统施工完成后,2003年9月18日对两个测试桩测试其系统保护电位是-1.25V。