犧牲陽極陰極保護(hù)施工環(huán)節(jié)控制

黃育民

摘要：介紹城市燃?xì)饴竦劁摴芨g成因，以及針對管道腐蝕采取相應(yīng)措施，從材料選購到施工各環(huán)節(jié)的控制，注重人的因素是影響陰極保護(hù)施工質(zhì)量的關(guān)鍵，規(guī)范施工要點(diǎn)減少人為操作的失誤，有利于提高整體犧牲陽極陰極保護(hù)（簡稱“陰保”）施工質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：腐蝕成因；措施；環(huán)節(jié)控制

概述：燃?xì)夤艿朗浅鞘谢A(chǔ)設(shè)施之一，并肩負(fù)供應(yīng)能源重任，維護(hù)和建設(shè)好城市燃?xì)夤艿啦⒋_保其安全運(yùn)行是運(yùn)營企業(yè)的必然選擇。企業(yè)在管道投資建設(shè)時期即采取有力措施，規(guī)范及健全施工管理制度，利用加裝鎂陽極等措施來加強(qiáng)對埋地燃?xì)饨饘俟艿赖谋Ｗo(hù)，同時針對燃?xì)夤艿狸幈Ｊ┕じ鳝h(huán)節(jié)的控制，提高施工質(zhì)量具有重要意義。本文就各施工各環(huán)節(jié)作重點(diǎn)探討。

1腐蝕成因

導(dǎo)致埋地鋼管腐蝕因素很多，成因復(fù)雜，從引起鋼管腐蝕的界面看，可分為內(nèi)腐蝕和外腐蝕。外腐蝕主要是鋼管體與土壤、空氣、地下水接觸造成腐蝕，以及雜散電流腐蝕和宏觀電池腐蝕等；內(nèi)腐蝕是由于管道內(nèi)腐蝕介質(zhì)環(huán)境，如高溫、高壓、硫化氫、氧、水等流體介質(zhì)因素造成內(nèi)壁腐蝕。

埋地鋼管外腐蝕主要類型有：

電化學(xué)腐蝕：由于土壤中含有水和空氣，水和空氣的結(jié)合在鋼管金屬表面形成了一層電解質(zhì)溶液，電解質(zhì)與鋼管里的鐵和少量的碳形成微小的電池。在這些微電池里，鐵是負(fù)極，碳是正極。鐵因失去電子而被氧化，電化學(xué)腐蝕就此產(chǎn)生；另外，金屬的化學(xué)成分不均勻或金屬物理狀態(tài)不均勻等因素也造成電化學(xué)腐蝕。

雜散電流腐蝕：自然界形成的電流及各種電器設(shè)備接地或漏電，這給土壤提供并形成雜散電流源，雜散電流通過管道破損點(diǎn)進(jìn)入管道，在電流流入端的管道因獲得電子而得到保護(hù)，在電流流出的管段因失去電子使得管壁變薄，失去電子的管道因而受到腐蝕。雜散電流所引起的腐蝕比由自然土壤引起腐蝕激烈，腐蝕速度快。雜散電流高危區(qū)，如高壓輸電系統(tǒng)附近、機(jī)動軌道供電系統(tǒng)附近等。

微生物腐蝕：微生物腐蝕是指由微生物細(xì)胞在其新陳代謝時產(chǎn)生的中間產(chǎn)物或最終的分泌物引起的材料的腐蝕，以及外酵素等導(dǎo)致材料失效。微生物腐蝕是多種菌類是共處一起，如硫酸鹽還原菌、硫氧化菌、腐生菌、鐵細(xì)菌和真菌等，其新陳代謝中的分泌物在還原過程使材料受損而失效。

鋼管的內(nèi)腐蝕：鋼管內(nèi)壁腐蝕主要受流體介質(zhì)影響，隨著生產(chǎn)工藝技術(shù)的提高，流體內(nèi)的硫化物、水分等有害成分基本得以除凈，流體介質(zhì)及環(huán)境等對鋼管內(nèi)壁腐蝕已大幅減少，故本文不詳細(xì)探討。

2防腐措施

①犧牲陽極陰極保護(hù)：是一種施工簡便、防護(hù)針對性強(qiáng)，效果佳的保護(hù)方法，已被廣泛應(yīng)用。不同區(qū)域土壤有不同性質(zhì)，對于土壤電阻率ρ>15Ω·m及土壤性質(zhì)復(fù)雜時，建議采用高電位鎂合金陽極，其電位可達(dá)-1.75V（見圖表1.1）。鎂陽極安裝密度可根據(jù)實(shí)際調(diào)整，以燃?xì)?*公司的DN800高壓管為例，在城區(qū)敷設(shè)的管段，其土壤性質(zhì)復(fù)雜，腐蝕性也強(qiáng)，采用14KG鎂陽極每間隔250米一組，而在山區(qū)地段放寬到500米一組，定向鉆、頂管除外。陰極保護(hù)管段有效長度，請參考GB/T 21448-2008 埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)技術(shù)規(guī)范。

②外加電流陰極保護(hù)：采用外部電源，用較低的電流及電壓輸出持續(xù)的電源供給溶解性陽極（如廢鋼鐵或其他材料），溶解性陽極電流經(jīng)土壤流向被保護(hù)金屬管道，處于電位低的金屬管道獲得保護(hù)。此方法運(yùn)行維護(hù)成本較大，需穩(wěn)定的電源供應(yīng)，同時易引發(fā)雜散電流，導(dǎo)致過保護(hù)等缺點(diǎn)。

③排流保護(hù)：將在管道中流動的干擾電流，通過直接或間接形式把干擾電源流向干擾電源負(fù)極，以達(dá)到防止電蝕目的。

④其他綜合性防腐措施。

3防腐施工

犧牲陽極陰極保護(hù)是防止埋地鋼管腐蝕措施之一，施工各環(huán)節(jié)控制探討如下：

3.1材料控制

用作犧牲陽極材料有鎂合金、鋅合金犧牲陽極、高硅鑄鐵陽極等，當(dāng)土壤環(huán)境濕潤的，鎂陽極工作性能良好；干燥土壤其電阻率高，不利于陽極電流輸出，這導(dǎo)致陽極失效的可能。在購買陽極前，需實(shí)地檢測土壤性質(zhì)，根據(jù)實(shí)際情況選購或定制產(chǎn)品。

3.2施工準(zhǔn)備

陽極棒均用膨潤土填包料包裹，注意要使填包料均勻的包裹陽極棒，這一動作在陽極包浸泡前完成；同時浸泡要透徹，一般提前24小時浸泡方可達(dá)要求；施工時選擇地勢平緩和相對低位安裝，既有利于施工也確保地下水較多；對有礙施工作業(yè)因素及時清除，拓寬作業(yè)面，加固邊坡防止坍塌，沙土或地下水位快速上漲等因素都將影響施工質(zhì)量，充分的工作準(zhǔn)備是施工前必不可少的。

3.3施工環(huán)節(jié)控制

①犧牲陽極的安裝由經(jīng)培訓(xùn)的專職人員負(fù)責(zé)安裝。由于陰保施工技術(shù)含量低，并未引起施工單位重視，在安排施工人員存在隨意性。如施工人員未經(jīng)培訓(xùn)，其操作手法、步驟不一或不懂如何安裝，施工質(zhì)量難以保證；

②管道上焊線窗口開設(shè)，宜采用鏟刀，窗口防腐層周邊圓滑，無菱角毛刺，使用磨光機(jī)或火苗開設(shè)焊線口將會破壞管體或周邊防腐層，避免使用。窗口鋼體表面要求裸露金屬光澤，焊點(diǎn)及作業(yè)面保持清潔；

③焊接前、后的金屬面避免接觸水。鋼管體內(nèi)含水份很少或幾乎不含水，人為的用水清洗金屬面是非常錯誤的行為，這給鋼體局部增加滲水機(jī)會，如干燥不到位，增加點(diǎn)腐蝕機(jī)會；焊接線必須牢固，無脫落的散線；若底部未清潔或過度火烘烤焊接面，易導(dǎo)致脫焊虛焊，建議人為對已焊接好的電纜線作

④防腐底漆建議采用無溶劑環(huán)氧防蝕涂料。對于通風(fēng)條件差及作業(yè)環(huán)境惡劣的尤其適合使用不含水份的無溶劑環(huán)氧防蝕涂料，這可提高施工質(zhì)量乃至施工進(jìn)度；防腐底漆涂刷是給裸露金屬表面貼身保護(hù)關(guān)鍵一環(huán)，不能省。

⑤天窗填充，熱溶膠填充天窗要求平緩過渡，避免將未熔的填充膠強(qiáng)行填充接線窗口，同時注意線端上下填充嚴(yán)密，防止地下水從線端底部滲透到焊接點(diǎn)；

⑥補(bǔ)傷片的粘貼均勻牢固，內(nèi)無氣泡。窗口周邊防腐層適當(dāng)打毛并預(yù)熱，待補(bǔ)傷片預(yù)熱至柔軟時粘貼密封窗口，補(bǔ)傷片邊緣宜超出窗口5～10厘米；距離焊點(diǎn)接線預(yù)留30～50厘米作U型線固定于管體上，避免因回填土或管位變動拉開線口；

⑦其他注意事項(xiàng)控制，陽極包放置應(yīng)滿足管理需求，分別作好標(biāo)記，陽極包距離管壁應(yīng)符合0.5～5.0米內(nèi)（如上圖示），同側(cè)敷設(shè)的兩陽極包間距需大于2.0米。回填土前需給土壤注大量水，保證陽極包周邊土濕潤；回填過程中，焊接線、陽極包連線迂回鋪設(shè)引至地面，接線樁埋設(shè)應(yīng)考慮以后運(yùn)行時檢測的方便性和具有防盜功能。

4結(jié)語

埋地燃?xì)怃摴苁┕そㄔO(shè)涉及面廣，犧牲陽極陰極保護(hù)的安裝是其中之一，現(xiàn)場管理人員和施工作業(yè)人員工作態(tài)度對每一環(huán)節(jié)施工質(zhì)量致關(guān)重要，規(guī)范施工管理和作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)各環(huán)節(jié)施工監(jiān)督，是提高整體工程施工質(zhì)量的有力保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]《油氣管道防腐蝕工程》中國石化出版社 石仁委 龍媛媛 編著

[2]埋地燃?xì)夤艿赖母g與防腐（工程技術(shù)），張洪剛、李洪君

[3]GB/T 21448-2008 埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)技術(shù)規(guī)范