浅谈PCCP管道阴极保护技术在腐蚀工程施工中的应用探析

来源:用户上传      作者:

　　摘    要：随着我国经济的不断发展，我国的水资源正在不断被消耗，在这过程中因为水资源分布的不够均匀，就导致我国需要根据水资源所在的实际位置开展调水工程。在南水北调管理施工过程中，就将阴极保护技术应用于PCCP管理中，这样的方式能够很好减轻对管道的腐蚀。本文主要先说明阴极保护技术的工作原理和特点，然后说明PCCP管道使用阴极保护技术的必要性，再说明PCCP管道阴极保护技术在腐蚀工程施工中的应用方案。
　　关键词：PCCP管道;阴极保护;腐蚀工程;应用
　　1  引言
　　现阶段，我国的阴极保护技术已经成熟，并且被广泛应用于海水、淡水中的钢质管道中。为了能够减少外界环境对PCCP管道的破坏，在PCCP管道中应用阴极保护技术，在PCCP管道中大约每一百米组成一组，然后将电进行连续连接，通过电化学的原理，将需要进行保护的管道进行结构极化处理，这样能够使得电位向负极运动，能够保证在周围环境的情况下处于阴极，始终保护着管道不受腐蚀。
　　2  PCCP管道阴极保护技术的原理和特点
　　能够将需要进行保护的金属和另外一种处于负电位的金属进行连接，这样就能够根据金属自身的化学反应溶解所释放的电流让金属能够达到阴极极化，从而实现对管道的保护，这种方法就被称之为是阴极保护技术，这种技术虽然发展时间较短，但是却取得了很好的效果。这种技术的特点就是在保护过程中并不需要任何电流的辅助，而且不对周围的金属造成影响，并不干扰周围的金属，虽然无法控制电流输出，但是却能够自身进行自动调节，而且不容易损坏覆盖层。在首次调节后就不需要定期进行管理，在保护过程中能够让电流分布均匀[1]。
　　3  PCCP管道使用阴极保护技术的必要性
　　PCCP管道作为一种新型管道，其中的构成分别有钢筒、高强预应力钢丝还有高强混凝土等等这些物质所构成，这样的管道不仅能够抗渗漏，还能够延长使用寿命，能够保证在一定的压力下不损坏，如果出现损坏，维修工作较为简单，被广泛的应用于管道工程中。我们就对PCCP管道腐蚀的原因进行分析，PCCP管道本身的水灰比例为0.28～0.3，具有很高的泥浆密度，这样就能够很好的减少土壤和水对于管道的侵蚀。而且砂浆具有很好的碱性，这就能够为管道提供一个钝化的环境，在管道的表面形成一层钝化膜，保护管道不受到侵蚀[2]。但是因为管道的保护层材料具有较多的细孔，这种细孔不管怎么进行操作都会存在，而且在生产管道过程中还会因为砂浆自身产生的物理现象而出现裂缝，那么在使用过程中，周围环境就会对管道进行腐蚀，因为管道受到破坏就会出现开裂现象。在掩埋管道过程中，管道周围环境中所存在的氯离子就会通过这些细孔深入到钢丝表面，这样就会产生化学反应导致管道受到腐蚀，如果钢丝受到腐蚀出现断裂现象，一旦受到外界应力，就会导致更多的钢丝出现断裂，存在一定的危险。相关的研究可以看出，如果含有腐蚀性的物质渗入到砂浆的保护层，就会导致PCCP管道出现爆管现象。
　　通过对南水北调中北京地区的PCCP管道进行研究可以发现，因为PCCP 管道的周围环境种类较多，而且穿过的地质情况较为复杂，对于电流的正常走向存在影响，如果PCCP管道的所埋的深度过深，就无法在运行期间对其进行阴极保护措施，受到周围环境中媒介的影响，管道周围的环境在一定程度上直接影响到自身的使用寿命。而且还受到管道在运输过程中的影响，管道在运输过程中难免会受到磕碰，而且这些磕碰都是无法避免的，这样就会导致管道自身的表面遭到破坏或者是老化，通过使用阴极保护技术就能够防止管道出现腐蚀，即使管道的表面存在问题，也能够降低阴极保护所需要的电流，能够保证结构表面电流表面分布更加均匀，达到保护的效果。
　　4  PCCP管道阴极保护技术在腐蚀工程施工中的应用方案
　　4.1  保护方案
　　阴极保护能够保证金属不受到腐蚀，主要是在腐蚀工程施工过程中，阴极保护技术能够向管道输送足够的阴极电流，这样能够形成相应的化学反应，从而减少周围环境对其的腐蚀。阴极保护技术分为两种方法，分别是牺牲阳极阴极保护法和外加电流阴极保护法[3]。
　　牺牲阳极阴极保护就以带状锌阳极阴极保护为例，将其和管道进行连接，在同一环境中两者就能够形成一个新的腐蚀原电池，这样就能够将在腐蚀工程下需要保护的管道作为阴极，将带状锌阳极阴极作为阳极，这样带状锌阳极阴极就能够先被其溶解，将身上的电子转到腐蚀工程管道上，进而达到保护管道的目的。外用电流阴极保护就是直接使用外部的电流作为阴极，来将电源的负极和管道进行连接后，将需要进行保护的管道变成负极来实现保护目的。
　　在对腐蚀工程使用PCCP管道阴极保护时，使用带状锌阳极阴极保护就能够使得管道存在的电流更加均匀，相比于一些其它技术来说，并不会产生过负的电位，这样才能够减少氢脆的出现，而且不需要外部电源，对于土壤的依赖性较小，能够很好的保护腐蚀工程中的管道[4]。
　　4.2  标准和要求
　　首先，需要保证管道的极化电位差必须要超过100mv，也就是在PCCP管道中所需要被保护的所有材料和在自然防腐所需要的电位总差超过100mv就可以，这样就能够很好的保护在腐蚀工程下的管道，还有就是在实际进行操作时，需要通过对极化建立的测量和电位偏移量的检查来查看是否满足要求。其次，要保证阴极保护最低负电位需要超过-1000mv，这一目的主要是为了能够减少预应力表面可能出现的析氢现象，避免预应力出现氢脆。最后，要明确阴极保护技术的使用期限为25年，其中所使用的电流密度为1mA/㎡。
　　4.3  带状锌阳极安装
　　在腐蚀工程施工过程中，对于PCCP管道的保护就应该使用带状锌阳极技术，应该将带状锌阳极放置于阳极沟内，阳极沟的使用规格应该为宽度200mm，深度100mm，在阳极的周围需要使用相应的化学填料进行填充，还需要在这过程中使用相应的措施来阻止填料和泥土的混合，在保证条件符合的情况下，可以将其泡在水中，并且使用压接的方式将阳极电缆和带状锌阳极进行连接，使用相应的连接套保证不会受到腐蚀。对于带状锌阳极的安装要和管道同时进行，对于已经安装完成的管道可以安装在回填层上。
　　5  结语
　　总的来说，将PCCP管道阴极保护技术应用于腐蚀工程中，能够很大程度上减少管道被腐蚀程度，增加管道使用寿命。在使用阴极保护技术过程中，需要根据相關专业人员的指导结合自身工程的实际情况，来进行有效施工，这样才能够保证PCCP管道阴极保护技术在腐蚀工程中被有效应用，来推动我国PCCP管道阴极保护技术的发展，为我国经济建设提供帮助。
　　参考文献：
　　[1] 张博文.油田管道阴极保护技术现状及趋势探讨[J].化学工程与装备，2019（6）：262～263.
　　[2] 陈金忠，王俊杰，马义来，何仁洋，靳阳.基于电流测量的管道阴极保护状态内检测技术[J].无损检测，2018（6）：9～11+31.
　　[3] 刘翔.油气管道阴极保护技术现状与发展趋势研究[J].中国石油和化工标准与质量，2018（9）：183～184.
　　[4] 尤子睿.供水PCCP管道牺牲阳极法施工及检测技术[J].水科学与工程技术，2017（6）：51～53.
　　[5] 韩成.浅析阳极材料对PCCP管道阴极保护效果的影响研究[J].水利建设与管理，2017（11）：23～26.
　　[6] 程飞.地下钢制管道阴极保护技术现状与应用[J].当代化工，2017（9）：1891～1893.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15035912.htm