长距离埋地管道外加电流阴极保护施工技术

1、长距离埋地管道外加电流阴极保护施工技术长距离埋地管道外加电流阴极保护施工技术大纲,外加电流阴极保护作为控制管道腐化的一种电化学方法,是延长管道使用寿命和增加管道安全的保证。本文主要介绍了外加电流的阴极保护原理、阴极保护的方法、辅助阳极的选择与计算,各项参数的测试过程等问题,让读者能够对长距离埋管道外加电流阴极保护技术有个比较清楚的认识。要点词,埋地管道,外加电流,阴极,阳极,施工技术中图分类号,TU74文件表记码,A文章编号,随着我国经济发展和城市化进度的加速,各种长距离输送管道迅速增加。长距离管道输送因其运营成本廉价、不占用交通资源、节能环保等特点在能源、电力、建材的多个领域获得宽泛应用。长

2、距离输送管道因其压力特点宽泛采用螺旋焊接与直缝焊接收,该钢管拥有强度高、可靠性高、适应性强等优点,但耐腐化性差,使用寿命一般不高出25年。为延长钢管寿命目前主要采用的防腐方法为外加电流阴极保护。阴极保护原理1所谓的外加电流阴极保护,既是一种控制金属电化学腐化的保护方法,也是一种基于电化学腐化原理而发展的一种电化学保护技术。在由阴极保护系统构成的电池中,氧化反应多集中发生在阳极上,从而控制住作为阴极的被保护金属的腐化。由外电路向金属通入电子,以供去极化剂还原反应所需,从而使金属氧化反应,失电子反应,碰到控制。当金属氧化反应速度降低到零时,金属表面只发生去极化剂阴极反应。理解阴极保护原理能够从电极

3、反应、极化反应等诸方面进行。1.1电极反应方面选择任意构成的电化学电池,其低电位的一端为电池的阳极,以发生氧化反应为主要特点,高电位的另一端为阴极,以发生还原反应为主要特点。由于电池的阳极和阴极之间存在着电位差,外面电连接的阳极和阴极之间将有电流流过电池,从而加速了阳极一端的腐化,同时控制阴极的腐化,使阴极金属获得阴极保护。1.2极化反应方面依照混杂电位的理论,金属表面上局部阳极和局部阴极经过各自的极化而汇聚至一个共同的混杂电位,即金属的自腐化电位Ecorr,此时局部阳极的氧化反应速度与局部阴极的还原反应速度相等,即等于金属的自腐化电流icorr。当阴极极化至任意电位时的外加电流,都与此时极化

4、后的局部阴2极的还原反应电流与局部阳极氧化反应的电流之差相等。当阴极极化使金属电极电位负移至局部阳极反应的平稳电位Ee,a时,外加极化电流几乎就等于局部阴极电流,由于此时的局部阳极电流已可予以忽略不计,自然此时铁上腐化也就被完好抑阻了,即获得了完好阴极保护。阴极保护方法及其应用为了实现阴极保护,我们能够采用外加电流和牺牲阳极等两种方法来实现目的。两种方法的保护原理相同,可是供应阴极电流的方式不相同,且由此衍生出的设备装置和技术要求都有很大不相同。2.1外加电流法阴极保护外加电流阴极保护的方法是经过外加直流电源以及辅助阳极,迫使电流从土壤中流向被保护金属,使被保护金属结构电位低于周围环境来实现的

5、。外加电流阴极保护主要应用于保护大型或处于高土壤电阻率土壤中的金属结构,比方,长输埋地管道,大型罐群等。2.2牺牲阳极的阴极保护该方法是将电位更负的金属与被保护金属连接,并处于同一电解质中,使该金属上的电子转移到被保护金属上去,使整个被保护金属处于一个较负的相同的电位下。目前,电化学保护发出应用除海水或河流中钢铁设备的保护外,还应用于防范电缆、石油管道、地下设备和化工设备等的腐化。3牺牲阳极埋设有立式和卧式两种,埋设地址分轴向和径向,其在管道的分布宜采用单支或集中成组两种方式。阳极与管道的距离,一般情况下阳极埋设地址应距管道3,5,最小不宜小于0.3,成组埋设时,阳极间距以2,3,为宜。辅助阳

6、极的选择与计算3.1阳极地址的选择与考虑因素由于阳极地址的选择直接关系着阴极保护的收效,因此辅助阳极在阴极保护系统中的作用是不必置疑的。平时情况下,管道干线阴极保护只有一组阳极地床,且它与管道的垂直距离都在数百米以上,同时与管道之间也没有障蔽物体。因站区内保护体很多,分布范围较小,使地域性的阴极保护较为复杂的,若要减少被保护体之间的相互障蔽,使被保护体的电位能够平均分布,就必定设多组阳极,而阳极的地址重要性也突显出来。在已经运行的站区阴极保护系统中,曾有过因选位存在无法战胜的问题,令有的阳极床到此刻未能投入运行。因此,在设计过程中,不但要考虑保护体间的障蔽及电位均衡问题,而且还应试虑保护体的绝

7、缘情况,应进行模拟实验后,经过计算来确定辅助阳极的地址。在阴极保护选定的同时应在预选站址与管道的一侧选择阳极安装的地址,其考虑的因素主要有,?地下水位较高或商场低洼处,?土层厚,无块石,便于施工,?土壤电阻率小于50欧姆米,?对周边的地下金属修筑物搅乱小,阳极4地床与被保护管道之间不得有其他埋地金属管道,?考虑阳极周边低于近期发展规划防范重复迁居。3.2阳极数量与接地电阻大体有60%的阴极保护电能要耗资在阳极接地电阻上,因此阳极资料的选择和埋设方式,以及场所的选择,都对减少电阻节约电能都是至关重要的。首要考虑所选择的阳极资料必定有优异的导电性能,能够在于与土壤或地下水接触时产生牢固的接地电阻,

8、就算是在高电流密度下,有能够表面极化较小,化学牢固性好,在恶劣环境中腐化率小,有必然的机械轻度并便于加工和安装。阳极数量与接地电阻成反比关系。在必然范围内增加阳极支数会起到降低接地电阻的作用。但是由于阴极的障蔽效应,经常增加很多阳极,而降低电阻却很少。数值阳极接地电阻计算公式多支竖直阳极接地电阻计算公式阴极保护主要参数及测量4.1阴极保护参数自然电位,自然电位会随着金属结构的材质、表面情况以及土质的情况、含水量等因素不相同而异,一般有涂层埋地管道的自然点在之间在雨季土壤湿润时,自5然电位会篇幅,一般取平均值0.55V最小保护电位,一般认为,金属在电解质溶液中,计划电位达到阳极区的开路电位,就能

9、够达到完好保护。最大保护电位,保护电位不是越低越好,是有限度的,因此必定将电位控制在比析出氢气电位稍高的电位支,此点位成为最大保护电位。-0.85-1.2v之间。最小保护电流密度,使金属腐化下降到最低程度或停止时所需要的保护电流密度,称为最小保护电流密度,统称为10-30Ma/m2瞬中断电电位,在切断被保护结构的外加电源或牺牲阳极0.20.5秒钟内读取的结构对地电位。4.2阴极保护参数的测量,近间距电位,本方法适用于对管道阴极保护的有效性进行全面的议论。本方法能够测得管道沿线的通电电位和断电电位,结合直流电位梯度法,能够全面议论管道的保护情况和查找防腐破坏点。本方法不适用于保护电流不能够同步中断的管道,以及破坏点位于电解质接触位于电解质接触的管段。应用模范阴极保护行业在国内的发展已日趋成熟,随着行业及国家标准的日趋完满,阴极保护专业技术与实质性能也越来越被长输管线、及储油罐大型项目的投资者所喜欢,过去投资6过的项目经过几年的检测与评估确实达到了优异的收效。怎样做到投资与收效一致,必定做到设计现场实质测量察看且选择有名度较高、技术过硬的阴极保护厂家。我公司的阿根廷铁矿长距离精粉输送管道中采用了此项施工