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城市埋地燃气管道阴极保护防腐技术分析

发表时间：2021/3/16 来源：《城市建设》2021年1月作者：邓丽华

[导读] 从城市地埋管道的特点上来看，在埋设的过程中受杂散电流的影响比较大，同时地表的各种活动也会对管道的埋设产生影响，在埋设施工的过程中需要考虑到土壤环境，以及管道土层的性能，以防止所埋设的管道在实际的使用中出现腐蚀的问题。本文基于城市城市埋地燃气管道的应用实践出发，研究了导致管道腐蚀的原因，结合管道的埋设环境探究阴极保护在管道防腐中的作用，并总结了阴极保护技术在城市埋地燃气管道防腐蚀施工中的应用，希望能

山东省烟台新奥燃气发展有限公司邓丽华 264000

摘要：从城市地埋管道的特点上来看，在埋设的过程中受杂散电流的影响比较大，同时地表的各种活动也会对管道的埋设产生影响，在埋设施工的过程中需要考虑到土壤环境，以及管道土层的性能，以防止所埋设的管道在实际的使用中出现腐蚀的问题。本文基于城市城市埋地燃气管道的应用实践出发，研究了导致管道腐蚀的原因，结合管道的埋设环境探究阴极保护在管道防腐中的作用，并总结了阴极保护技术在城市埋地燃气管道防腐蚀施工中的应用，希望能够进一步提升城市埋地燃气管道的防腐蚀能力，完善城市城市埋地燃气管道系统。
关键词：城市埋地燃气管道；阴极保护；防腐措施
        城市埋地燃气管道由于埋设的环境比较复杂，因此在实际的应用中容易出现管道腐蚀的问题，具体来说，相关管道在应用的过程中，会受到使用年限，埋设土壤环境，以及雨水侵蚀等因素的影响，尽管目前城市埋地燃气管道都采取了一定的防腐蚀措施，但是在实际的使用中，管道本身的防腐蚀能力会逐步下降，从而引发管道泄漏等严重的问题。目前来看，通过应用阴极保护技术能够起到较好的管道防腐蚀效果，因此需要加强对阴极保护技术的研究，进一步提升阴极保护技术在城市埋地燃气管道中的应用水平，从而保证城市埋地燃气管道能够稳定运行，提升城市埋地燃气管道工程的社会效益以及经济效益。
        1城市埋地燃气管道腐蚀原因分析
        目前城市埋地燃气管道主要采取的防腐措施就是在管道上涂刷防腐层，常见的有，3PE防腐涂层，环氧煤沥青防腐涂层等，通过涂刷防腐涂层能够在一定程度上提升管道的防腐蚀能力。但是相关防腐涂层在应用的过程中防腐蚀性能会不断下降，同时防腐蚀材料对材料的加工，以及运输都有一定的要求，在涂刷的过程也容易出现针孔漏洞的问题，影响涂层的防腐蚀效果，另外在实际的应用中，受地面活动以及地下土壤环境的影响，涂层本身的缺陷会被进一步放大，最终导致防腐能力丧失。
        城市埋地燃气管道的腐蚀问题如果得不到有效的解决，不仅会增加管道维护的成本，同时还会引发严重的安全事故，从实际的使用情况上来看，主要存在以下几点导致管道腐蚀的原因：首先，城市环境中的杂散电流较多，相关电流会对管道的土层产生破坏，同时还会进一步加速管道的腐蚀过程；其次，目前我国对于管道土层的检测标准尚未完善，因此相关土层的涂抹流程，以及涂层本身的质量会出现一定的问题，在长时间的使用后，涂层与管道的结合度会逐渐下降，导致涂层会在管道上出现不同程度的剥离；再次，在实际的施工中，由于不规范的施工操作，因此在涂抹防腐层的过程中也会对表面涂层产生一定的损伤，影响了涂层严密性，在长期的使用后，涂层的防腐蚀能力下降；。最后，部分城市的地下水位较高，因此，土壤的透气性得不到保障，同时土壤中的腐蚀性细菌的含量比较高，这也会在一定程度上加快管道的腐蚀。
        2.阴极保护在城市埋地燃气管道中的应用
        2.1外加电流阴极保护技术
        从外加电流阴极保护技术的防腐蚀设计上来看，主要由外部的防腐层，测试桩，阳极地床以及结缘法兰等构成。

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从该技术的防腐原理上来看，外加的直流电源会对阳极产生帮扶作用，加强的电子流能够从土壤中流出，并转移到被保护的金属上，通过这样的设置，结构电位会被降低，根据氧化还原相关理论，被保护的金属属于阴极，而非溶性物质为阳极，二者处于统一电解质内，通过将极性不同的带直流电源在二者中间进行设置，在接通电源后，阳极的电子会从电解质内，自动的向被保护金属移动，在这个过程中钢铁表面的负电子会不断增加，这就在很大程度上抑制了金属的失电子问题，并延缓了钢铁的腐蚀，这以防腐蚀技术对于土壤中的金属物质防腐蚀保护中能够起到很大的作用，一般应用于地下管道，群管的等防腐蚀处理。相比传统的土层防腐处理，该防腐蚀技术的优势在于，由于驱动电压更高，因此能够实现更为高效，灵活以及大范围的阴极保护电流的输出，具有比较强的应用性，能够在复杂环境下实现对钢铁的有效保护，如果该技术与微溶性辅助阳极进行结合，能够进一步提升防腐蚀能力，并且在长期的应用中，防腐蚀能力不会明显的下降。同时各个辅助阳极能够实现更大的保护范围，如果管道防腐层自身有着较高的质地，阴极保护则能有效拓展保护的面积，即便一些特殊的低质量管理，应用该防腐蚀技术，即使在管道防腐蚀土层破算的情况下，也能起到阴极保护的效果。需要注意的是，外加阴极保护技术在实际的应用中也有一定的缺陷，需要花费比较多的资金，同时想要保证持续的发挥防腐蚀效果，还需要不断通电，支付一定的电力成本，在系统运行的过程中需要必要的维护，更重要的是，想要保护技术全面的发挥作用，就需要对系统全面通电，因此如何寻找电源也是比较大的问题。
        2.2牺牲阳极的阴极保护
        在该防腐蚀技术下，相关的防腐蚀装置主要包括；外防腐蚀层，测试桩，绝缘法兰等。从防腐蚀机制的运行原理上来看，在防腐蚀设置中首先需要选择负位金属，比如铝片以及合金等，相关的负位金属接通到被保护金属上，在这个过程中负位金属会对被保护金属中的电流进行溶解以及吸收，从而实现对金属的防腐蚀保护。该防腐蚀技术的优势在于，应用的成本相对较低，在进行防腐蚀处理的过程中，不会产生额外的成本，在系统中保护电流能够被充分的的利用，防止出现保护电流的浪费，同时应用该保护技术不会对周围的金属产生干扰，对于分散管道的保护能够起到很大的作用，保护的效果也较为明显，施工便捷，不需要大量专业的维护。同时该保护技术也存在一定的缺陷，就是在实现保护作用的过程中由于驱动电压较低，因此系统中能够应用的保护电流比较有限，导致保护的范围相对较小，在应用该保护技术的过程中需要考虑到保护的范围，以及技术应用的土壤环境，土壤的干湿度，电阻率等都会对保护的效果产生影响，当土壤的电阻超过50欧姆时，该保护方式很难发挥保护作用。同时该保护方式也容易受和高强电流的扰动，过强的电流会对阳极性能产生逆转的效果，因此牺牲阳极保护也有一定的保护周期，为了保证装置能够持续的发挥效果，需要对保护区域进行定期检查。
        3城市埋地燃气管道防腐蚀阴极保护维护要点
        目前针对管道的保护大量应用了套管，但是套管的使用会对阴极保护效果产生影响，会在一定程度上加快管道的腐蚀。针对这一问题需要采用绝缘效果比较好的混凝土套管对管道进行保护，同时还需要将具有较强绝缘性能的绝缘支架设置在管道与管套的中间位置，从而保证管道的绝缘能力，通过这一设置方式能够提升用于保护管道的阴极电流总量，提升对管道的保护效果。在应用阴极保护技术的过程中，恒电位仪是重要的设备，恒电位仪运行情况对保护的效果具有直接的影响。因此在应用阴极保护技术的过程中，需要将恒电位仪的维护重视起来，通过针对恒电位仪的维护建立日常的巡检制度，同时对输出电流的大小，以及参比电位等关键性参数进行调节以及记录，保证恒电位仪能够稳定的运行。同时还需要做好设备室的清洁工作，保证设备室的环境能够满足设备运行的要求。为了保证能够持续稳定的发挥保护效果，有条件的话需要设置备用设备，没半个运进行轮换，并对轮换下的设备进行细致的维护，能够保证相关设备始终以最好的状态运行，并提升保护的效果。
参考文献：
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