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管道阴极保护中的屏蔽问题

作者:邱政权等  
评论: 更新日期:2011年02月17日

 阴极保护和涂层相结合,是最经济有效的腐蚀控制措施。该技术已在埋地输油、气管道上得到广泛应用。 该技术的原理是采取措施,迫使电流从介质中流向被保护管道。然而,当管道周围有绝缘层或金属结构存在时,会影响阴极保护电流的流动,使管道得不到有效的阴极保护。即施工出现了电流屏蔽。目前,国内采用“管中管”进行防腐保温的长输管道,都不同程度的发生过腐蚀事故。某些套管内的输油管和固定墩内的管道也存在着较为严重的腐蚀。 这种状况除了与施工质量控制不严有关外,阴极保护电流的屏蔽也是一个重要原因。 本文就绝缘层,套管,混凝土固定墩,区域阴极保护,以及罐底板阴极保护时的屏蔽问题进行了分析,以引起管道及储罐设计,施工,管理人员的重视.

  1 金属结构对管道的屏蔽

  1.1 管道穿越公路,铁路,以及河流时套管的屏蔽

  在管道穿越公路,铁路,以及河流时, 经常需要将输油管放在金属套管中。以对管道进行附加保护,并认为,套管与输送管充分绝缘。而笔者认为,采用套管时,将有以下情况发生:

  (1) 输送管与套管完全绝缘,套管与输送管的环型空间内没有电解液存在。在这种情况下,阴极保护电流被完全屏蔽,但输送管仅受大气腐蚀.

  (2) 输送管与套管之间没有电气连接,但套管内有电解液或泥土。 此时,阴极保护电流从土壤中经过套管到达输送管,在这种情况下,输送管以及套管的外壁会得到阴极保护,而套管的内壁因为排放电流而加快腐蚀.

  (3) 套管与输送管短路。 一旦套管与输送管发生短路,阴极保护电流沿套管通过接触点返回到输送管。 此时,如果套管与输送管之间有电解液,输送管将发生严重腐蚀; 即使没有电解液,如果套管防腐层较差,也会泄漏大量电流,使套管附近的一段管道得不到充分保护.

  因此,设计中应该尽量避免采用套管,而靠提高输送管的壁厚来提高强度。在必须使用套管的情况下,应采取必要的密封措施,防止电解液进入,并保证套管与输送管的绝缘。目前采用的在套管内安装牺牲阳极的方式增大了短路的机会。因此,应采用必要的备用措施,一旦发生短路,有办法进行消除。另外一种方式是在套管内注入有机物(如沥青胶)。它是通过套管排气管注入的,可以防止水分进入套管。

  1.2 固定墩钢筋的屏蔽

  当固定墩内的钢筋与输送管发生意外接触时,其影响相当于一个短路的套管。阴极保护电流通过钢筋,并通过接触点返回管道。尽管钢筋之间存在间隙,但密布的钢筋仍能阻断大部分阴极保护电流,使固定敦内的管道得不到充分保护。 因此,计中应减小钢筋与套管短路的可能性。施工中也要经常检测钢筋与输送管的电阻。

  1.3 埋地金属结构的屏蔽

  如果管道附近有其他埋地金属结构, 如,其他管道,而且该金属结构防腐层很差,一部分阴极保护电流会沿该结构流动,并在靠近被保护管道的地段流出,进入被保护管道。由于该金属结构的屏蔽作用,可能会导致部分管段阴极保护不充分。

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