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文檔簡介
1、埋地鋼質(zhì)管道外加電流陰極保護技術(shù),發(fā)布人:祝溟,摘要,外加電流陰極保護測試是目前管道防腐的常用技術(shù)措施,是延長管道使用壽命和增加管道安全的保證。本文主要以紅壓至杏一天然氣管道工程為例,介紹了外加電流陰極保護的原理、各項參數(shù)測試過程、及施工中需要注意的問題,讓讀者能夠?qū)ν饧与娏麝帢O保護技術(shù)有個比較清晰的認識。,埋地鋼質(zhì)管道外加電流陰極保護技術(shù),0前言,外加電流陰極保護又稱強制電流陰極保護,是一種利用電化學(xué)原理的金屬保護法,解決了管道在
2、外防腐層破損后,管道腐蝕加劇的難題。外加電流陰極保護施工的適用與較大規(guī)模的管線工程,比如長輸管道和站間管線多的工程。優(yōu)點在于技術(shù)條件良好,施工費用少,陽極材料可以使用廢鐵、鑄鐵、石墨、高硅鑄鐵等,來源廣、廉價,設(shè)備使用壽命長,輸出電流、電壓可調(diào),對環(huán)境適應(yīng)性強。缺點在于必須經(jīng)??刂乒芾恚娫床荒苤袛?,電氣設(shè)備有防爆防雷擊要求,以及設(shè)備費用高。目前大慶常用于計量間站間管線,和城市間長輸管道的陰極保護。,0前言,在工程施工時遇到生產(chǎn)單位要求
3、檢測的事情,為了更好的配合檢測和投產(chǎn),文章對外加電流陰極保護的原理、系統(tǒng)組成和測試進行了探討。,1常見防腐蝕方法,1常見防腐蝕方法,外加電流陰極保護法,圖1 管線外加電流保護系統(tǒng)示意圖,2外加電流陰極保護工藝,2外加電流陰極保護工藝,2.1外加電流陰極保護參數(shù),2外加電流陰極保護工藝,2.2外加電流陰極保護系統(tǒng)系統(tǒng)組成,2外加電流陰極保護工藝,2.2外加電流陰極保護系統(tǒng)1)恒電位儀:在紅壓至杏一天然氣管道工程中,由于保護對象為結(jié)構(gòu)
4、簡單的單純管道,所以外加電流陰極保護系統(tǒng)的控制方式選擇恒電位控制,因為在這樣的情況下,外加電流保護系統(tǒng)的保護電位均衡性易于實現(xiàn),輔助陽極及參比電極定位相對容易。如果是復(fù)雜的管路系統(tǒng)中,外加電流陰極保護建議采用恒電流控制。本工程直流電源由ZF變頻高智能恒電位儀50V/50A(雙機型)提供。,2外加電流陰極保護工藝,2.2外加電流陰極保護系統(tǒng)1)恒電位儀:,圖2 調(diào)試恒電位儀,2外加電流陰極保護工藝,2.2外加電流陰極保護系統(tǒng)2)輔助陽
5、極地床 :輔助陽極地床分為深井陽極地床和淺埋陽極地床,在紅壓至杏一天然氣管道工程中,由于深層土壤電阻率比地表低,存在鄰近管道,所以選用的是深井陽極地床。陽極形式選用細長型可以降低回路電阻,陽極材料為鈦鉑合金氧化物。,2外加電流陰極保護工藝,2.2外加電流陰極保護系統(tǒng)3)參比電極:參比電極的作用有兩個:一方面用于測量被保護結(jié)構(gòu)物的電位,監(jiān)測保護效果;另一方面,為自動控制的恒電位儀提供控制信號,以調(diào)節(jié)輸出電流,使結(jié)構(gòu)物總處于良好的保護
6、狀態(tài)。本工程中參比電極為長效銅-飽和硫酸銅參比電極,埋在水平方向距通電點200~300mm處,埋深在凍土層以下。,2外加電流陰極保護工藝,2.2外加電流陰極保護系統(tǒng)4)接地電池保護器:TT-X型接地電池保護器,2外加電流陰極保護工藝,2.2外加電流陰極保護系統(tǒng)5)測試樁 :電位測試樁、電流測試樁、絕緣測試樁,圖3 混凝土測試樁,圖4 玻璃鋼測試樁,2外加電流陰極保護工藝,2.2外加電流陰極保護系統(tǒng)6)導(dǎo)線 :陰、陽極電纜為V
7、V22-1kV/1×50mm2銅芯電纜,參比、零位電纜為KVP233-1kV/2×4mm2銅芯屏蔽鎧裝電纜。,2外加電流陰極保護工藝,2.3外加電流陰極保護參數(shù)測試三個測試參數(shù),2外加電流陰極保護工藝,2.3外加電流陰極保護參數(shù)測試1)保護電位測試地表參比法是利用數(shù)字萬用表與Cu/CuSO4參比電極通過測試樁測試施加有陰極保護管道的保護電位,通過電位的分布間接評定涂層的質(zhì)量狀況。測試前需要用標準甘汞電極校準硫酸
8、銅參比電極,在測試電位的時候,將參比電極豎立安放在測量管道上方1m(規(guī)范規(guī)定),如果地表干燥就需要澆水,將萬用表黑表筆連參比電極,紅表筆連測量物(管道測試樁接線柱),用合適的檔位測量電位值。,2外加電流陰極保護工藝,2.3外加電流陰極保護參數(shù)測試1)保護電位測試地表參比法。,圖5 測試用硫酸銅參比電極,圖6 地表參比法測試接線示意圖,2外加電流陰極保護工藝,2.3外加電流陰極保護參數(shù)測試1)保護電位測試地表參比法,圖7 安放參
9、比硫酸銅電極,2外加電流陰極保護工藝,2.3外加電流陰極保護參數(shù)測試2)管內(nèi)電流測試 電壓降法,圖8 電壓降法測試接線示意圖,2外加電流陰極保護工藝,2.3外加電流陰極保護參數(shù)測試3)絕緣法蘭的絕緣性能和絕緣電阻測試制成但尚未安裝到管道上的絕緣法蘭(接頭),其絕緣電阻值用兆歐表法測量。,圖9 兆歐表法測試接線示意圖,2外加電流陰極保護工藝,2.3外加電流陰極保護參數(shù)測試3)絕緣法蘭的絕緣性能和絕緣電阻測試已安裝到管道上的絕
10、緣法蘭,可用電位法判斷其絕緣性能。,圖10 電位法測試接線示意圖,2外加電流陰極保護工藝,2.3外加電流陰極保護參數(shù)測試3)絕緣法蘭的絕緣性能和絕緣電阻測試已安裝到管道上使用的絕緣法蘭(接頭),采用電位法測試其絕緣性能可疑時,應(yīng)進行漏電電阻或漏電百分率測試。,2外加電流陰極保護工藝,2.3外加電流陰極保護參數(shù)測試3)絕緣法蘭的絕緣性能和絕緣電阻測試漏電電阻或漏電百分率測試,圖11漏電電阻測試接線示意圖,3施工中應(yīng)注意的問題,
11、保護材料及設(shè)備,這些是陰極保護成功的前提,但最終的實現(xiàn)則通過施工來完成。外加電流陰極保護施工應(yīng)注意以下問題:1)施工前對所有電極進行檢查,主要是外觀檢查,表面不得沾有油污等其它雜物,電極體表面是否破損等;另外對連接及絕緣電阻進行檢查,以保證連接或絕緣良好。2)施工時嚴格按照設(shè)計圖進行施工,輔助陽極及參比電極均要求連接良好,且對相應(yīng)的電纜均要做好標記,以備將來檢修使用。,3施工中應(yīng)注意的問題,3)在通電前,應(yīng)先檢查電源的正負輸出端,確
12、保其沒有短路現(xiàn)象。隨后將輸出電壓調(diào)至最低一檔,接通電源,這時通過電壓表測量,確保各陽極接在電源正極上,被保護的金屬結(jié)構(gòu)物接在電源負極上。否則,不但起不到保護作用,反而加劇金屬的腐蝕,這一點千萬不可馬虎。 4)陰極保護系統(tǒng)運行后,輔助陽極有10~20天的極化時間,極化時間過后電位測試的數(shù)據(jù)就比較穩(wěn)定。5)陰極保護系統(tǒng)運行后,應(yīng)根據(jù)各參比電極的反饋數(shù)值,對系統(tǒng)進行調(diào)整,以使整個系統(tǒng)達到最佳保護狀態(tài)。 陰極保護施
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