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    管道陰極保護技術(shù)概要
    發(fā)布日期:2020-02-17

    一、陰保系統(tǒng)檢測技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展
      長輸管道陰保護是管道日常管理的重要工作內(nèi)容,主要包括兩個方面的工作,即:陰保護運行數(shù)據(jù)的采集和陰保護運行數(shù)據(jù)的分析。長期以來,由于線路長、監(jiān)測點分散、交通不便,監(jiān)測工作實施與管理難度高,工作量大,為此,在上世紀70^r80年代率行了遠程監(jiān)測方面的,主要采用的技術(shù)方案是飛機遙測和衛(wèi)星通訊遙測,這些技術(shù)的運用,在程度上,達到了提高監(jiān)測效率,降低勞動強度的目標,但高昂的數(shù)據(jù)采集成本限制了此類技術(shù)的應(yīng)用。在數(shù)據(jù)分析方面,美國環(huán)境總署曾經(jīng)組織了有關(guān)的專家,建立一套陰保護系統(tǒng)的運行維護軟件,該軟件包括:腐蝕防護的教育和智能性專家診斷系統(tǒng),可實現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄、智能性專家診斷、設(shè)備查詢、日常管理確定敏感地區(qū)的管道位置,以便發(fā)生故障時,及時提供相關(guān)的詳細資料。同時也可提供管道事故的預(yù)警信息。便于管理部門及時準確的了解有關(guān)的陰保護信息,也便于具體執(zhí)行人員的自檢和系統(tǒng)陰保護的信息積累。
      陰保護技術(shù)具有較強的性,當前國內(nèi)管道管理部門的陰保護工程技術(shù)人員不足,而需要管理的不銹鋼彎頭管道卻在不斷增加,因此,通過采用手段,提高陰保護管理的水平成為發(fā)展的必然。
      二、陰保護技術(shù)
      1、犧牲陽保護技術(shù)
      在土壤等電解質(zhì)環(huán)境中,犧牲陽因其電電位比被保護體的負或者說金屬材料的活性比鐵活潑,當與被保護體電連接后將優(yōu)先腐蝕溶解,犧牲陽的金屬材料則被消耗掉,釋放出的電子在被保護體表面發(fā)生陰還原反應(yīng),了被保護體的陽溶解過程,從而對被保護體提供了的陰保護。犧牲陽的陰保護主要適用于中短距離和復(fù)雜的管網(wǎng)。其特點有:陽輸出電流小,發(fā)生陰剝離的可能性??;隨不銹鋼管件管道安裝一起施工時,工程量較??;運行期間,維護工作簡單。缺點是:陽輸出電流不能調(diào)節(jié),可控性較小。
      犧牲陽材料的選用滿足以下要求:
      a、自腐蝕速率小且腐蝕均勻,要有高而穩(wěn)定的電流效率。
      b、電化學(xué)當量高,即單位重量產(chǎn)生的電流量大。
      c、要有足夠負的穩(wěn)定電位。
      d、工作中陽化要小,溶解均勻,氧化后產(chǎn)物容易脫落。
      e、腐蝕產(chǎn)物不污染環(huán)境。
      f、材料來源廣,容易加工,廉。
      常用的犧牲陽有鎂陽、鋅陽和鋁陽三大類。但在實際當中,鎂比較活波,在土壤電阻率較低的地區(qū)鎂很容易就消耗完了,一方面價格貴另一方面對陰保護的管理帶來諸多麻煩;鋅的電位差很小,不適用于土壤電阻率偏高的地區(qū);鋁是便宜,按理說是不錯的選擇,但鋁氧化后容易發(fā)生鈍化,在鋁的表面形成一層氧化膜,并且氧化膜的電位很正,反倒加快金屬管道的腐蝕,使犧牲陽保護失效。
      2、外加電流陰保護技術(shù)
      外加電流陰保護方法是用導(dǎo)線將金屬結(jié)構(gòu)接到直流電源的負,將輔助陽接到直流電源的正。如上圖3-2中的外加電流陰保護,就會有電子流入陰(即被保護的長輸管道)表面上。當外加的電子來不及與電解質(zhì)溶液中的某些物質(zhì)起作用時,就會在陰表面積聚起來,導(dǎo)致陰表面電電位向負的方向移動,即產(chǎn)生陰化,這時金屬結(jié)構(gòu)上微陽區(qū)釋放電子的能力就受到阻礙。施加的陰電流越大,電子積累就會越多,金屬結(jié)構(gòu)表面上的電電位就越負,微陽釋放電子的能力就越弱。當金屬結(jié)構(gòu)表面陰化到某一值時,微陰和微陽達到等電位,陰陽間電位差為零,腐蝕原電池的作用就被迫停止,微陽釋放電子的能力消失,金屬內(nèi)部腐蝕電流為零,相應(yīng)陰金屬的腐蝕也被迫停止。外加電流陰保護又稱為強制電流陰保護,它是由外部的直流電源直接向被保護金屬輸入陰電流,是給金屬補充大量的電子,使被保護金屬整體處于電子過剩的狀態(tài),使金屬陰化,達到以保護的目的。具體就是通過外部電源來改變周圍環(huán)境的電位,使得埋地管道的電位一直處在低于周圍環(huán)境的狀態(tài)下,從而成為整個環(huán)境中的陰,這樣需要保護的金屬管道就不會因為失去電子而發(fā)生腐蝕了。外加電流陰保護主要應(yīng)用于用于長輸管線和區(qū)域性管網(wǎng)的保護,其特點是輸出電流大,一次性投資相對較??;安裝工程量較小,可對舊管道補加陰保護;容易實現(xiàn)遠程自動化監(jiān)控;其缺點是:后期運行期間需要人員維護、檢修、監(jiān)控和檢測投入:電位及電流控制不當時會導(dǎo)致過保護引發(fā)涂層剝離的后果。
      3、排流保護陰保護技術(shù)
      當環(huán)境中有雜散電流時,利用排除雜散電流對保護金屬施加陰保護稱為排流保護。只有在排流時對保護體實施保護,而不排流時,處于自然腐蝕狀態(tài)。而強制電流就是通過整流器進行排流。當有雜散電流存在時,利用排流進行保護;相反無雜散電流時,利用整流器供給保護直流電流,使保護體處于陰保護狀態(tài)。通常使用恒電位儀進行強制電流,再有排流保護時,應(yīng)流有少量保護電流輸出。