文章分類:技術(shù)園地 添加時間: 2023/3/14 12:05:58 文章點擊數(shù) :413 作者 admin
陰極保護技術(shù)
近年來,陰極保護技術(shù)從產(chǎn)品設(shè)備的研發(fā)生產(chǎn),產(chǎn)品和施工技術(shù)服務(wù)的配套完善,人才培養(yǎng),企業(yè)建設(shè),標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系的完善等諸方面都取得了長足進步和發(fā)展,并積累了寶貴的工程應(yīng)用經(jīng)驗。當(dāng)然,一些陰極保護技術(shù)應(yīng)用的熱點疑難問題亟待解決,技術(shù)的現(xiàn)代化、集成化發(fā)展還有很多工作要做,標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系和法律法規(guī)建設(shè)有待更好的完善。
應(yīng)用現(xiàn)狀
自然環(huán)境和工業(yè)環(huán)境中服役工作的多數(shù)鋼結(jié)構(gòu)都可以實施陰極保護技術(shù)。陰極保護和防腐涂層共同應(yīng)用,兩者相得益彰,互為補充,是十分經(jīng)濟有效的組合腐蝕控制技術(shù)。
長輸管線普遍應(yīng)用陰極保護技術(shù),如西氣東輸、陜京天然氣、油氣田和煉廠的長距離油氣輸送管線等。城鎮(zhèn)市政管網(wǎng)、工礦企業(yè)廠區(qū)場站的地下管網(wǎng)、已建在建的石油儲備庫群也要求實施陰極保護。
海洋開發(fā)(油氣平臺、碼頭、海底管線等),除了采用合理的平臺用鋼使用特加強級的防腐涂層,施加陰極保護也是必不可少的、有效的防腐蝕措施。包括港珠澳大橋在內(nèi)的一批跨海大橋均采用陰極保護技術(shù)。海洋環(huán)境中行駛工作的各種船艦及其他航運設(shè)備設(shè)施也采用陰極保護。河北廊琢永定河大橋橋面鋼筋成功實施了陰極保護技術(shù),這是我國陸路橋梁為解決除冰鹽的嚴(yán)重腐蝕問題首次采用陰極保護技術(shù)。
在施工過程中,可以根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)環(huán)境選擇了合理的陰極保護技術(shù),包括犧牲陽極法和外加電流法。我國己經(jīng)成為犧牲陽極材料研發(fā)生產(chǎn)的大國強國,全世界應(yīng)用的鎂合金陽極多數(shù)產(chǎn)于中國。一些企業(yè)根據(jù)我國的特殊環(huán)境條件和要求創(chuàng)新發(fā)展了多種先進的高效犧牲陽極材料,目前基本形成研發(fā)生產(chǎn)應(yīng)用和服務(wù)的完整產(chǎn)業(yè)體系。
外加電流法陰極保護技術(shù)應(yīng)用十分廣泛。油氣田長輸管道和集輸管道大型儲罐群組海洋平臺和碼頭結(jié)構(gòu)場站、工業(yè)廠區(qū)、特定行政區(qū)域管網(wǎng)的區(qū)域性保護等多采用外加電流法陰極保護。外加電流的電源設(shè)備、輔助陽極材料和陽極床型式的設(shè)計選擇、配套檢測監(jiān)測技術(shù)設(shè)備等方面日臻完善。近幾年,混合金屬氧化物陽極在輔助陽極中占重要地位,在土壤環(huán)境和水環(huán)境中均大量應(yīng)用。
導(dǎo)電聚合物和混合金屬氧化物柔性陽極因其性能優(yōu)異、適宜復(fù)雜環(huán)境、干擾影響小、使用壽命長等諸多優(yōu)點備受青睞,在城市等復(fù)雜環(huán)境中重要管線的保護,油氣儲罐罐底的保護,油氣場站埋地管網(wǎng)的區(qū)域性保護等方面大量應(yīng)用,具有很好的市場前景。
陰極保護投產(chǎn)運行后保護效果的檢測評定工作逐漸受到相關(guān)方面的重視,成為完整性管理運行的重要組成部分。相應(yīng)的儀器設(shè)備和手段逐步完善,國際先進的檢測監(jiān)測評價方法被不斷引進消化和適宜改進,新產(chǎn)品、新設(shè)備、新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn),一批專業(yè)人才也不斷地成長和提高。
我國擁有一大批陰極保護方面的專業(yè)人員。包括中國腐蝕與防護學(xué)會在內(nèi)的各級學(xué)會及協(xié)會在防腐蝕專業(yè)人才的培養(yǎng)方面做了很多工作,為我國培養(yǎng)了一大批防腐蝕方面的專業(yè)技術(shù)人才,對我國陰極保護工程技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展作出了突出貢獻。
關(guān)于陰極保護設(shè)計思路和方法仍在不斷地發(fā)展和改進中;重要的陰極保護材料設(shè)備機具(如外加電流陰極保護的輔助陽極、恒電位儀、犧牲陽極等)也在繼續(xù)開展研究;工程中發(fā)現(xiàn)的各種復(fù)雜疑難問題需要更為有效的解決;陰極保護系統(tǒng)的有效性檢測評價、遠(yuǎn)程管理和區(qū)域性管理技術(shù)等,有待進一步推廣應(yīng)用和改進提高。
存在問題
(1)專業(yè)化建設(shè)和管理水平有待提高。陰極保護工程是建設(shè)工程不可或缺的組成部分,是影響鋼結(jié)構(gòu)安全服役和長壽使用的重要防腐蝕技術(shù),需要較高的專業(yè)技術(shù)、豐富的實踐經(jīng)驗和細(xì)致的運行管理,才能確保其長效保護效果充分體現(xiàn)。在實際中陰保工程在工程建設(shè)投資中占比較小,整體難度不大,在部分工程中不被重視,被作為簡單工序由非專業(yè)人員隨意處理,技術(shù)細(xì)節(jié)疏于監(jiān)管,施工服務(wù)質(zhì)量不能保證。
(2)重建設(shè)輕管理的思想依然嚴(yán)重。陰極保護能否長期有效的發(fā)揮作用,和設(shè)計建設(shè)運行管理的各個環(huán)節(jié)密切相關(guān)。組成陰極保護原電池或電解電池系統(tǒng)的各個組件易被環(huán)境或人為破壞,工作過程中會逐漸暴露各種老化缺陷和問題故障,需要及時發(fā)現(xiàn)、識別診斷和維護保養(yǎng),以確保系統(tǒng)的健康正常運行,這依賴于口常和專業(yè)化的管理維護工作。一些單位管理意識不強,缺乏基本的專業(yè)化管理人員和條件,流于形式,不能及時發(fā)現(xiàn)識別故障,陰極保護系統(tǒng)不能發(fā)揮有效作用甚至提前失效。
(3)產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量亟待提高。伴隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,防腐蝕工程和產(chǎn)品技術(shù)服務(wù)市場發(fā)展較快,催生著并活躍著一批防腐蝕產(chǎn)品施工和技術(shù)服務(wù)企業(yè),其規(guī)模資質(zhì)和管理水平參差不齊,從業(yè)人員素質(zhì)和專業(yè)化生產(chǎn)管理水平存在較大差異,部分市場競爭手段拙劣,存在偷工減料、以次充好、甚至假冒偽劣的現(xiàn)象,致使陰極保護的產(chǎn)品質(zhì)量、施工質(zhì)量、技術(shù)服務(wù)質(zhì)量難以保證,嚴(yán)重影響陰極保護長效防腐作用的發(fā)揮。
(4)不同行業(yè)部門之間協(xié)調(diào)不力。我國行業(yè)管理存在明顯的條塊分割的現(xiàn)象,不同行業(yè)部門之間、不同權(quán)屬單位之間互不協(xié)調(diào),致使鄰近設(shè)施的陰保系統(tǒng)之間互相干擾影響嚴(yán)重,損人也不利己,影響陰極保護的正常運行和發(fā)揮有效作用。如近年高速發(fā)展的軌道交通和高壓輸變電設(shè)施嚴(yán)重影響鄰近結(jié)構(gòu)的安全和陰極保護的正常運行,產(chǎn)生嚴(yán)重的交直流雜散電流干擾腐蝕,城市地鐵輕軌等影響尤為嚴(yán)重,被動的單一減緩處理措施難以湊效,需要各部門共同參與協(xié)調(diào)統(tǒng)一處理。
(5)陰極保護的普及率覆蓋率有待提高。重大重點工程在設(shè)計建設(shè)時十分重視防腐蝕技術(shù)的重要性,均采取了先進可靠的陰極保護技術(shù)。一些規(guī)模不大的工程項目,如大量的和終端用戶關(guān)系密切的細(xì)微末節(jié)工程,規(guī)模小,工藝簡單,價值不高,往往被忽視,陰極保護措施不到位,技術(shù)落后,存在諸多保護盲區(qū)盲點,逐漸成為潛在的事故隱患。這些工程一股鄰近管線末端,人口密集,如油氣田的老舊集輸管網(wǎng),城市地區(qū)的終端用戶管網(wǎng)等,由于缺乏完善的防腐蝕措施特別是沒有及時采用陰極保護措施,近年發(fā)生多起嚴(yán)重的腐蝕破壞事故,威脅人民生命財產(chǎn)安全,影響惡劣。
(6)復(fù)雜疑難問題的應(yīng)變處置能力有待提高。工程建設(shè)時不同專業(yè)交叉進行,現(xiàn)場情況復(fù)雜,陰極保護實施過程中會突發(fā)各種復(fù)雜疑難問題,這要求現(xiàn)場人員具有一定的專業(yè)技術(shù)水平,實踐經(jīng)驗豐富,應(yīng)急措施到位。但實際工程中卻存在不少隱瞞不報欺上瞞下的情況,成為潛在的工程質(zhì)量安全隱患。
展望
(1)市場前景廣闊。隨著我國經(jīng)濟建設(shè)又好又快的發(fā)展,陰極保護具有環(huán)境友好綠色長效的突出優(yōu)點,對環(huán)境技術(shù)條件的適用性越來越高,逐漸成為各個行業(yè)工程建設(shè)時優(yōu)先考慮采用的腐蝕控制技術(shù),也是在役工程完善腐蝕控制措施確保安全生產(chǎn)的重要選擇之一,有些行業(yè)已經(jīng)列入標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和建設(shè)法規(guī),要求強制或主要推薦執(zhí)行。
(2)推進產(chǎn)品施工技術(shù)服務(wù)質(zhì)量快速提高。市場需求存在差距,給企業(yè)服務(wù)能力和競爭能力的提升提供了空間和機會,通過加強企業(yè)建設(shè),人才培養(yǎng),提高素質(zhì),促進技術(shù)進步,促進企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)代化建設(shè),提高企業(yè)和從業(yè)人員的責(zé)任意識等,有望在一定時期內(nèi)全面提高我國陰極保護的產(chǎn)品施工技術(shù)服務(wù)質(zhì)量,提高企業(yè)的市場競爭力和國際合作能力。
(3)推廣應(yīng)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)成果。其他領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)發(fā)展為防腐蝕工程技術(shù)進步創(chuàng)造了條件,促進了陰極保護的技術(shù)進步和現(xiàn)代化水平。如推廣應(yīng)用數(shù)字信息化的陰極保護遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)和檢測評價系統(tǒng),利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將陰極保護的數(shù)字圖像信息以手動或自動方式隨時隨地傳輸?shù)竭h(yuǎn)程管理平臺,數(shù)據(jù)信息共享,實現(xiàn)陰極保護的遠(yuǎn)程管理、區(qū)域管理和層次管理等,可以大大提高管理的時效性、準(zhǔn)確性,提高管理效率,消除管理盲區(qū)盲點,及時準(zhǔn)饞確地識別并處置故障,確保陰極保護系統(tǒng)長效健康地不間斷運行。
(4)推廣應(yīng)用區(qū)域性陰極保護技術(shù)。近年來我國一些工業(yè)廠區(qū)場站和城市地區(qū)局部地實施了一些區(qū)域性陰極保護,效果良好,很好地解決了一定區(qū)域范圍內(nèi)金屬結(jié)構(gòu)物的共同陰極保護。未來,在實施區(qū)域性陰極保護時,還應(yīng)將一定區(qū)域內(nèi)的全部結(jié)構(gòu)物進行通盤考慮,通過不同權(quán)屬部門充分地溝通協(xié)商,充分考慮對方關(guān)切,在電源設(shè)備、陽極材料、地床類型和空間位置設(shè)計等方面綜合考慮,調(diào)研協(xié)商和數(shù)值模擬計算,做到統(tǒng)籌兼顧共同保護。目前,城鎮(zhèn)地區(qū)存在大量的在役管線,呈網(wǎng)狀分布,其服役時間、腐蝕控制措施、技術(shù)管理水平等參差不齊,其間縱橫交錯關(guān)系復(fù)雜,和各種建筑物之間存在復(fù)雜的結(jié)構(gòu)性和電性聯(lián)系,逐漸成為重要的城市公共安全隱患。這是比較適合實施區(qū)域性陰極保護的對象,應(yīng)大力宣傳逐步推進,提高城鎮(zhèn)設(shè)施有效陰極保護的覆蓋率和普及率。
(5)推進標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)和立法工作。我國陰極保護技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用急需加強標(biāo)準(zhǔn)化和法制性建設(shè),建立完善的適合我國國情的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系,建設(shè)法規(guī)的型式保護這一技術(shù)的有效實施,實現(xiàn)有法可依有法必依。按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定開展工作,不同行業(yè)部門之間相互關(guān)切協(xié)調(diào)發(fā)展,一些先進可靠的技術(shù)得以推廣應(yīng)用,陰極保護廣泛有效應(yīng)用發(fā)展的美好愿景一定會實現(xiàn)。
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