長輸管道陰極保護原理及運行管理
文章分類：防腐論文 添加時間: 2023/3/17 16:44:09 文章點擊數(shù) ：393 作者 admin
一、陰極保護原理
陰極保護的原理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)，使金屬表面各點達到同一負電位，金屬原子不容易失去電子而變成離子溶入溶液。有兩種辦法可以實現(xiàn)這一目的，即，犧牲陽極陰極保護和外加電流陰極保護。
1、犧牲陽極陰極保護是將電位更負的金屬與被保護金屬連接，并處于同一電解質中，使該金屬上的電子轉移到被保護金屬上去，使整個被保護金屬處于一個較負的相同的電位下。該方式簡便易行，不需要外加電源，很少產(chǎn)生腐蝕干擾，廣泛應用于保護小型（電流一般小于1安培）或處于低土壤電阻率環(huán)境下（土壤電阻率小于100歐姆·米）的金屬結構。如，城市管網(wǎng)、小型儲罐等。根據(jù)國內(nèi)有關資料的報道，對于犧牲陽極的使用有很多失敗的教訓，認為犧牲陽極的使用壽命一般不會超過3年，最多5年。犧牲陽極陰極保護失敗的主要原因是陽極表面生成一層不導電的硬殼，限制了陽極的電流輸出。本人認為，產(chǎn)生該問題的主要原因是陽極成份達不到規(guī)范要求，其次是陽極所處位置土壤電阻率太高。因此，設計犧牲陽極陰極保護系統(tǒng)時，除了嚴格控制陽極成份外，一定要選擇土壤電阻率低的陽極床位置。
2、外加電流陰極保護是通過外加直流電源以及輔助陽極，迫使電流從土壤中流向被保護金屬，使被保護金屬結構電位低于周圍環(huán)境。該方式主要用于保護大型或處于高土壤電阻率土壤中的金屬結構，如：長輸埋地管道，大型罐群等。
二、陰極保護投入前的準備和驗收
(一) 陰極保護投入前對被保護管道的檢查
1、管道對地絕緣的檢查
從陰極保護的原理介紹，已得知沒有絕緣就沒有保護。為了確保陰極保護的正常運行，在施加陰極保護電流前，必須確保管道的各項絕緣措施正確無誤。應檢查管道的絕緣法蘭的絕緣性能是否正常；管道沿線布置的設施如閥門、抽水缸、閘井均應與土壤有良好的絕緣；管道與固定墩、跨越塔架、穿越套管處也應有正確有效的絕緣處理措施。管道在地下不應與其它金屬構筑物有“短接”等故障。
管道表面防腐層應無漏敷點，所有施工時期引起的缺陷與損傷，均應在施工驗收時使用DCVG檢漏儀檢測，修補后回填。
2、管道導電性檢查
對被保護管道應具有連續(xù)的導電性能。
3、舊管道對地絕緣狀態(tài)的檢查，應按設計要求處理。對是否修補防腐涂層，排除接地故障(如防靜電接地極等)，應根據(jù)技術經(jīng)濟條件比較確定。對管道導電性的檢查，仍需按前述要求進行。
(二) 對陰極保護施工質量的驗收
1、對陰極保護間內(nèi)所有電氣設備的安裝是否符合《電氣設備安裝規(guī)程》的要求，各種接地設施是否完成，并符合圖紙設計要求。
2、對陰極保護的站外設置的選材、施工是否與設計一致。對通電點、測試樁、陽極地床、陽極引線的施工與連接應嚴格符合規(guī)范要求。尤其是陽極引線接正極，管道匯流點接負極，嚴禁電極接反。
3、圖紙、設計資料齊全完備。
三、陰極保護投入運行
1、組織人員測定全線管道自然電位、土壤電阻率、各站陽極地床接地電阻。同時對管道環(huán)境有一個比較詳盡的了解，這些資料均需分別記錄整理，存檔備用。
2、陰極保護站投入運行
按照直流電源(整流器、恒電位儀、蓄電池等)操作程序給管道送電，使電位保持在-1.30伏左右，待管道陰極極化一段時間(四小時以上)開始測試直流電源輸出電流、電壓、通電點電位、管道沿線保護電位、保護距離等。然后根據(jù)所測保護電位，調整通電點電位至規(guī)定值，繼續(xù)給管道送電使其完全極化(通常在24小時以上)。再重復第一次測試工作，并做好記錄。若個別管段保護電位過低，則需再適當調節(jié)通電點電位至滿足全線陰極保護電位指標為止。
3、保護電位的控制
各站通電點電位的控制數(shù)值，應能保證相鄰兩站間的管段保護電位達到-0.85伏，同時，各站通電點最負電位不允許超過規(guī)定數(shù)值。調節(jié)通電點電位時，管道上相鄰陰極保護站間加強聯(lián)系，保證各站通電點電位均衡。
4、當管道全線達到最小陰極保護電位指標后，投運操作完畢。各陰極保護站進入正常連續(xù)工作階段。