阴极保护

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阴极保护原理

管道防腐层和阴极保护

 

依据 GB-21448-2008《埋地钢制管道阴极保护技术规范》规定,为了防止埋地金属管道腐蚀,一般都采用外防腐层加阴极保护或其他业已证明有效的腐蚀控制技术来保护管道。阴极保护工程应与主体工程同时勘测、设计、施工、投产。 当阴极保护系统在管道埋地6个月内不能投产时,应采取临时的阴保措施。在强腐蚀土壤环境中,在管道埋地是就应加入临时阴保系统,直至正常阴保投产。对受到直流杂散电流干扰影响的管道,阴极保护(含排流措施)应在三个月内投入运行。

  管道防腐层保护了 90%的管道,剩余 10%的管道是需要阴极保护进行防护的。外防腐层是保护管道安全的第一道防线, 理论上如果防腐层是 100%完好的话,是不需要阴极保护的, 但是管道防腐层在预制出厂、中间运输、现场施工等环节上,会不可避免的造成防腐层缺陷,是必然存在破损点的, 那么这时, 就需要阴极保护对破损点处裸露金属进行防护, 构成了管道安全的第二道防线。

检测防腐层的破损、缺陷点常用方法有点位分布与电位梯度法、磁场分步法、等效电流梯度法等。

  在国内最常用就是磁场分布法,最常用的设备是 RD-PCM。检测过程中以 dB 值得大小来衡量破损点的严重程度,级别划分为:

    dB〈 20 为轻微破损

    20≤dB〈 40 为中度破损

    dB≥40 为严重破损

  在检测过程中,经常遇到两个破损点的距离较近,若两个破损点的 dB 值相差较大,很容易造成大的破损点信号覆盖小的,从而使较小的破损点被“ 漏检”。因此,检测过程中会不可避免的有遗漏的破损点被“隐藏”。

  在对管道进行外防腐层检测后,通常建议业主对防腐层破损点进行及时修复, 一般来讲,优先修复存在杂散电流干扰的区域的破损点、dB 值较大的破损点。

  上述破损点的检测评价涉及的是防腐层的损坏程度,它只是防腐层性能检测与评价的一个方面,只有将其与防腐层的绝缘电阻率、视电容率的分级评价结合起来,才能对防腐层的防护性能做出完整性的结论。

  由上可见,管道不存在完美的防腐层,所以势必要加入阴极保护系统进行二次防护。

  虽然目前大部分的埋地金属管道都进行了牺牲阳极或者强制电流的阴极保护,但是业已施加的阴极保护到底是否达到了GB-21448-2008《埋地钢制管道阴极保护技术规范》中规定的断电电位在-850mV—-1200Mv:低于-850mV,管道未达到保护要求,比-1200更负的话,会发生管道析氢反应,造成防腐层剥离,引发管道腐蚀。因此管道的阴极保护系统需要专业的检测评估,从而才能真正的保护管道。只有当阴极保护真正起到保护作用的时候,才能使得防腐层破损点处裸露的金属成为阴极区,使其不容易发生电化学反应,从而降低腐蚀, 也起到了保护整条管道的功能。

  另外, 在管道破损点比较多的管道上,即使管道的阴极保护正常运行的情况下,由于多个破损点处裸露管道上的电流的流动,会使其中的一个或者多个破损点处的金属成为阳极区,从而发生电化学腐蚀。因此,产生了对防腐层破损点处进行腐蚀活性检测判断的新技术。

  综上所述,在检测出管道防腐层破损点后, 无论我们要不要修复防腐层,是全部维修还是重点维修,我们都需要做的工作有:

  1、 进行管道阴保的断电电位检测,从而评价判断管道阴极保护效果。

  2、 在阴极保护真实有效的情况下,对在防腐层破损点处进行腐蚀活性检测,判断裸露金属区域的腐蚀活性:

  a.若是阴极区,可以不用维修,但需要做好标志,是日常巡检工作的重点;

  b.若是阳极区,则建议立即维修。如若阳极区比较密集或者无法施工维修(维修培青费用太高),可以在阳极区附近合适的地方,增置多组牺牲阳极对管道进行保护,且在安装后,必须再次进行腐蚀活性检测。

  3、在杂散电流较大的破损点位置,应尽量修复全部破损点,并做排流处理。

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