
在陰極保護(hù)工程施工過程中,經(jīng)常會(huì)因?yàn)楝F(xiàn)場實(shí)際情況的不合理而產(chǎn)生各種各樣的屏蔽干擾問題,如果處置不到位,就會(huì)容易造成被屏蔽部位得不到良好的陰極保護(hù),產(chǎn)生大陰極小陽極的電偶腐蝕模式,造成該段部位加速腐蝕產(chǎn)生泄露,從而引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。
當(dāng)管道周圍有絕緣層或金屬結(jié)構(gòu)存在時(shí),則會(huì)影響陰極保護(hù)電流的流動(dòng),使管道得不到有效的陰極保護(hù)。即:電流屏蔽。目前,國內(nèi)采用“管中管”進(jìn)行防腐保溫的長輸管道都不同程度的發(fā)生了腐蝕事故。某些套管內(nèi)的輸油管和固定墩內(nèi)的管道也存在比較嚴(yán)重的腐蝕,這種狀況除了與施工質(zhì)量控制不嚴(yán)有關(guān)外,陰極保護(hù)電流的屏蔽也是一個(gè)重要原因。
1、金屬結(jié)構(gòu)對(duì)管道的屏蔽
管道穿越公路,鐵路,以及河流時(shí)套管的屏蔽
在管道穿越公路,鐵路,以及河流時(shí),經(jīng)常需要將輸油管放在金屬套管中。以對(duì)管道進(jìn)行附加保護(hù),并認(rèn)為,套管與輸送管充分絕緣。而筆者認(rèn)為,采用套管時(shí),將有以下情況發(fā)生:
(1)輸送管與套管完全絕緣,套管與輸送管的環(huán)型空間內(nèi)沒有電解液存在。在這種情況下,陰極保護(hù)電流被完全屏蔽,但輸送管僅受大氣腐蝕。
(2)輸送管與套管之間沒有電氣連接,但套管內(nèi)有電解液或泥土,此時(shí),陰極保護(hù)電流從土壤中經(jīng)過套管到達(dá)輸送管,在這種情況下,輸送管以及套管的外壁會(huì)得到陰極保護(hù),而套管的內(nèi)壁因?yàn)榕欧烹娏鞫涌旄g。
(3)套管與輸送管短路,一旦套管與輸送管發(fā)生短路,陰極保護(hù)電流沿套管通過接觸點(diǎn)返回到輸送管,此時(shí),如果套管與輸送管之間有電解液,輸送管將發(fā)生嚴(yán)重腐蝕,即使沒有電解液,如果套管防腐層較差,也會(huì)泄漏大量電流,使套管附近的一段管道得不到充分保護(hù)。
因此,在設(shè)計(jì)中,應(yīng)該盡量避免采用套管,而靠提高輸送管的壁厚來提高強(qiáng)度。在必須使用套管的情況下,應(yīng)采取必要的密封措施,防止電解液進(jìn)入,并保證套管與輸送管的絕緣。
固定墩鋼筋的屏蔽
當(dāng)固定墩內(nèi)的鋼筋與輸送管發(fā)生意外接觸時(shí),其影響相當(dāng)于一個(gè)短路的套管。陰極保護(hù)電流通過鋼筋并通過接觸點(diǎn)返回管道。盡管鋼筋之間存在間隙,但密布的鋼筋仍能阻斷大部分陰極保護(hù)電流,使固定敦內(nèi)的管道得不到充分保護(hù)。因此,在設(shè)計(jì)中應(yīng)減小鋼筋與套管短路的可能性。在施工中也要經(jīng)常檢測鋼筋與輸送管的電阻。
2、絕緣體對(duì)管道的屏蔽
“管中管”防腐保溫結(jié)構(gòu)的屏蔽問題
當(dāng)管道周圍有絕緣體存在,而且絕緣體與管道間有電解液存在時(shí)。由于陰極保護(hù)電流無法通過絕緣體到達(dá)管道表面,管道得不到陰極保護(hù)。有人認(rèn)為,陰極保護(hù)電流可以通過絕緣體與管道之間的空隙到達(dá)管道表面,事實(shí)是如果該空隙之間充滿電解液,電阻率很小,這種看法是正確的。通過對(duì)“管中管”的腐蝕情況進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn),如果防水層破壞,水分進(jìn)入保溫層,如果水分充足,管道會(huì)得到陰極保護(hù),一般不會(huì)發(fā)生腐蝕。如長期處于水下的管道。如果僅有少量的水分進(jìn)入管道,則在漏點(diǎn)兩側(cè)(2-3倍間隙的距離以外)一般會(huì)發(fā)生較嚴(yán)重的腐蝕。
管道附近有其他絕緣體或巖石的屏蔽問題
另外,如果管道附近有其他絕緣體或巖石存在,也會(huì)影響電流的流動(dòng),對(duì)管道的保護(hù)電流起到屏蔽作用。因此,當(dāng)管道通過巖石地帶時(shí),應(yīng)采取措施,如:采用柔性陽極或帶狀陽極,保證陰極保護(hù)電流順利的到達(dá)管道表面。
3、區(qū)域性陰極保護(hù)時(shí),土壤的屏蔽
1)對(duì)于位于開闊地帶的管道,土壤不會(huì)對(duì)陰極保護(hù)電流產(chǎn)生屏蔽。但對(duì)于站內(nèi)的管網(wǎng)和管群,可能會(huì)有這種屏蔽問題。 由于管道密度較大,尤其當(dāng)管道防腐層不好時(shí),電流的泄漏會(huì)使其附近區(qū)域的土壤電位隨之降低。此時(shí),如果參比電極距管道較遠(yuǎn),所測電位并不能說明測點(diǎn)處管道的保護(hù)狀況。
因此,管道較密時(shí),參比電極應(yīng)盡量靠近測點(diǎn)。
2)在對(duì)罐底板。進(jìn)行陰極保護(hù)時(shí),也會(huì)產(chǎn)生上述問題如果陽極布置在罐的周圍,則大部分電流沿罐底板周遍進(jìn)入罐底,使罐中心得不到充分保護(hù)。罐直徑大時(shí),這種情況更為突出。由于土壤條件的復(fù)雜多變,很難根據(jù)罐周圍的電位估計(jì)出罐中心的保護(hù)電位。
可靠的方法是采用混合金屬氧化物網(wǎng)狀陽極系統(tǒng),將參比電極布置在罐底板中心處。實(shí)際測量其保護(hù)電位。