埋地管道阴极保护的施工与管理探讨

2023-08-01李志国

全面腐蚀控制 2023年4期

关键词：阴极保护阴极防腐

李志国

（大庆油田工程建设公司国际工程事业部，黑龙江大庆 163000）

0 引言

阴极保护措施是减缓埋地金属管道表面腐蚀的主要措施，从埋地管道特征出发，研究阴极保护施工程序，以不断促进阴极保护设施和设备管理质量的提升，彰显阴极保护措施的应用效益，尽可能的规避金属腐蚀问题，促进管道应用期限的延长，提升管道运输的效率。

1 埋地管道保护现状

当前，埋地管道防腐措施应用中，常用各种形式的保护方式开展管道保护，埋地保护施工已经构建了完整的技术措施和规范化的施工技术。当前国际领域及国内领域，一般情况下均应用石油沥青防腐涂层、2PE聚乙烯防腐涂层和喷涂环氧粉末等方式开展防腐干预，以实现管道与外界的资源保护，实现防腐效用，这些防腐形式的实际防腐作业过程应用效益也相当显著。阴极保护工作开展过程中，对其重视程度相对欠缺，开展阴极保护工作仅停留在埋地施工过程中的表面，实际施工中并未落实相关应急保护措施，导致埋地管道阴极保护无法推广。

2 埋地管道施工作业中阴极保护施工难点

当前，在时间和环境的双重作用影响下，导致埋地管道表面形成了阴极和阳极区域，管道的腐蚀会在阳极区域逐渐开展。所谓阴极保护，指的是在外部操作的干预下，将被保护的管道表面转化为阴极，以降低腐蚀效果。阴极保护在埋地管道之中的应用，需要做好埋地管道的防腐干预及绝缘干预，尤其是针对管道补口施工及焊口施工位置，需要尽可能对管道防腐涂层进行优化施工，尽可能的减少损坏发生率，以此提升阴极保护的效用时长。实际开展埋地管道的防腐和责任建设过程中，由于施工员施工素养存在一定差异性，所以极易导致防腐层破损修补或者补口修补操作质量欠缺。绝缘防腐在施工过程中若是连续性不足，将加剧管道的腐蚀。开展埋地管道阴极保护施工建设中，从业人员不断开展应急保护施工技术的研究，获得了相关的研究成果，在埋地管道施工过程中应用阴极保护措施，一般情况下，主要利用柔性阳极和带状镁阳极方式进行施工建设。柔性阳极建设的应用，有利于加强管道保护，且不会对管道附近的设施产生影响，在防腐涂层损坏之前，有利于保持电流流通的均匀性。带状镁阳极的应用，有利于对外加电流有效保护，并不会对管道周围措施产生影响。但是这防腐措施应用的基础就是对电源及安装仪器进行完善，但是实际埋地管道施工作业中，想要大范围的应用阴极保护方式的难度却十分巨大[1]。

3 埋地管道施工作业中阴极保护方法

3.1 牺牲阳极法

所谓牺牲阳极法，指的是在腐蚀电池之中，由于阳极常被腐蚀，而阴极不被腐蚀，所以牺牲阳极，优先溶解，使得金属构成物能够成为阴极，以此实现保护。为实现保护目的，牺牲阳极的方式不仅需要在开路状态下，确保开路电位足够，在闭路状态下，电位也足够，以维系驱动电压的正常。牺牲阳极法施工中，需要对材料质量严格控制，确保进场材料符合施工标准，检查并认定阳极以后，运送中会出现阳极污染问题，所以安装前，需要进行抛光及外表面灰尘的清理，进而应用乙醇擦拭干净，并将其在袋装填料之中存储，避免磕碰，确保阳极在舒展的情况下在地下位置埋设。依据相关要求，阴极保护电位应在-850～-1200mV之间，阳极需要在管道一侧位置埋设，并将其与管道之间维持2米距离。不同阳极之间的距离也需要为2m，并以VV型铜芯电缆开展连接，电缆中，应用规格为线径1×10平方毫米，电缆规格为耐压500V，一组之中应涵盖五支阳极，并联以后，焊接中间阳极，使得管道阴极汇流点能够连接在一起。

3.2 强制电流法

阴极保护中，恒电位仪属于阴极保护的主要设备，其主要功能为将220～380伏的交流电源，依靠降压蒸馏电路转化的形式，形成低压直流，进而利用稳压及调节以后，将其向管道之中供给。当前，最常见的强制电流设备仪器涵盖PS系列与KKG系列等，可以依据管道的实际状况，控制输出电压在20～50V之间，进而控制输出电流，维持其在10～100毫安，控制保护胃电位在0～-2V。安装恒电位中，需要先将管道上阴极汇流点安装，通电点在恒电位仪的阴极端子位置连接，与此同时，将管道旁埋设的阳极组在阳极端子位置连接，进而将汇流点周围的参比电极向参比端子连接。恒电位仪运行中，需要应用微型计算机进行监测，并将仪器所输入的模拟量以A/D转换器进行微机可识别数字量的转换后操作，进而进行监测，依据设计的实际需求，按时进行输出电流、输出电压的打印，并进行保护点位值的打印，需要对恒电位仪的运行状况仔细观察，涵盖故障发生及停止电流输送的时间，详细的记录，最终进行恒电位仪运行趋势图的打印，以维持恒电位仪运行中控制状态正常。安装阳极组中，需要先将高贵铸铁阳极采用垂直形式埋设，埋入地下1.5m位置，阳极之间的距离控制在3.0m，以VV型电缆对其连接，并将其向接线箱连接，进而，依据架空癫痫向恒电位仪的输出端子位置连接，最终将阳极在低洼潮湿的土壤之中埋设，使其距离管道的间隔在50m以上。阴极汇流点安装中，需要应用气焊进行通电点的干预，使其加强极在管道位置焊接，进而将电缆铜线插入，进行牢固的焊接，最后，封闭处理铜管，使得电缆线能够通过架空及埋地等形式向恒电位仪输入端位置连接。

4 埋地管道施工作业中阴极保护施工与管理

4.1 原料质量的控制

为优化阴极保护的施工效果，最关键的是对施工原料的质量进行有效控制，其属于埋地管道施工与管理开展的基本保障，有利于后续应急保护工作的顺利推进。分析当前市场经济的发展情况，原料生产厂家为盲目的追求经济效益，大多忽视原料质量，导致材料在埋地管道之中应用以后安全隐患的存在，增加故障发生频率，无法确保管道能够稳定和长期的应用，也将对后续维护工作的开展产生极大不良影响，甚至会影响管道的修理效果。埋地管道施工作业过程中需要对原料的质量进行严格控制，合理选择质量符合标准的材料，选择符合标准的生产厂家，由监督管理部门制定相关的材料监督管理机制，对施工企业进行管理，确保阴极保护施工能够有序开展。且在材料购进之前，必须进行原材料的调研工作，经过市场比对后，选择最优化的材料采购应用于实际施工建造过程中[2]。

4.2 绝缘防腐层质量控制

待原料与所选择的标准相符合以后，就需要确保绝缘防腐涂层的应用质量符合标准，必须保障管道防腐涂层喷涂过程中涂抹均匀。实际埋地管道防腐涂层施工中，所涂抹的防腐涂层厚度一般情况下会超过理论的厚度值。究其原因，大多由于喷涂工具、喷涂人员的操作能力、个人素养、实际喷涂应用工艺及操作流程等各种因素的影响而导致的，比如应用环氧粉末开展埋地管道的防腐作业中，涂层喷涂时若是喷涂较薄的绝缘防腐涂层，将无法导致埋地管道预期的防护效果，若是喷涂较厚的防腐涂层，则又会导致原材料的购进成本的提升，所以当前技术水平不断提升的背景下，与绝缘防腐层建设的配套技术不断应用，其可从一定程度上对绝缘防腐涂层的厚度进行限制，不仅可以确保防腐涂层最优化的防腐效果，又可以提升防腐涂层喷涂过程中最大化的经济效益，所以必须不断完善相关绝缘防腐涂层的喷涂工艺[3]。埋地管道绝缘防腐涂层应用过程中的作用主要是确保埋地管道的外壁不会与环境接触，从而保证外壁不会受到辐射，为确保埋地管道的运行稳定和安全，阴极保护技术的应用也十分关键。

4.3 安装质量的控制

安装绝缘防腐层过程中，大都是由工厂开展预制以后，为实现预期的防腐效果，由相关施工人员后续进行管材的装卸运输，并最终进行安装。在此过程中，做好相关的监督与管理十分关键，必须控制好安装质量，安装控制过程中需要从防腐层的特征及阴极保护的特征出发，强化安装质量的监督与控制，不断提升安装人员的责任意识，提升其操作能力，以此确保最大化安装效益。在此过程中，还需要确保阴极保护工作的顺利落实，以保障施工质量，方便埋地管道后期的修复与管理。埋地管道进行阴极保护施工作业过程中均会不同程度地对防腐绝缘涂层产生损坏，所以，这就必须修复损坏的防腐涂层部分。阴极保护应用过程中技术含量较高，价值显著，必须不断提升施工人员的专业素养，以此保障以及保护的施工质量，保护工作在埋地管道应用过程中，施工企业想要确保埋地管道的顺利应用，就需要不断强化阴极施工技术，保障良好的防腐效果，这就需要不断提升工作人员的责任意识和操作素养，制定统一化的标准，对施工情况进行控制，以此保障阴极保护工作的落实和应用质量。