输气输油输水钢制金属钢制金属管道阴极保护

牺牲阳极保护措施

 

一、钢制管道阴极保护牺牲阳极保护系统介绍

钢质管道在土壤环境中的腐蚀是自发进行的，如果任其发展，最终将导致管道穿孔破裂，造成输送介质漏失、污染环境。对于油气管道，则还有可能引发火灾、爆炸等事故。因此为了埋地钢质管道能够长期安全运营，必须对其进行防腐蚀保护管道的腐蚀控制一般采取防腐层加阴极保护的联合措施，这一点基本上得到了管道界的认同，在国内现有的45865.89km（2003年底的统计）的长输管道、油田的集输管道均采用了阴极保护；国内的城镇燃气管道中，城市的干线管道及配气管网多数施加了阴极保护；城市的钢质供水管道对阴极保护的要求不高，但重要的干线供水管道近些年来也都施加了阴极保护。

为了防止管道腐蚀，还必须对管道施加阴极保护技术?通过给管道施加阴极电流，主动为腐蚀环境提供足够的电子，来阻止管道金属腐蚀（失去电子），这个过程叫做阴极极化。在这里，阴极保护的作用只是对涂层缺陷处的金属提供附加保护，因为如果没有涂层保护所建立的第一道防线，管道阴极保护所需要的电流将是非常巨大的，保护系统很难满足要求。因此说阴极保护是埋地管道腐蚀控制必不可少的第二道防线。管道牺牲阳极保护方式是比较方便、易管理、施工简单、易维护的一种有效防止金属腐蚀的措施。 

二、钢制管道阴极保护牺牲阳极保护系统参考标准

GB/T 17731-2009 镁合金牺牲阳极

GB/T 21246-2007埋地钢质管道阴极保护参数测量方法

GB/T 21447-2008 钢质管道外腐蚀控制规范

GB/T 21448-2017埋地钢质管道阴极保护技术规范

GB 50217-2007 电力工程电缆设计规范

SY/T 0086-2003 阴极保护管道的电绝缘标准

SY/T 0429-2000 石油建设工程质量检验评定标准  

SYT 0032-2000埋地钢质管道交流排流保护技术标准SY/T0017-2006埋地钢质管道直流排流保护技术标准 

SY/T0086-2003阴极保护管道的电绝缘标准 

GB50369-2006油气长输管道工程施工及验收规范CJJ95-2003 城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规定 

三、钢制管道阴极保护牺牲阳极保护系统组成部分

牺牲阳极系统主要包括：

牺牲阳极地床:(镁阳极地床、锌阳极地床、铝阳极、锌带、镁带)

电位测试桩 

电流测试桩长效参比电极 

接地电池绝缘装置测试电缆等。

四、钢制管道阴极保护牺牲阳极保护系统

绝缘系统绝缘装置（绝缘接头）

根据SY/T 0086-95《阴极保护管道的电绝缘标准》，采用阴极保护的管道需要和其他管道绝缘，所以在管道的两头设置绝缘接头，将实施阴极保护的管道隔离出一个单独的系统。在管道有交叉的地方采用塑料绝缘。

五、钢制管道阴极保护牺牲阳极保护系统材料的选用牺牲阳极选用适合在土壤中使用的牺牲阳极有锌合金和镁合金两类。锌阳极在土壤中的开路电位为－1.1V(相对硫酸铜参比电极)，适宜于埋设在土壤电阻率不高、潮湿低洼处。镁阳极开路电位－1.6――1.8V（硫酸铜参比电极），过高的开路电位易造成被保护体的过保护，适宜于埋设在较高土壤电阻率环境中。

六、钢制管道阴极保护牺牲阳极保护系统施工应注意的事项施工要求据施工条件选择经济合理的阳极施工方式，立式阳极宜采用钻孔法施工，卧式阳极宜采用开槽法施工。

（1） 牺牲阳极使用之前，应对表面进行处理，清除表面的阳极膜及油污，使其呈金属光泽；

（2）阳极连接电缆的埋设深度不应小于0.7米，敷设时，电缆线长度要留有一定裕量；

（3）阳极电缆可以直接焊接到被保护管道上，也可通过测试桩中的连接片相连；

（4）与钢质管道相连接的电缆应采用铝热焊技术连接。焊点应重新进行防腐绝缘处理，建议采用防腐垫，以使其绝缘等级不低于原有覆盖层的防腐等级。

（5）电缆和阳极钢芯宜采用铜焊接连接，双边焊缝长度不得小于50mm。电缆与阳极钢芯焊接后，应采取必要得保护措施，以防施工中连接部位断裂；

（6）填包料厚度不应小于50mm，应保证阳极四周得填包料厚度一致、密实，严禁使用人造纤维织品；

（7）填包料应搅拌均匀，不得混入石块、泥土、杂草等。阳极埋地后应充分灌水，并达到饱和。

（8）进行回填、夯实。

（9）按标定点安装测试桩，并对焊点、防腐处理进行质量检查。

（10）全部阳极埋设后。全线测量电位等数据。

（11）整理技术文件和测试数据，编写总结报告。准备竣工验收。

 

 

 

两种埋设方式优缺点比较

单支等间距分布:

优点:电流电位分布均匀，保护均匀稳定。

缺点:施工量大，定期更换阳极困难(几乎无法全部更换)，设计时应以管道设计寿命为依据，不考虑定期更换问题来设计。

集中成组分布:

缺点:电流电位分布不均匀，呈较明显的电位梯度分布，易出现汇流点过保护或部分区段保护不足的问题。

优点:施工量较小，定期更换阳极方便，设计时可不考虑管道寿命，而以保护效果为依据进行设计，并确定定期更换时间。

七、钢制管道阴极保护牺牲阳极保护系统检测维护

1、阴极保护牺牲阳极系统保护准则

2、（1）相对于饱和铜/硫酸铜参比电极的管道阴极极化电位至少为850mV；管道表面与接触电解质的稳定饱和铜/硫酸铜参比电极之间的阴极极化电位差值最小为100mV。这一参数可以是极化的建立或衰减过程中的数据。、

（2）保护度：≥90%

3、牺牲阳极运行与管理 牺牲阳极投入运行后的检测项目一般有

1） 阳极开路电位；

2） 阳极闭路电位；

3） 管道开路电位（投入运行前为自然电位）

4） 管道保护电位；

4、牺牲阳极测试方法以上项目参数的测量均应符合GB/T 21246-2007《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》的规定。

5、维护

牺牲阳极投入运行后，应定期进行监测和维护，至少每半年一次。