陰極保護和涂層相結合,是最經濟有效的腐蝕控制措施。該技術已在埋地輸油、氣管道上得到廣泛應用。 該技術的原理是采取措施,迫使電流從介質中流向被保護管道。然而,當管道周圍有絕緣層或金屬結構存在時,會影響陰極保護電流的流動,使管道得不到有效的陰極保護。即施工出現了電流屏蔽。目前,國內采用“管中管”進行防腐保溫的長輸管道,都不同程度的發生過腐蝕事故。某些套管內的輸油管和固定墩內的管道也存在著較為嚴重的腐蝕。 這種狀況除了與施工質量控制不嚴有關外,陰極保護電流的屏蔽也是一個重要原因。 本文就絕緣層,套管,混凝土固定墩,區域陰極保護,以及罐底板陰極保護時的屏蔽問題進行了分析,以引起管道及儲罐設計,施工,管理人員的重視.
1 金屬結構對管道的屏蔽
1.1 管道穿越公路,鐵路,以及河流時套管的屏蔽
在管道穿越公路,鐵路,以及河流時, 經常需要將輸油管放在金屬套管中。以對管道進行附加保護,并認為,套管與輸送管充分絕緣。而筆者認為,采用套管時,將有以下情況發生:
(1) 輸送管與套管完全絕緣,套管與輸送管的環型空間內沒有電解液存在。在這種情況下,陰極保護電流被完全屏蔽,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,但套管內有電解液或泥土。 此時,陰極保護電流從土壤中經過套管到達輸送管,在這種情況下,輸送管以及套管的外壁會得到陰極保護,而套管的內壁因為排放電流而加快腐蝕.
(3) 套管與輸送管短路。 一旦套管與輸送管發生短路,陰極保護電流沿套管通過接觸點返回到輸送管。 此時,如果套管與輸送管之間有電解液,輸送管將發生嚴重腐蝕; 即使沒有電解液,如果套管防腐層較差,也會泄漏大量電流,使套管附近的一段管道得不到充分保護.
因此,設計中應該盡量避免采用套管,而靠提高輸送管的壁厚來提高強度。在必須使用套管的情況下,應采取必要的密封措施,防止電解液進入,并保證套管與輸送管的絕緣。目前采用的在套管內安裝犧牲陽極的方式增大了短路的機會。因此,應采用必要的備用措施,一旦發生短路,有辦法進行消除。另外一種方式是在套管內注入有機物(如瀝青膠)。它是通過套管排氣管注入的,可以防止水分進入套管。
1.2 固定墩鋼筋的屏蔽
當固定墩內的鋼筋與輸送管發生意外接觸時,其影響相當于一個短路的套管。陰極保護電流通過鋼筋,并通過接觸點返回管道。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電流,使固定敦內的管道得不到充分保護。 因此,計中應減小鋼筋與套管短路的可能性。施工中也要經常檢測鋼筋與輸送管的電阻。
1.3 埋地金屬結構的屏蔽
如果管道附近有其他埋地金屬結構, 如,其他管道,而且該金屬結構防腐層很差,一部分陰極保護電流會沿該結構流動,并在靠近被保護管道的地段流出,進入被保護管道。由于該金屬結構的屏蔽作用,可能會導致部分管段陰極保護不充分。
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