陰極保護技術應用與發展
 

　　□文/曹備·北京中腐防蝕工程技術有限公司
 

　　陰極保護作為一項有效的腐蝕控制技術,已被國內外普遍接受并在多項重大工程中獲得應用,效果良好。陰極保護技術可以獨立應用,也可以和具他腐蝕控制技術組合應用,如普遍應用的防腐層和陰極保護的組合防護技術,兩者互相彌補相得益彰,有力地保障了工業生產的安全運行,延長了設備壽命,對社會經濟生活和人民生命財產安全提供了更為可靠的保證,對環境保護和節約資源、能源做出了有益貢獻。這一技術人文友善,環境友好,經濟社會效益突出,應大力推廣和發展應用。

應用現狀
 

　　為發展應用陰極保護技術,我國長期以來做了大量有意義的工作,包括基礎理論研究和技術應用發展,如陰極保護的配套技術產品設備和服務體系基本完善,新技術新工藝新材料新產品不斷推陳出新,專業人才的培養培訓受到重視,技術標準體系逐漸完善等。目前,有關生產服務企業不斷涌現并發展壯大,人才輩出,實施重大工程的能力和診斷解決技術難題的能力不斷提高,有些方面和國際同步或處于領先水平。
 

　　近年來,我國經濟高速發展,一大批重大工程的實施對這一技術的應用發展提出了更高更全面的要求,這大大促進了技術進步和行業發展,為企業發展和業界同仁施展才華提供了寶貴的機會和廣闊的舞臺。
 

　　長輸管線普遍應用陰極保護技術,如西氣東輸、二線,陜京一、二、三線,西南成品油管線等大量的油氣輸送管線都采用了有效的陰極保技術。油氣田的集輸管線大多實施了陰極保護并不斷完善。城鎮市政管網已越來越多地采用了陰極保護,工業企業廠區地下管網部分采用了陰極保護。大量已建在建的石油儲備庫群均要實施陰極保護。目前我國油氣管道長度約8萬公里,根據“十二五”規劃,到2015年我國油氣管道將建設達到14萬公里,中國石油戰略儲備最終要從目前的36天達到90天的消費能力,發展潛力巨大。隨著技術進步和標準體系的建設完善,近年建設的輸送油氣等危險物料的地下管網多數都實施了防腐層和陰極保護的組合腐蝕控制技術,在役管網正逐漸完善陰保技術,但尚存大量工作有待完成。
 

　　南水北調北京段預應力鋼筋混凝土PCCP管段采用了陰極保護技術,圖l為有關專家對南水北調PCCP管的陰極保護現場進行檢測評價;杭州灣大橋,上海長汪大橋等一批跨海大橋均采用陰極保護技術;河北廊琢高速永定河大橋橋面鋼筋成功實施了陰極保護技術(圖2),這是我國陸路橋梁為解決除冰鹽的嚴重腐蝕問題首次采用陰極保護技術,意義重大。
 

　　圖1 南水北調北京段PCCP管段現場CP檢測

　　圖2 廊琢高速永定河大橋橋面鋼筋實施陰極保護
 

　　海洋開發(油氣平臺、碼頭、海底管線等),除了采用合理的平臺用鋼,施加特加強級的防腐涂層(包覆層),施加陰極保護是必不可少的、有效的防腐蝕措施。
 

　　區域性陰極保護也越來越多地開展實施,有的工業企業在自控區域范圍內的陰極保護(如眾多石化廠區、油氣田集輸管網等),也有城鎮一定范圍內專業管線的區域陰極保護(如北京燃氣、福州燃氣、鄭州燃氣、西安燃氣等)。
 

　　目前的陰極保護技術已日趨成熟和完善,設計施工運行維護等全過程受到重視。當然,關于陰極保護設計思路和方法也仍在不斷地發展和改進中;重要的陰極保護材料設備機具(如外加電流陰極保護的輔助陽極、恒電位儀、犧牲陽極等)也在繼續開展研究;工程中發現的各種復雜疑難問題需要更為有效的解決;陰極保護系統的有效性檢測評價技術`遠程管理和區域性管理技術等,近些年來已獲得很大進展,獲得了不少研究和應用成果,正日漸發展完善。
 

　　圖3為可在諸多領域應用的現代陰極保護遠程管理系統。該系統由數據采集、傳輸、存儲和管理訪問等模塊組成,和現代通訊技術網絡技術緊密結合,實現數據共享,即時遠程管理和層次區域管理。
 

　　圖3 現代陰極保護遠程管理系統

交、直流干擾
 

　　由于工業建設和社會生活發展,用電設備大量增多,電力消耗激增,供電輸電設施建設發展迅猛,鑒于用電安全電力設備普遍設置了接地裝置。采用直流或交流電源的城市地鐵、城際鐵路和高速鐵路在我國興起了又一個建設高潮,這些鐵路設備往往與埋地結構物相鄰。通常,輸電線路、電氣化鐵路和埋地管道的鋪設都遵循著路權擇優的選擇原則,它們對交通、地形、距離、人員密集程度以及維修、后勤供應等條件的要求都非常相似。同時,由于多年形成的建設基礎,適合埋設公共設施的空間越來越受到限制,這就出現了大量埋地管線與架空的高壓交直流輸電線路、軌道交通線路和其他供用電設施鄰近、平行和交叉敷設的現狀,并擁擠在一個所謂“公共走廊”中(圖4)。一些供用電設備的故障或不合理使用,會對鄰近設施產生電污染,相互作用引起了直流和交流雜散電流腐蝕干擾問題,嚴重威脅管道運行安全。圖5為直流電鐵的運行強烈影響管道陰極保護效果。圖6為高壓交流輸電線路對鄰近管道的交流感應干擾。
 

　　圖4 管道和輸電線路共用公共走廊

　　圖5 地鐵運行對管道陰極保護的影響

　　圖6 高壓交流輸電線路對管道的交流感應干擾

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