按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB／T 21448—2008《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)技術(shù)規(guī)范》規(guī)定：“新建管道應(yīng)采用防腐層加陰極保護(hù)的聯(lián)合防護(hù)措施或其他業(yè)已證明有效的腐蝕控制技術(shù)”。從上世紀(jì)90年代起，我國建設(shè)的油氣管道大部分采用較的3PE防護(hù)涂層。3PE 防護(hù)和陰極保護(hù)的聯(lián)合應(yīng)用是埋地鋼質(zhì)管道腐蝕防護(hù)普遍采用的一項技術(shù)，已在國內(nèi)數(shù)萬公里管道上應(yīng)用，并取得了顯著效果。根據(jù)大量工程和管道后期運行情況分析，筆者認(rèn)為在3PE防腐管道陰極保護(hù)設(shè)計施工中應(yīng)注意以下幾方面的問題。
陰極保護(hù)方法選擇
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油氣管道陰極保護(hù)有強(qiáng)制電流法和犧牲陽極法兩種方法。不論何種方法，合理有效的陰極保護(hù)系統(tǒng)都可以獲得良好的保護(hù)效果，防止腐蝕發(fā)生。兩種方法各有優(yōu)缺點，在實踐中應(yīng)區(qū)別情況使用。選擇陰極保護(hù)方法時考慮的主要因素有：管道防腐層性能、工程規(guī)模、保護(hù)電流大小、環(huán)境條件、土壤電阻率、管網(wǎng)現(xiàn)狀、交直流干擾情況、有無經(jīng)濟(jì)方便的電源及工程造價等。 目前的習(xí)慣是，強(qiáng)制電流陰極保護(hù)主要適用于郊區(qū)等地下管網(wǎng)單一地區(qū)的油氣主管道或城鎮(zhèn)燃?xì)猸h(huán)網(wǎng)。犧牲陽極陰極保護(hù)主要適用于人口稠密地區(qū)和城鎮(zhèn)內(nèi)各種壓力級制燃?xì)夤艿馈?br style="margin:0px;padding:0px;list-style:none;" />
采用絕緣性能優(yōu)良的3PE防腐層管道需要的陰極保護(hù)電流比較小，大量資料表明，強(qiáng)制陰極保護(hù)中過負(fù)的陰極極化電位會造成電解質(zhì)更容易滲透防腐層引起陰極剝離，致使防腐層提早失效，而采用犧牲陽極陰極保護(hù)則不會出現(xiàn)這種情況，再加上施工和維護(hù)成本等因素，在實踐中3PE管道一般采用犧牲陽極陰極保護(hù)法，其設(shè)計主要按照SY/T 0019—97《埋地鋼質(zhì)管道犧牲陽極陰極保護(hù)設(shè)計規(guī)范》要求進(jìn)行。在土壤電阻率特別高，不適宜采用犧牲陽極的地方，建議采用強(qiáng)制電流法。
套管對陰極保護(hù)電流的屏蔽
穿越公路、鐵路的3PE燃?xì)夤艿?，按照設(shè)計要求 ，施工時要加設(shè)套管，并且套管與主管之間要用絕緣的支架支撐，套管兩端用柔性的防水材料封堵，防止地下水進(jìn)入套管內(nèi)使主管道發(fā)生腐蝕。但通過對管道防腐情況的檢測發(fā)現(xiàn)，加設(shè)套管并不能阻止管道腐蝕的發(fā)生，而且加設(shè)套管的管段，主管道發(fā)生腐蝕的情況越嚴(yán)重。原因是套管內(nèi)主管道能夠得到有效陰極保護(hù)的必要條件是主管道與套管之間存在導(dǎo)電介質(zhì)，而嚴(yán)格按照規(guī)范施工的管道，套管與主管道之間設(shè)絕緣支架，套管兩端防水密封良好，地下水不能進(jìn)入，套管與主管道之間的介質(zhì)是空氣，導(dǎo)致沒有導(dǎo)電介質(zhì)。主管道雖然加設(shè)陰極保護(hù)，但陰極保護(hù)電流受空氣層阻斷被完全屏蔽，起不到任何作用，這就是套管對陰極保護(hù)電流產(chǎn)生了屏蔽。另外，在穿越套管施工時，人工拖、拽等操作往往會破壞主管道的防腐層，如果未及時發(fā)現(xiàn)并修補(bǔ)，管道埋地投用后，因為套管對陰極保護(hù)電流的屏蔽，陰極保護(hù)不起作用，套管內(nèi)主管道防腐層的破損處會處于自然氧化、腐蝕的狀態(tài)，并逐步蔓延。解決陰極保護(hù)電流屏蔽的方法是：
（1）穿越公路、鐵路的管道，為控制腐蝕，可以加大壁厚及增加埋深，盡量避免使用套管。
（2）不可避免使用套管時，可在套管內(nèi)部采取局部的陰極保護(hù)。具體做法是：在套管內(nèi)的主管道上纏繞鎂陽極帶或鋅陽極帶或安裝鐲式陽極。當(dāng)主管道外防腐層為3PE防腐時，推薦使用纏繞鎂陽極帶的局部陰極保護(hù)。安裝鎂陽極帶時，可采用機(jī)械打磨的方法，露出里面的鋼管3～5cm，主管道上開鑿一個合適的焊點，采用電焊、鋁熱焊等焊接方式把鎂陽極帶一端焊接到主管道上，根據(jù)不同的管徑按照一定的角度和間距，貼著管道的外壁緊緊纏繞（如圖1所示）。針對不同管徑，鎂陽極帶有不同的纏繞角度：當(dāng)燃?xì)夤艿劳鈴健?19mm時，鎂陽極帶沿管道外壁等距且與管道軸向成30°角纏繞；當(dāng)管道外徑為219～377mm時，沿管道外壁等距且與管道軸向成45°角纏繞；當(dāng)燃?xì)夤艿劳鈴健?77mm時，沿管道外壁等距且與管道軸向成60°角纏繞。鎂陽極帶另一端也要和起點一樣，焊接在主管道上，而且兩個焊點都要做好絕緣防腐。鎂陽極帶纏繞施工完畢，套管兩端應(yīng)采用柔性的防腐、防水材料密封，并保證密封良好，防止水或其他雜物進(jìn)入。纏繞鎂陽極帶法的優(yōu)點是施工簡單方便，缺點是鎂的電位較負(fù)，保護(hù)年限不是很長。
