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阴极保护中重要的电路屏蔽问题

当管道周围有绝缘层或金属结构存在时, 会影响阴极保护电流的流动, 使管道得不到有效的阴极保护,即电流屏蔽。目前, 国内采用“管中管”进行防腐保温的长输管道都不同程度的发生了腐蚀,某些套管内的输油管和固定墩内的管道也存在较为严重的腐蚀, 这种状况除了与施工质量控制不严有关外, 阴极保护电流的屏蔽也是一个重要原因。

金属结构对管道的屏蔽

1、管道穿越公路、铁路以及河流时套管的屏蔽

在管道穿越公路、铁路以及河流时, 经常需要将输油管放在金属套管中,以对管道进行附加保护, 并认为,套管与输送管充分绝缘,但采用套管时将有以下情况发生:

(1)输送管与套管完全绝缘, 套管与输送管的环型空间内没有电解液存在, 在这种情况下阴极保护电流被完全屏蔽, 但输送管仅受大气腐蚀。

(2)输送管与套管之间没有电气连接, 但套管内有电解液或泥土, 此时阴极保护电流从土壤中经过套管到达输送管, 在这种情况下输送管以及套管的外壁会得到阴极保护, 而套管的内壁因为排放电流而加快腐蚀。

(3)套管与输送管短路, 一旦套管与输送管发生短路, 阴极保护电流沿套管通过接触点返回到输送管, 此时, 如果套管与输送管之间有电解液, 输送管将发生严重腐蚀, 即使没有电解液, 如果套管防腐层较差, 也会泄漏大量电流, 使套管附近的一段管道得不到充分保护。

因此, 在设计中应该尽量避免采用套管, 而靠提高输送管的壁厚来提高强度. 在必须使用套管的情况下, 应采取必要的密封措施, 防止电解液进入, 并保证套管与输送管的绝缘。

2、固定墩钢筋的屏蔽

当固定墩内的钢筋与输送管发生意外接触时, 其影响相当于一个短路的套管,阴极保护电流通过钢筋并通过接触点返回管道。尽管钢筋之间存在间隙, 但密布的钢筋仍能阻断大部分阴极保护电流, 使固定敦内的管道得不到充分保护. 因此, 在设计中应减小钢筋与套管短路的可能性, 在施工中也要经常检测钢筋与输送管的电阻。

绝缘体对管道的屏蔽

“管中管”防腐保温结构的屏蔽问题。 当管道周围有绝缘体存在, 而且绝缘体与管道间有电解液存在时,由于阴极保护电流无法通过绝缘体到达管道表面, 管道得不到阴极保护。有人认为, 阴极保护电流可以通过绝缘体与管道之间的空隙到达管道表面, 事实是如果该空隙之间充满电解液, 电阻率很小, 这种看法是正确的。通过对“管中管”的腐蚀情况进行调查发现, 如果防水层破坏, 水分进入保温层, 如果水分充足, 管道会得到阴极保护, 一般不会发生腐蚀,如长期处于水下的管道。如果仅有少量的水分进入管道, 则在漏点两侧(2-3倍间隙的距离以外)一般会发生较严重的腐蚀。

 另外, 如果管道附近有其他绝缘体或岩石存在, 也会影响电流的流动, 对管道的保护电流起到屏蔽作用。因此, 当管道通过岩石地带时, 应采取措施, 如:采用柔性阳极或带状阳极, 保证阴极保护电流顺利的到达管道表面。

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