埋地管道陰極保護的施工與管理探討

李志國

（大慶油田工程建設公司國際工程事業部，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

陰極保護措施是減緩埋地金屬管道表面腐蝕的主要措施，從埋地管道特征出發，研究陰極保護施工程序，以不斷促進陰極保護設施和設備管理質量的提升，彰顯陰極保護措施的應用效益，盡可能的規避金屬腐蝕問題，促進管道應用期限的延長，提升管道運輸的效率。

1 埋地管道保護現狀

當前，埋地管道防腐措施應用中，常用各種形式的保護方式開展管道保護，埋地保護施工已經構建了完整的技術措施和規范化的施工技術。當前國際領域及國內領域，一般情況下均應用石油瀝青防腐涂層、2PE聚乙烯防腐涂層和噴涂環氧粉末等方式開展防腐干預，以實現管道與外界的資源保護，實現防腐效用，這些防腐形式的實際防腐作業過程應用效益也相當顯著。陰極保護工作開展過程中，對其重視程度相對欠缺，開展陰極保護工作僅停留在埋地施工過程中的表面，實際施工中并未落實相關應急保護措施，導致埋地管道陰極保護無法推廣。

2 埋地管道施工作業中陰極保護施工難點

當前，在時間和環境的雙重作用影響下，導致埋地管道表面形成了陰極和陽極區域，管道的腐蝕會在陽極區域逐漸開展。所謂陰極保護，指的是在外部操作的干預下，將被保護的管道表面轉化為陰極，以降低腐蝕效果。陰極保護在埋地管道之中的應用，需要做好埋地管道的防腐干預及絕緣干預，尤其是針對管道補口施工及焊口施工位置，需要盡可能對管道防腐涂層進行優化施工，盡可能的減少損壞發生率，以此提升陰極保護的效用時長。實際開展埋地管道的防腐和責任建設過程中，由于施工員施工素養存在一定差異性，所以極易導致防腐層破損修補或者補口修補操作質量欠缺。絕緣防腐在施工過程中若是連續性不足，將加劇管道的腐蝕。開展埋地管道陰極保護施工建設中，從業人員不斷開展應急保護施工技術的研究，獲得了相關的研究成果，在埋地管道施工過程中應用陰極保護措施，一般情況下，主要利用柔性陽極和帶狀鎂陽極方式進行施工建設。柔性陽極建設的應用，有利于加強管道保護，且不會對管道附近的設施產生影響，在防腐涂層損壞之前，有利于保持電流流通的均勻性。帶狀鎂陽極的應用，有利于對外加電流有效保護，并不會對管道周圍措施產生影響。但是這防腐措施應用的基礎就是對電源及安裝儀器進行完善，但是實際埋地管道施工作業中，想要大范圍的應用陰極保護方式的難度卻十分巨大[1]。

3 埋地管道施工作業中陰極保護方法

3.1 犧牲陽極法

所謂犧牲陽極法，指的是在腐蝕電池之中，由于陽極常被腐蝕，而陰極不被腐蝕，所以犧牲陽極，優先溶解，使得金屬構成物能夠成為陰極，以此實現保護。為實現保護目的，犧牲陽極的方式不僅需要在開路狀態下，確保開路電位足夠，在閉路狀態下，電位也足夠，以維系驅動電壓的正常。犧牲陽極法施工中，需要對材料質量嚴格控制，確保進場材料符合施工標準，檢查并認定陽極以后，運送中會出現陽極污染問題，所以安裝前，需要進行拋光及外表面灰塵的清理，進而應用乙醇擦拭干凈，并將其在袋裝填料之中存儲，避免磕碰，確保陽極在舒展的情況下在地下位置埋設。依據相關要求，陰極保護電位應在-850～-1200mV之間，陽極需要在管道一側位置埋設，并將其與管道之間維持2米距離。不同陽極之間的距離也需要為2m，并以VV型銅芯電纜開展連接，電纜中，應用規格為線徑1×10平方毫米，電纜規格為耐壓500V，一組之中應涵蓋五支陽極，并聯以后，焊接中間陽極，使得管道陰極匯流點能夠連接在一起。

3.2 強制電流法

陰極保護中，恒電位儀屬于陰極保護的主要設備，其主要功能為將220～380伏的交流電源，依靠降壓蒸餾電路轉化的形式，形成低壓直流，進而利用穩壓及調節以后，將其向管道之中供給。當前，最常見的強制電流設備儀器涵蓋PS系列與KKG系列等，可以依據管道的實際狀況，控制輸出電壓在20～50V之間，進而控制輸出電流，維持其在10～100毫安，控制保護胃電位在0～-2V。安裝恒電位中，需要先將管道上陰極匯流點安裝，通電點在恒電位儀的陰極端子位置連接，與此同時，將管道旁埋設的陽極組在陽極端子位置連接，進而將匯流點周圍的參比電極向參比端子連接。恒電位儀運行中，需要應用微型計算機進行監測，并將儀器所輸入的模擬量以A/D轉換器進行微機可識別數字量的轉換后操作，進而進行監測，依據設計的實際需求，按時進行輸出電流、輸出電壓的打印，并進行保護點位值的打印，需要對恒電位儀的運行狀況仔細觀察，涵蓋故障發生及停止電流輸送的時間，詳細的記錄，最終進行恒電位儀運行趨勢圖的打印，以維持恒電位儀運行中控制狀態正常。安裝陽極組中，需要先將高貴鑄鐵陽極采用垂直形式埋設，埋入地下1.5m位置，陽極之間的距離控制在3.0m，以VV型電纜對其連接，并將其向接線箱連接，進而，依據架空癲癇向恒電位儀的輸出端子位置連接，最終將陽極在低洼潮濕的土壤之中埋設，使其距離管道的間隔在50m以上。陰極匯流點安裝中，需要應用氣焊進行通電點的干預，使其加強極在管道位置焊接，進而將電纜銅線插入，進行牢固的焊接，最后，封閉處理銅管，使得電纜線能夠通過架空及埋地等形式向恒電位儀輸入端位置連接。

4 埋地管道施工作業中陰極保護施工與管理

4.1 原料質量的控制

為優化陰極保護的施工效果，最關鍵的是對施工原料的質量進行有效控制，其屬于埋地管道施工與管理開展的基本保障，有利于后續應急保護工作的順利推進。分析當前市場經濟的發展情況，原料生產廠家為盲目的追求經濟效益，大多忽視原料質量，導致材料在埋地管道之中應用以后安全隱患的存在，增加故障發生頻率，無法確保管道能夠穩定和長期的應用，也將對后續維護工作的開展產生極大不良影響，甚至會影響管道的修理效果。埋地管道施工作業過程中需要對原料的質量進行嚴格控制，合理選擇質量符合標準的材料，選擇符合標準的生產廠家，由監督管理部門制定相關的材料監督管理機制，對施工企業進行管理，確保陰極保護施工能夠有序開展。且在材料購進之前，必須進行原材料的調研工作，經過市場比對后，選擇最優化的材料采購應用于實際施工建造過程中[2]。

4.2 絕緣防腐層質量控制

待原料與所選擇的標準相符合以后，就需要確保絕緣防腐涂層的應用質量符合標準，必須保障管道防腐涂層噴涂過程中涂抹均勻。實際埋地管道防腐涂層施工中，所涂抹的防腐涂層厚度一般情況下會超過理論的厚度值。究其原因，大多由于噴涂工具、噴涂人員的操作能力、個人素養、實際噴涂應用工藝及操作流程等各種因素的影響而導致的，比如應用環氧粉末開展埋地管道的防腐作業中，涂層噴涂時若是噴涂較薄的絕緣防腐涂層，將無法導致埋地管道預期的防護效果，若是噴涂較厚的防腐涂層，則又會導致原材料的購進成本的提升，所以當前技術水平不斷提升的背景下，與絕緣防腐層建設的配套技術不斷應用，其可從一定程度上對絕緣防腐涂層的厚度進行限制，不僅可以確保防腐涂層最優化的防腐效果，又可以提升防腐涂層噴涂過程中最大化的經濟效益，所以必須不斷完善相關絕緣防腐涂層的噴涂工藝[3]。埋地管道絕緣防腐涂層應用過程中的作用主要是確保埋地管道的外壁不會與環境接觸，從而保證外壁不會受到輻射，為確保埋地管道的運行穩定和安全，陰極保護技術的應用也十分關鍵。

4.3 安裝質量的控制

安裝絕緣防腐層過程中，大都是由工廠開展預制以后，為實現預期的防腐效果，由相關施工人員后續進行管材的裝卸運輸，并最終進行安裝。在此過程中，做好相關的監督與管理十分關鍵，必須控制好安裝質量，安裝控制過程中需要從防腐層的特征及陰極保護的特征出發，強化安裝質量的監督與控制，不斷提升安裝人員的責任意識，提升其操作能力，以此確保最大化安裝效益。在此過程中，還需要確保陰極保護工作的順利落實，以保障施工質量，方便埋地管道后期的修復與管理。埋地管道進行陰極保護施工作業過程中均會不同程度地對防腐絕緣涂層產生損壞，所以，這就必須修復損壞的防腐涂層部分。陰極保護應用過程中技術含量較高，價值顯著，必須不斷提升施工人員的專業素養，以此保障以及保護的施工質量，保護工作在埋地管道應用過程中，施工企業想要確保埋地管道的順利應用，就需要不斷強化陰極施工技術，保障良好的防腐效果，這就需要不斷提升工作人員的責任意識和操作素養，制定統一化的標準，對施工情況進行控制，以此保障陰極保護工作的落實和應用質量。

5 結語

綜上所述，當前埋地管道應用范圍日益廣泛，但是腐蝕問題嚴重影響管道的應用，所以必須強化防腐工作，利用陰極保護方式，將其與絕緣防腐層配合應用，以最大化管道保護效果。