依照現(xiàn)行標準GB／T 21448—2008《埋地鋼質管道陰極維護技術規(guī)范》規(guī)則：“新建管道應選用防腐層加陰極維護的聯(lián)合防護辦法或其他業(yè)已證明有效的腐蝕操控技術”。從上世紀90年代起，我國建設的油氣管道大部分選用較的3PE防護涂層。3PE 防護和陰極維護的聯(lián)合運用是埋地鋼質管道腐蝕防護遍及選用的一項技術，已在國內(nèi)數(shù)萬公里管道上運用，并取得了顯著作用。依據(jù)大量工程和管道后期運轉狀況分析，筆者以為在3PE防腐管道陰極維護規(guī)劃施工中應留意以下幾方面的問題。

  陰極維護辦法選擇

  油氣管道陰極維護有強制電流法和獻身陽極法兩種辦法。不論何種辦法，合理有效的陰極維護體系都能夠獲得杰出的維護作用，避免腐蝕發(fā)生。兩種辦法各有優(yōu)缺點，在實踐中應區(qū)別狀況運用。選擇陰極維護辦法時考慮的首要要素有：管道防腐層功能、工程規(guī)劃、維護電流大小、環(huán)境條件、土壤電阻率、管網(wǎng)現(xiàn)狀、交直流攪擾狀況、有無經(jīng)濟方便的電源及工程造價等。 現(xiàn)在的習氣是，強制電流陰極維護首要適用于市郊等地下管網(wǎng)單一區(qū)域的油氣主管道或鄉(xiāng)鎮(zhèn)燃氣環(huán)網(wǎng)。獻身陽極陰極維護首要適用于人口稠密區(qū)域和鄉(xiāng)鎮(zhèn)內(nèi)各種壓力級制燃氣管道。

  選用絕緣功能優(yōu)秀的3PE防腐層管道需求的陰極維護電流比較小，大量資料表明，強制陰極維護中過負的陰極極化電位會形成電解質更容易滲透防腐層引起陰極剝離，致使防腐層提早失效，而選用獻身陽極陰極維護則不會出現(xiàn)這種狀況，再加上施工和維護本錢等要素，在實踐中3PE管道一般選用獻身陽極陰極維護法，其規(guī)劃首要依照SY/T 0019—97《埋地鋼質管道獻身陽極陰極維護規(guī)劃規(guī)范》要求進行。在土壤電阻率特別高，不適宜選用獻身陽極的當?shù)兀ㄗh選用強制電流法。

  套管對陰極維護電流的屏蔽

  穿越公路、鐵路的3PE燃氣管道，依照規(guī)劃要求 ，施工時要加設套管，而且套管與主管之間要用絕緣的支架支撐，套管兩頭用柔性的防水資料封堵，避免地下水進入套管內(nèi)使主管道發(fā)生腐蝕。但經(jīng)過對管道防腐狀況的檢測發(fā)現(xiàn)，加設套管并不能阻撓管道腐蝕的發(fā)生，而且加設套管的管段，主管道發(fā)生腐蝕的狀況越嚴峻。原因是套管內(nèi)主管道能夠得到有效陰極維護的必要條件是主管道與套管之間存在導電介質，而嚴厲依照規(guī)范施工的管道，套管與主管道之間設絕緣支架，套管兩頭防水密封杰出，地下水不能進入，套管與主管道之間的介質是空氣，導致沒有導電介質。主管道盡管加設陰極維護，但陰極維護電流受空氣層阻斷被完全屏蔽，起不到任何作用，這便是套管對陰極維護電流發(fā)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，假如未及時發(fā)現(xiàn)并修補，管道埋地投用后，因為套管對陰極維護電流的屏蔽，陰極維護不起作用，套管內(nèi)主管道防腐層的破損處會處于天然氧化、腐蝕的狀況，并逐漸蔓延。處理陰極維護電流屏蔽的辦法是：

  （1）穿越公路、鐵路的管道，為操控腐蝕，能夠加大壁厚及添加埋深，盡量避免運用套管。

  （2）不可避免運用套管時，可在套管內(nèi)部采納部分的陰極維護。具體做法是：在套管內(nèi)的主管道上環(huán)繞鎂陽極帶或鋅陽極帶或設備鐲式陽極。當主管道外防腐層為3PE防腐時，引薦運用環(huán)繞鎂陽極帶的部分陰極維護。設備鎂陽極帶時，可選用機械打磨的辦法，露出里面的鋼管3～5cm，主管道上開鑿一個合適的焊點，選用電焊、鋁熱焊等焊接方式把鎂陽極帶一端焊接到主管道上，依據(jù)不同的管徑依照一定的視點和間距，貼著管道的外壁緊緊環(huán)繞（如圖1所示）。針對不同管徑，鎂陽極帶有不同的環(huán)繞視點：當燃氣管道外徑≤219mm時，鎂陽極帶沿管道外壁等距且與管道軸向成30°角環(huán)繞；當管道外徑為219～377mm時，沿管道外壁等距且與管道軸向成45°角環(huán)繞；當燃氣管道外徑≥377mm時，沿管道外壁等距且與管道軸向成60°角環(huán)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。鎂陽極帶環(huán)繞施工完畢，套管兩頭應選用柔性的防腐、防水資料密封，并保證密封杰出，避免水或其他雜物進入。環(huán)繞鎂陽極帶法的優(yōu)點是施工簡略方便，缺點是鎂的電位較負，維護年限不是很長。

  圖1 帶狀獻身陽極的設備圖

  （3）不可避免加設套管時，還可采納用其他柔軟資料替代防水資料填充套管兩頭的辦法，只要能避免沙石等雜物進入即可。因為當套管內(nèi)有水或泥土存在時，能起到導電介質的作用，陰極維護電流經(jīng)過介質構成回路，不會被屏蔽。套管可視為土壤介質的一部分，陰極維護電流從套管外壁流入，從套管內(nèi)壁流出，再從主管道外部流入，主管道將受到很好的陰極維護。假如套管與主管道間有特定功能的電解質物質，導電功能會更好，主管道陰極維護的作用會更好，其原理如圖2所示。

  

  雜散電流的防護

  雜散電流是指在規(guī)則電路或意圖電路之外流動的電流，雜散電流首要表現(xiàn)為直流電流、溝通電流和大地中天然存在的地電流三種狀況，且各自具有不同的特色。以電氣化鐵路車輛直流供電牽引體系發(fā)生的直流雜散電流是形成油氣管道雜散電流腐蝕的首要原因。雜散電流腐蝕具有部分會集特征，當雜散電流經(jīng)過油氣管道防腐層的缺點點或漏鐵點流出時，對該部位管道發(fā)生劇烈的電化學腐蝕，短期內(nèi)就能夠形成穿孔事端。防腐層的缺點點或漏鐵點愈小，相應的電流密度愈大，雜散電流的部分會集效應愈突出，腐蝕速度愈快。

  對雜散電流的防護，一是從源頭上操控和減小，選線時盡量不與電氣化鐵路等雜散電流發(fā)生區(qū)域交織。其他辦法因需求對鐵路設備做出改變，現(xiàn)實中很難行得通；二是采納排流辦法。排流的辦法有以下四種。

  （1）直接排流法。即把油氣管道與電氣化鐵路的負極或行走軌用導線直接銜接起來。這種辦法不需求排流設備，操作簡略，造價低，排流作用好。但當管道的對地電位低于行走軌對地電位時，行走軌電流會流入管道內(nèi)發(fā)生逆流。故這種辦法只適合管地電位永遠高于軌地電位、不會發(fā)生逆流的場所，而這種機會不多，所以該辦法有局限性。

  （2）極性排流法。因為負荷的變動，變電所負荷分配的改變等，管地電位低于軌地電位而發(fā)生逆流的現(xiàn)象比較遍及。為避免逆流，使雜散電流只能由管道流入行走軌，必須在排流線路中設備單向導通的二極管整流器、逆電壓繼電器等排流設備。這種避免逆流的排流法稱為極性排流法。該辦法簡略易行，運用廣泛。

  （3）強制排流法。便是在油氣管道和行走軌的電氣接線中加入直流電流，促進排流的辦法。在管地電位正負極性交變，電位差小，且環(huán)境腐蝕性較強時，能夠選用此防護辦法。經(jīng)過強制排流器將管道和行走軌連通，雜散電流經(jīng)過強制排流器的整流環(huán)排放到行走軌上，當無雜散電流時，強制排流器給管道提供一個陰極維護電流，使管道處于陰極維護狀況。強制排流法防護規(guī)模大，鐵路停運時可對油氣管道提供陰極維護，但對行走軌的電位分布有影響，需求外加電源。

  （4）接地排流法。即;管道的排流電纜不是直接銜接到行走軌上，而是銜接到一個埋地輔佐陽極上，將雜散電流從管道上排出至輔佐陽極上，經(jīng)過土壤再返回到行走軌上。接地排流法運用方便，但作用不顯著，需求輔佐陽極，且輔佐陽極需求定期更換。

  測驗樁的設置

  測驗樁是陰極維護體系中必不可少的設備,首要用于陰極維護作用和運轉參數(shù)的檢測。

  在規(guī)劃施工中，測驗樁應該和其他陰極維護體系一起設備。設備測驗樁應該沿著被維護管道的方向設定方位，可設置在地下和地上，互相相鄰的兩個測驗樁距離距離應該在1～3公里之間。假如管道經(jīng)過鄉(xiāng)鎮(zhèn)或工業(yè)園區(qū)，測驗樁相鄰距離距離不應該超過1公里。假如測驗到受雜散電流攪擾影響的區(qū)域，測驗設備的距離距離更應該恰當加密。測驗樁安頓的環(huán)境一般為：被維護管道與溝通/直流電氣化鐵路穿插或者平行段；設備絕緣接頭的當?shù)兀汇暯咏拥伢w系的當?shù)?；裝有金屬套管的方位；被維護管道與其他管道或結構有銜接的當?shù)?；輔佐試片及接地設備銜接的當?shù)?；管道與周圍道路或者堤壩穿插經(jīng)過的當?shù)?；穿越鐵路或者流水的當?shù)兀慌c外部金屬結構建筑物相鄰的當?shù)氐?。設備測驗樁時應至少有兩個電纜與被維護管道相銜接，而且運用的電纜應該用色彩區(qū)別，或者做其他標志進行區(qū)分，而且要做到全線一致。獻身陽極陰極維護體系應設置足夠的測驗設備，且應與陰極維護體系同步設備。