埋地钢质管道的新型柔性防腐研究与实现.pdf
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1、_研究探讨 埋 地钢 J 基金 尽 爨Jj1N 昔 播 石 油 工 程 建 设 周兰 ,陶文亮 一,李龙江 3 4 :矛 ;嗜 1 贵州大学化学与化工学院,贵州贵阳 5 5 0 0 2 5 2 贵州省毕节学院,贵州毕节 5 5 1 7 1 5 3 贵州大学矿业学院,贵州贵阳 5 5 0 0 2 5 4 贵州非金属矿物资源利用重点实验室 ,贵州贵阳 5 5 0 0 2 5 腐 _ _= _l 一一 埋地钢质管道的传统柔性保护方式为沿管道同沟等长铺设柔性阳极。文章在研究传统防腐措施的基础上,探索线性敷 设柔性阳极的最简方案,针对柔性阳极价格高昂的现状 ,提出埋地钢质管道不等长柔性防腐的新方式;针对
2、山区复杂 地形不易开挖、城区不可开挖情形下的旧管道防腐,提出柔性阳极的 “ 环 一弧”状敷设模式,以提高柔性防腐方法在 非开挖金属管道腐蚀防护中的应用效果。 埋地管道 ;柔性阳极 ;非开挖柔性保护 x l e w R e s e a r c h a n d l mD le me n t a t i 0 Z h o u L a n , T a o We n l i a n g , 2 L i L o n g j i a n g , , 1 C h e mi s t r y a n d Ch e mi c a l E n g i n e e r i n g C o l l e g e,Gu i z
3、 h o u Un i v e r s it y ,Gu iy a n g 5 5 0 0 2 5,Ch i n a 2 B i j ie C o l l e g e ,B ij i e 5 5 1 7 1 5 ,C h i n a 3 M i ni n g Col l eg e,Gu i z h o u Unive r s i t y, Gu i y a n g 5 5 00 25, Chi n a 4 Gui z ho u Ke y L ab or a t or y o f Com p r eh en s i v e Ut i l i z a t i on of Non m e t a l
4、 l ic M i n er a l Re so ur c es,Gu i y a ng 5 5 0 025, Chi n a aC I n t r a dit i on a l f l ex i ble an t ic or r os i on f or b ur i e d s t ee l pi p el i n e, t h e f l e x i bl e a n od e i s b ur i e d a l o ng w it h t h e p i p el i ne i n t h e s ame t r en c h a n d t h e s a m e Ien g t
5、hI n t his a r t i c l e, t h e mos t s i m p l e f l e x i bl e an o de la yi n g s c h e m e w i t h s h or t er a n od e l en gt h t h an p i pe l i ne i s e xp l or e d b as ed o n t h e t r a di t i on a l m e t ho d t o r e du c e f l e xi b l e a n od e c os tT h e n e w wa y ( e t h e “ R i
6、n gAr c ”L a y i n g c o n c e p t ) o f f l e x i b l e a n t i c o r r o s i o n f o r b u r i e d s t e e l p i p e l i n e i s p u t f o r wa r d t o a d a p t t o t h e c o mp l e x sit u a t i on s s u c h a s i n mou nt a i ns a nd r i g i d p a v e m en t , a nd t o i m p r ov e t he a p pl
7、i c a t i on ef f ec t o f f l e x i ble an t i c or r os i o n m e t h o d i n t r en c h l es s m e t aI pi p el i n e bu r i ed p i p el i ne; f lex i b l e a n od e;t r en c hl e s s f l e x i bl e p r ot e c t i on 柔性阳极是柔软、长线形的辅助阳极 ,阳极保护是 通过对处于介质中的钢质材料通以适当的阳极电流使金 属表面阳极极化 ,使其表面形成具有良好耐腐蚀性的致 密钝化膜
8、,从而防止金属表面腐蚀的防腐技术川 。传统 的管道柔性保护是柔,IB 8 极与管道同沟敷设 ,安装在管 l 0 6 2 0 1 4年 1 O目 沟底部且与管底平行并尽量靠近管沟边缘 ,保证阳极与 管道水平距离 3 0 0 mm 1 。阴极保护系统投运后应对 管道保护电位进行测量 ,测量结果应符合 G B T 2 1 4 4 8 中的相关要求 :管道阴极保护电位( 即管 地界面极 化电位 )应为 一8 5 0 mV ( 相对于铜 饱和硫酸铜参比 电极 ,消除 降后,余同) 或更负 ;阴极保护状态下 管道的极限保护电位不能比 一 1 2 0 0 mV更负。 向 日 道 葺 周兰等 :埋 地钢质管道
9、的新型柔性防腐研究与实现 传统的埋地钢质管道的阴极保护一般采用柔性阳极 随管铺设的模式 ,在广阔平原地区应用广泛 ,具有可行、 易操作的特点 ;但是传统的阴极保护措施在城市或地形 地貌复杂的山区却存在很大的局P Lg ,I,不适用于建筑物 密集区、硬质路面以下、开挖成本高昂或者禁止开挖区 域的旧埋地钢质管道的腐蚀防护。本文在对传统柔性防 腐研究及优化的基础上 ,提出柔性阳极的 “ 环 一弧”敷 设模式 ,旨在探索适合地形地貌复杂 、不易开挖或开挖 成本高昂情形下的埋地钢质管道柔性防腐措施。 传统的埋地钢质管道柔性防腐采取柔性阳极与管道 同沟等长敷设 ,在国内外广阔平原地区新管道的保护中 应用广
10、泛,在铺设新管道的同时随管敷设柔性阳极 ,通 过柔性阳极排流消除由于杂散电流的存在对管道引发的 杂散电流腐蚀 ,排流原理如图 1 所示。 测 E 佃 衄 超 墓 研究探讨l 、 j 在原贵州大学蔡 家关中试实验基地埋设长 2 0 m 的钢质管道 ,通过钢电极强加 2 V杂散电流 ,钢电极 相距 3 m,排流仪正、负极分别连接柔性阳极电缆和 管道测试桩进行排流 ,用标准硫酸铜电极与数字万用 表测试管地电位作为,衡量管道腐蚀状况的指标 。因管 道一般都是为了实现长距 离的运输 ,综合考虑柔性阳 极材料的价格及实现保护的操作成本 ,本文提出柔,性 阳极的间断铺设方法 ,探索埋地钢质管道柔性保护中 所
11、需柔性阳极材料的最短距离 ,实现成本最低 、材料 最省的柔性保护方案。实验中采用柔性阳极与管道 同 沟 ,分别铺设一 定长度( 2 O 、1 5 、1 0 、5 、2 m )的 柔性阳极,如图 2所示。排流保护情况见图 3 。 以管地电位值作为管道是否处于被保护状态的评价 指标 ,当管地电位在 一8 5 0 1 2 0 0 mV范围时 ,管道 处于被保护状态,记录管地电位在此范围时的排流电压 大小及柔性阳极长度。图 3中部黑色横向细实线框表示 管地 电位处于 一8 5 0一 1 2 0 0 mV范围内 ,上下蓝 、 红、黑、黄、紫色纵向加粗实线分别对应管道被保护时 测试点 1 和测试点 2在不
12、同长度柔性阳极保护下的管地 电位 。 石 油 工 j f建 设 由图 3 可知,当所敷设的柔性阳极电缆长度由 2 0 2 m 依次变 J 8 ,1 - ,管道达到保护状态所需的排流电压值 逐渐变大,即柔性阳极的长度越小 ,所需保护电压越大 , 且电压变化相对不显著 ( 即用电量随柔,1生阳极长度的减 少而增加 ,但增加量并不显著) 。本实验可以得出结论 : 用 2 m长的柔性阳极电缆可以实现对 2 0 m长管道的保 护 ,突破了文献中 “ 同沟 、同方向、同长度”敷设柔 性阳极的传统观点 。由于柔性阳极的单位价格比较昂 贵 ( 约 1 5 0$ m) ,从经济性角度考虑,在实际应用中减 少柔性
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