宮耀權(quán)

（惠生工程（中國）有限公司,上?！?01210）

外加電流陰極保護施工過程中存在的風(fēng)險和解決辦法

宮耀權(quán)

（惠生工程（中國）有限公司,上海201210）

摘要：外加電流陰極保護的大部分施工內(nèi)容是在地面以下，屬于隱蔽工程。地面以下同時又有地下管網(wǎng)和接地網(wǎng)。在施工過程中，陰極保護陽極和線纜等一旦跟接地網(wǎng)有接觸或接地網(wǎng)與地下管接觸，造成短路接地，導(dǎo)致陰極保護系統(tǒng)不能正常工作。

關(guān)鍵詞：電化學(xué)腐蝕；陰極保護；風(fēng)險；解決辦法

外加電流陰極保護的目的就是防止金屬電化學(xué)腐蝕。腐蝕過程可表示如下：

氧化反應(yīng)：Fe---→Fe2++2e

還原反應(yīng)：O2+2H2O+4e---→4OH-

2H2O+2e---→H2+2OH-

外加電流陰極保護，簡單點說就是在回路中串入一個直流電源，借助輔助陽極，將直流電通向被保護的金屬，進而使被保護金屬變成陰極，實施保護。在工程中主要是用于保護金屬管道和儲罐不被電化學(xué)腐蝕。下面就討論外加電流陰極保護系統(tǒng)在金屬管道和儲罐防腐應(yīng)用過程中，容易出現(xiàn)的問題、風(fēng)險和解決辦法。

1　金屬管道外加電流陰極保護施工過程中存在的風(fēng)險和解決辦法

在對金屬管道陰極保護施工過程容易出現(xiàn)兩種情況：第一種情況是地下管網(wǎng)在出地面后沒有與地上部分進行金屬絕緣隔離。第二種情況是地下接地網(wǎng)與地下管道接觸，造成短路導(dǎo)通，造成陰極保護系統(tǒng)不能正常工作。

1.1就第一種情況而言

因為地上管道及與管道連接的設(shè)備是與接地網(wǎng)連接的，也就是說，地上管道是與接地導(dǎo)通的。所以要使陰極保護系統(tǒng)正常工作，必須將地上管道與地下管道之間做隔離，隔離措施可以有兩種方法：第一方法是在地上管道與地下管道之間加裝絕緣隔離接頭；第二種方法是在地下管道與地上管道之間加裝法蘭隔離措施，在法蘭處加裝絕緣墊片，同時在法蘭螺栓處加裝絕緣套管和絕緣墊片。采用這種的法蘭連接方法后，法蘭兩側(cè)的管道就被電氣隔離了。法蘭連接后，要求做連續(xù)性測試，如果測試結(jié)果是導(dǎo)通的，說明墊片有破損或者某個套管有損傷導(dǎo)致法蘭導(dǎo)通。如果測試結(jié)果是斷開的，說明采用這種措施達到了電氣隔離的目的。陰極保護系統(tǒng)實際應(yīng)用過程中，大部分采用第一種方法，也就是在地下管道與地上管道之間加裝絕緣隔離連接頭。

1.2針對第二種情況來說

接地網(wǎng)與管道在地下安裝的過程中，可能存在平行和交叉的地方。如果在施工過程中不注意，尤其在過路的地方，接地線要求埋設(shè)深度較深，一般要求埋深1米，在這些位置如果有管道的話，就容易產(chǎn)生地下管道與地下接地網(wǎng)接觸的情況。因地下接地網(wǎng)是不帶絕緣保護的，而一旦在地下管道與接地網(wǎng)接觸的地方，地下管道的防腐受損，這樣地下管道與接地網(wǎng)導(dǎo)通，從而使陰極保護系統(tǒng)無法正常工作。

1.3例如在某項目施工現(xiàn)場

在對陰極保護測試樁進行檢查測試時發(fā)現(xiàn)，陰極保護系統(tǒng)與接地有導(dǎo)通的情況。經(jīng)過與廠家現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)人員分析，如果所有地下管的絕緣隔離接頭沒有問題，有可能是管線在某處與接地線有搭接，導(dǎo)致陰極保護電流從該處泄露，導(dǎo)致測試數(shù)據(jù)達不到要求。經(jīng)查看地管圖紙、接地圖紙及廠家技術(shù)人員確定的大致范圍，確定采用逐點排除的方法，找出了可能的交叉點，然后進行開挖、處理。最終進行了3處開挖：第一處有一條接地線橫跨主地管，挖開后發(fā)現(xiàn)該處接地線與地管之間垂直距離在400毫米左右，排除；第二處是附近的一個洗眼器的排水管，挖開后發(fā)現(xiàn)接地主線確實與管線碰觸，但是管線上纏有冷纏帶，將接地線與管線完全分離后再次進行測試，問題沒得到解決，該點排除；第三處是兩根人孔井的放空管，為鍍鋅鋼管直埋，挖開后發(fā)現(xiàn)有一根管子正好壓在接地線上，隨后將接地線徹底與放空管隔離后，再次進行測試。測試結(jié)果合格，此問題得到了最終解決。

上述地下管道與接地網(wǎng)導(dǎo)通的情況，一般只有在后期做陰極保護系統(tǒng)檢查、試驗的時候，才會被發(fā)現(xiàn)。而地下部分是隱蔽工程，到施工后期，路面和地面都已經(jīng)硬化完成，所以要找到導(dǎo)通接觸點，不是那么容易，費時費力。不但使工期延誤、還會導(dǎo)致成本增加。最好的解決辦法就是在施工過程中必須要注意，在隱蔽之前，要仔細按照設(shè)計圖紙進行檢查和驗收。

2　金屬儲罐外加電流陰極保護施工過程中存在的風(fēng)險和解決辦法

在金屬儲罐的罐底板下面，敷設(shè)陽極帶，陽極帶成網(wǎng)狀均勻分布在罐底板下面，陽極帶與罐底板之間填充砂子隔離。在金屬儲罐陰極保護施工過程中可能會出現(xiàn)兩種情況：第一種情況是罐底板與陽極帶接觸后導(dǎo)通；第二種情況是導(dǎo)通點出現(xiàn)在罐底集水坑的位置。

2.1罐底板與陽極帶導(dǎo)通的情況是因為兩個因素

第一個因素是罐底板在焊接過程中，在焊縫的位置，有可能是罐底板防腐層受損而脫落；第二個因素是陽極帶在敷設(shè)及充砂過程中，操作不當(dāng)使陽極帶凸起。兩個條件同時具備，就導(dǎo)致了罐底板與陽極帶接觸，從而電氣導(dǎo)通，使外加電流陰極保護系統(tǒng)無法正常工作。

出現(xiàn)上述問題的解決辦法可以有兩種：第一種方法是通過外加大電流，使接觸位置熔斷；第二種方法是找到導(dǎo)通點后進行隔離處理。

2.2在某項目施工現(xiàn)場

在對金屬儲罐外加電流陰極保護系統(tǒng)測試過程，發(fā)現(xiàn)陽極帶與罐可以存在導(dǎo)通的情況，經(jīng)與廠家技術(shù)人員分析討論后，采用增大外加電流來熔斷導(dǎo)通點的方法。先是將外加電流增加到了40A，效果不理想。后來廠家出于保護整流變壓器的目的，建議直接采用電焊機外加電流，最終電流增加到80A，持續(xù)10分鐘，廠家測試后發(fā)現(xiàn)情況有好轉(zhuǎn)，隨后關(guān)閉點電焊機，等待10分鐘后又進行測試，各項指標符合要求，該問題初步處理完畢。

2.3如果此外加大電流的方法不能使接觸導(dǎo)通點熔斷

第二種解決辦法是：將儲罐物料排空，打開檢修孔，人員進入罐內(nèi)，加電流。因短路點會發(fā)熱，使用熱成像儀器探測到短導(dǎo)通路點，然后割開罐底板進行隔離處理。這種辦法處理起來，可想而知是相當(dāng)麻煩、既增加成本又嚴重影響工期。

3　結(jié)束語

外加電流陰極保護施工，大部分工作內(nèi)容在地面以下，屬于隱蔽工程。而一些問題通常是在后期檢查、測試的時候才發(fā)現(xiàn)。這時候項目臨近中交，地面基本硬化完成，設(shè)備也安裝完成。一旦發(fā)現(xiàn)問題，處理起來，費時費力，既增加成本，又影響工期。所以，要在施工過程中，分析潛在的風(fēng)險和容易出現(xiàn)的問題，及時采取相應(yīng)措施來規(guī)避這些風(fēng)險、處理好這些問題，從而確保進度、質(zhì)量和成本控制，使項目順利竣工，投入運營。

作者簡介：宮耀權(quán)（1980—），男，遼寧人，研究方向：石油化工領(lǐng)域電氣專業(yè)施工過程中存在的風(fēng)險和解決辦法。