翟常偉

摘 ? ?要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)的水資源正在不斷被消耗，在這過(guò)程中因?yàn)樗Y源分布的不夠均勻，就導(dǎo)致我國(guó)需要根據(jù)水資源所在的實(shí)際位置開(kāi)展調(diào)水工程。在南水北調(diào)管理施工過(guò)程中，就將陰極保護(hù)技術(shù)應(yīng)用于PCCP管理中，這樣的方式能夠很好減輕對(duì)管道的腐蝕。本文主要先說(shuō)明陰極保護(hù)技術(shù)的工作原理和特點(diǎn)，然后說(shuō)明PCCP管道使用陰極保護(hù)技術(shù)的必要性，再說(shuō)明PCCP管道陰極保護(hù)技術(shù)在腐蝕工程施工中的應(yīng)用方案。

關(guān)鍵詞：PCCP管道;陰極保護(hù);腐蝕工程;應(yīng)用

1 ?引言

現(xiàn)階段，我國(guó)的陰極保護(hù)技術(shù)已經(jīng)成熟，并且被廣泛應(yīng)用于海水、淡水中的鋼質(zhì)管道中。為了能夠減少外界環(huán)境對(duì)PCCP管道的破壞，在PCCP管道中應(yīng)用陰極保護(hù)技術(shù)，在PCCP管道中大約每一百米組成一組，然后將電進(jìn)行連續(xù)連接，通過(guò)電化學(xué)的原理，將需要進(jìn)行保護(hù)的管道進(jìn)行結(jié)構(gòu)極化處理，這樣能夠使得電位向負(fù)極運(yùn)動(dòng)，能夠保證在周?chē)h(huán)境的情況下處于陰極，始終保護(hù)著管道不受腐蝕。

2 ?PCCP管道陰極保護(hù)技術(shù)的原理和特點(diǎn)

能夠?qū)⑿枰M(jìn)行保護(hù)的金屬和另外一種處于負(fù)電位的金屬進(jìn)行連接，這樣就能夠根據(jù)金屬自身的化學(xué)反應(yīng)溶解所釋放的電流讓金屬能夠達(dá)到陰極極化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)管道的保護(hù)，這種方法就被稱(chēng)之為是陰極保護(hù)技術(shù)，這種技術(shù)雖然發(fā)展時(shí)間較短，但是卻取得了很好的效果。這種技術(shù)的特點(diǎn)就是在保護(hù)過(guò)程中并不需要任何電流的輔助，而且不對(duì)周?chē)慕饘僭斐捎绊懀⒉桓蓴_周?chē)慕饘?，雖然無(wú)法控制電流輸出，但是卻能夠自身進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，而且不容易損壞覆蓋層。在首次調(diào)節(jié)后就不需要定期進(jìn)行管理，在保護(hù)過(guò)程中能夠讓電流分布均勻[1]。

3 ?PCCP管道使用陰極保護(hù)技術(shù)的必要性

PCCP管道作為一種新型管道，其中的構(gòu)成分別有鋼筒、高強(qiáng)預(yù)應(yīng)力鋼絲還有高強(qiáng)混凝土等等這些物質(zhì)所構(gòu)成，這樣的管道不僅能夠抗?jié)B漏，還能夠延長(zhǎng)使用壽命，能夠保證在一定的壓力下不損壞，如果出現(xiàn)損壞，維修工作較為簡(jiǎn)單，被廣泛的應(yīng)用于管道工程中。我們就對(duì)PCCP管道腐蝕的原因進(jìn)行分析，PCCP管道本身的水灰比例為0.28～0.3，具有很高的泥漿密度，這樣就能夠很好的減少土壤和水對(duì)于管道的侵蝕。而且砂漿具有很好的堿性，這就能夠?yàn)楣艿捞峁┮粋€(gè)鈍化的環(huán)境，在管道的表面形成一層鈍化膜，保護(hù)管道不受到侵蝕[2]。但是因?yàn)楣艿赖谋Ｗo(hù)層材料具有較多的細(xì)孔，這種細(xì)孔不管怎么進(jìn)行操作都會(huì)存在，而且在生產(chǎn)管道過(guò)程中還會(huì)因?yàn)樯皾{自身產(chǎn)生的物理現(xiàn)象而出現(xiàn)裂縫，那么在使用過(guò)程中，周?chē)h(huán)境就會(huì)對(duì)管道進(jìn)行腐蝕，因?yàn)楣艿朗艿狡茐木蜁?huì)出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象。在掩埋管道過(guò)程中，管道周?chē)h(huán)境中所存在的氯離子就會(huì)通過(guò)這些細(xì)孔深入到鋼絲表面，這樣就會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致管道受到腐蝕，如果鋼絲受到腐蝕出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象，一旦受到外界應(yīng)力，就會(huì)導(dǎo)致更多的鋼絲出現(xiàn)斷裂，存在一定的危險(xiǎn)。相關(guān)的研究可以看出，如果含有腐蝕性的物質(zhì)滲入到砂漿的保護(hù)層，就會(huì)導(dǎo)致PCCP管道出現(xiàn)爆管現(xiàn)象。

通過(guò)對(duì)南水北調(diào)中北京地區(qū)的PCCP管道進(jìn)行研究可以發(fā)現(xiàn)，因?yàn)镻CCP 管道的周?chē)h(huán)境種類(lèi)較多，而且穿過(guò)的地質(zhì)情況較為復(fù)雜，對(duì)于電流的正常走向存在影響，如果PCCP管道的所埋的深度過(guò)深，就無(wú)法在運(yùn)行期間對(duì)其進(jìn)行陰極保護(hù)措施，受到周?chē)h(huán)境中媒介的影響，管道周?chē)沫h(huán)境在一定程度上直接影響到自身的使用壽命。而且還受到管道在運(yùn)輸過(guò)程中的影響，管道在運(yùn)輸過(guò)程中難免會(huì)受到磕碰，而且這些磕碰都是無(wú)法避免的，這樣就會(huì)導(dǎo)致管道自身的表面遭到破壞或者是老化，通過(guò)使用陰極保護(hù)技術(shù)就能夠防止管道出現(xiàn)腐蝕，即使管道的表面存在問(wèn)題，也能夠降低陰極保護(hù)所需要的電流，能夠保證結(jié)構(gòu)表面電流表面分布更加均勻，達(dá)到保護(hù)的效果。

4 ?PCCP管道陰極保護(hù)技術(shù)在腐蝕工程施工中的應(yīng)用方案

4.1 ?保護(hù)方案

陰極保護(hù)能夠保證金屬不受到腐蝕，主要是在腐蝕工程施工過(guò)程中，陰極保護(hù)技術(shù)能夠向管道輸送足夠的陰極電流，這樣能夠形成相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)，從而減少周?chē)h(huán)境對(duì)其的腐蝕。陰極保護(hù)技術(shù)分為兩種方法，分別是犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)法和外加電流陰極保護(hù)法[3]。

犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)就以帶狀鋅陽(yáng)極陰極保護(hù)為例，將其和管道進(jìn)行連接，在同一環(huán)境中兩者就能夠形成一個(gè)新的腐蝕原電池，這樣就能夠?qū)⒃诟g工程下需要保護(hù)的管道作為陰極，將帶狀鋅陽(yáng)極陰極作為陽(yáng)極，這樣帶狀鋅陽(yáng)極陰極就能夠先被其溶解，將身上的電子轉(zhuǎn)到腐蝕工程管道上，進(jìn)而達(dá)到保護(hù)管道的目的。外用電流陰極保護(hù)就是直接使用外部的電流作為陰極，來(lái)將電源的負(fù)極和管道進(jìn)行連接后，將需要進(jìn)行保護(hù)的管道變成負(fù)極來(lái)實(shí)現(xiàn)保護(hù)目的。

在對(duì)腐蝕工程使用PCCP管道陰極保護(hù)時(shí)，使用帶狀鋅陽(yáng)極陰極保護(hù)就能夠使得管道存在的電流更加均勻，相比于一些其它技術(shù)來(lái)說(shuō)，并不會(huì)產(chǎn)生過(guò)負(fù)的電位，這樣才能夠減少氫脆的出現(xiàn)，而且不需要外部電源，對(duì)于土壤的依賴(lài)性較小，能夠很好的保護(hù)腐蝕工程中的管道[4]。

4.2 ?標(biāo)準(zhǔn)和要求

首先，需要保證管道的極化電位差必須要超過(guò)100mv，也就是在PCCP管道中所需要被保護(hù)的所有材料和在自然防腐所需要的電位總差超過(guò)100mv就可以，這樣就能夠很好的保護(hù)在腐蝕工程下的管道，還有就是在實(shí)際進(jìn)行操作時(shí)，需要通過(guò)對(duì)極化建立的測(cè)量和電位偏移量的檢查來(lái)查看是否滿(mǎn)足要求。其次，要保證陰極保護(hù)最低負(fù)電位需要超過(guò)-1000mv，這一目的主要是為了能夠減少預(yù)應(yīng)力表面可能出現(xiàn)的析氫現(xiàn)象，避免預(yù)應(yīng)力出現(xiàn)氫脆。最后，要明確陰極保護(hù)技術(shù)的使用期限為25年，其中所使用的電流密度為1mA/㎡。

4.3 ?帶狀鋅陽(yáng)極安裝

在腐蝕工程施工過(guò)程中，對(duì)于PCCP管道的保護(hù)就應(yīng)該使用帶狀鋅陽(yáng)極技術(shù)，應(yīng)該將帶狀鋅陽(yáng)極放置于陽(yáng)極溝內(nèi)，陽(yáng)極溝的使用規(guī)格應(yīng)該為寬度200mm，深度100mm，在陽(yáng)極的周?chē)枰褂孟鄳?yīng)的化學(xué)填料進(jìn)行填充，還需要在這過(guò)程中使用相應(yīng)的措施來(lái)阻止填料和泥土的混合，在保證條件符合的情況下，可以將其泡在水中，并且使用壓接的方式將陽(yáng)極電纜和帶狀鋅陽(yáng)極進(jìn)行連接，使用相應(yīng)的連接套保證不會(huì)受到腐蝕。對(duì)于帶狀鋅陽(yáng)極的安裝要和管道同時(shí)進(jìn)行，對(duì)于已經(jīng)安裝完成的管道可以安裝在回填層上。

5 ?結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，將PCCP管道陰極保護(hù)技術(shù)應(yīng)用于腐蝕工程中，能夠很大程度上減少管道被腐蝕程度，增加管道使用壽命。在使用陰極保護(hù)技術(shù)過(guò)程中，需要根據(jù)相關(guān)專(zhuān)業(yè)人員的指導(dǎo)結(jié)合自身工程的實(shí)際情況，來(lái)進(jìn)行有效施工，這樣才能夠保證PCCP管道陰極保護(hù)技術(shù)在腐蝕工程中被有效應(yīng)用，來(lái)推動(dòng)我國(guó)PCCP管道陰極保護(hù)技術(shù)的發(fā)展，為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供幫助。

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