張明磊

秦皇島華潤(rùn)燃?xì)庥邢薰?河北秦皇島 066000

1 陰極保護(hù)概述

從原理上講：水溶液和土壤中的金屬腐蝕就是有電壓控制，即由電解夜中金屬電位控制的一種電解過(guò)程。依據(jù)電化學(xué)規(guī)律，反應(yīng)速度將隨著電壓而減小。腐蝕電池中，陽(yáng)極腐蝕，陰極不腐蝕。用外部電源或犧牲陽(yáng)極優(yōu)先溶解釋放出的電子，使金屬構(gòu)建物成為陰極而實(shí)現(xiàn)保護(hù)的方法成為陰極保護(hù)[1]。

1.1 犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)

在同一電解質(zhì)溶液中，不同的金屬具有不同的電極電位。活性強(qiáng)的金屬電位較低；活性弱的金屬電位較高。犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)是將活性不同的兩種金屬連接后，處于同一電解質(zhì)溶液中，活性強(qiáng)的金屬失去電子，成為陽(yáng)極受到腐蝕，活性差的金屬得到電子成為陰極受到保護(hù)。由于在這一過(guò)程中，活性強(qiáng)的金屬即陽(yáng)極被腐蝕而消耗，所以稱為犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)。此種方式占地面積較小，占地開挖成本較低所以在城市管線中較為常見(jiàn)[2]。

1.2 外加電流陰極保護(hù)

利用外部電源，將電流通過(guò)陽(yáng)極地床輸入到土壤中，電流在土壤中流動(dòng)到被保護(hù)結(jié)構(gòu)，抵消結(jié)構(gòu)上的腐蝕電流，并從匯流點(diǎn)返回電源設(shè)備。由于電流被強(qiáng)制流向被保護(hù)結(jié)構(gòu)，又稱為強(qiáng)制電流陰極保護(hù)。外加電流陰極保護(hù)可應(yīng)用于保護(hù)高，土壤電阻率中的大型結(jié)構(gòu)，應(yīng)用范圍廣。其維護(hù)費(fèi)用高，并有對(duì)其他管線產(chǎn)生雜散電流腐蝕干擾的可能性，對(duì)其周圍其他管線造成腐蝕。此種方式保護(hù)面積廣，使用年限長(zhǎng)久，還可以配合犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)，所以在長(zhǎng)輸管線中較為常見(jiàn)，但在城市管網(wǎng)中并不 適用。

2 城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)問(wèn)題現(xiàn)狀

2.1 管網(wǎng)涂層質(zhì)量漏洞

管網(wǎng)涂層質(zhì)量漏洞是城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)較為常見(jiàn)的問(wèn)題，即使管網(wǎng)涂層質(zhì)量良好，在運(yùn)輸、安裝使用后都會(huì)不可避免的出現(xiàn)孔隙或者針孔，孔隙或者針孔的出現(xiàn)會(huì)對(duì)管網(wǎng)涂層質(zhì)量造成嚴(yán)重的影響，成為城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)的質(zhì)量漏洞，影響著燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全使用。而在管網(wǎng)使用過(guò)程中，脫皮現(xiàn)象會(huì)隨著年限的增加而增加，這就加重了管網(wǎng)涂層質(zhì)量漏洞，對(duì)相關(guān)檢查部門是一種挑戰(zhàn)[3]。

2.2 管網(wǎng)連接情況不佳

管網(wǎng)連接情況不佳主要是由于工作人員技術(shù)水平欠缺造成的，是影響城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)使用效果的重要因素。工作人員技術(shù)水平不過(guò)關(guān)將直接影響燃?xì)夤芫W(wǎng)連接的效果，增加了燃?xì)夤芫W(wǎng)使用過(guò)程中泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。如果燃?xì)夤芫W(wǎng)通氣前沒(méi)能及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患，投入使用后很可能發(fā)生燃?xì)庑孤┦鹿?，不僅污染周邊環(huán)境還會(huì)威脅到生產(chǎn)安全，對(duì)燃?xì)饽茉匆彩且环N浪費(fèi)。

2.3 地理位置的隱患

地理位置的隱患對(duì)城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)的影響也是巨大的，有些地形特殊的位置在設(shè)置好燃?xì)夤芫W(wǎng)后會(huì)隨著地勢(shì)的變動(dòng)、土壤鹽性變化、酸性變化等出現(xiàn)各種各樣的情況。這些情況對(duì)燃?xì)夤芫W(wǎng)的影響是負(fù)面的，降低了城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)的使用壽命，成為工作人員日常巡查中的重點(diǎn)，一旦出現(xiàn)大雨、大雪等天氣這些地方都會(huì)變成工作人員重點(diǎn)擔(dān)心的位置，增加了工作人員日常工作的內(nèi)容。

3 陰極保護(hù)技術(shù)在城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)中的運(yùn)用

3.1 測(cè)試土壤中的離子

土壤中具有極為豐富的礦物質(zhì)含量，能夠形成電解質(zhì)溶液的原因是其中可溶鹽的含量和成分。而其中硫酸根離子和氯離子與土壤的腐蝕性呈正比，前兩者越大，后者就越強(qiáng)。

3.2 測(cè)定土壤 pH 值

土壤的酸堿性在很大程度上影響著土壤的腐蝕性。土壤的酸性和其腐蝕性呈正比，前者越強(qiáng)后者也就越強(qiáng)。

3.3 測(cè)量土壤的電阻率

土壤的電阻率受土壤顆粒的含鹽量、含水量以及大小的直接影響，一般情況下都可以反映出土壤的腐蝕性。目前，大多都是以土壤的電阻率為依據(jù)來(lái)分級(jí)土壤腐蝕性的，因此，在土壤腐蝕性的評(píng)定中，對(duì)土壤電阻率進(jìn)行測(cè)量是其不可缺少的重要參數(shù)。

3.4 查被保護(hù)金屬的外防腐層

主要是因?yàn)樵谶x擇保護(hù)參數(shù)的時(shí)候外防腐層的情況會(huì)產(chǎn)生極大的影響。

3.5 電的屏蔽

外層結(jié)構(gòu)很容易吸收經(jīng)過(guò)陰極保護(hù)電源的電流，這樣幾乎沒(méi)有電流可以順利到達(dá)內(nèi)層結(jié)構(gòu)之中，進(jìn)而在外層結(jié)構(gòu)間就將一種電的屏蔽形成?；诖耍瑧?yīng)在屏蔽區(qū)域中將陰極保護(hù)的陽(yáng)極安裝在屏蔽區(qū)域中，從而使保護(hù)電流能夠順利到達(dá)內(nèi)層結(jié)構(gòu)中。

3.6 雜散電流的影響

很多直流電力系統(tǒng)在土壤中都會(huì)產(chǎn)生一定的雜散電流，比如電車和電氣化鐵路等，進(jìn)而導(dǎo)致地下管道中電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。在雜散電流流動(dòng)的時(shí)候，會(huì)形成兩個(gè)腐蝕電池，其原因是外加電位差建立而成的，會(huì)致使附近的埋地金屬管道發(fā)生腐蝕的危險(xiǎn)，同時(shí)相較于普通土壤，其有著更快的腐蝕速度以及更強(qiáng)的激烈性。當(dāng)?shù)叵鹿艿罌](méi)有雜散電流的時(shí)候，腐蝕電池具有很小的兩級(jí)電位差 ；當(dāng)?shù)叵鹿艿离s散電流存在的時(shí)候，其管地電位可以到達(dá) 8-9V，由此可知，雜散電流的影響十分大[4]。所以，非常有必要在對(duì)陰極保護(hù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)雜散電流的影響予以充分考慮，同時(shí)積極采取行之有效的排流措施。

總之，陰極保護(hù)技術(shù)在城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)中的運(yùn)用為燃?xì)夤芫W(wǎng)解決了很多技術(shù)性問(wèn)題，提高了燃?xì)夤芫W(wǎng)的抗腐蝕性能，為燃?xì)夤芫W(wǎng)的質(zhì)量提供了更好的保障，延長(zhǎng)了城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)的有效使用年限，緩解了工作人員排查故障的壓力。陰極保護(hù)技術(shù)的運(yùn)用在城鎮(zhèn)燃?xì)夤芫W(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展中都發(fā)揮著重要的作用。