城镇燃气埋地钢质管道阴极保护的设计
作者:杨萍 苏昔果 孟田军
评论: 更新日期:2011年01月04日
1.4牺牲阳极的布置
①在布置牺牲阳极时,注意阳极与管道之间不应有金属构筑物。
②牺牲阳极必须埋设在冰冻线以下。在地下水位低于3m的干燥地带,阳极应适当加深埋设。在河流下阳极应埋设在河床的安全部位,以防止洪水冲刷和挖泥清淤时损坏。
③牺牲阳极埋设方式有立式和卧式两种。立式阳极采用钻孔法在埋设阳极处将阳极以垂直于管道的方向埋入地下,这种方式不需大面积开挖,但保护效果不如卧式阳极,适用于已建管道。卧式阳极采用开槽法施工,在管道敷设时与管道同沟放置,既节省单独开挖的费用,又起到良好的保护效果。阳极哩设位置在一般情况下距管道外壁3~5m,最小不宜小于0.3m,但由于考虑到同沟敷设的方便性.一般将间距控制到0.3~0.5m,留出一定操作空间即可。埋深以阳极顶部距地面不小于1m为宜。成组布置时,阳极间距以2~3m为宜。
④通常应在管段上相邻两组牺牲阳极的中间部位设置测试桩,测试桩的间距以不大于500m为官。
1.5设计修正
当计算结束后,在管道上布置牺牲阳极时,还要考虑到一些特殊的情况,对总体设计进行调整。比如在定向钻的穿越出入土点,当采用的牺牲阳极保护半径不够时,可在出入土点增加阳极的数量或增大阳极的规格,使其能够起到完全保护穿越管道的作用。
2 设计的其他注意事项
2.1套管
管道穿越铁路、公路采用套管时,无论是钢套管还是混凝土套管都会存在屏蔽作用,使得外部的阴极保护电流流不到套管内的输送管上,成为阴极保护的盲区,一旦套管内进水,盲区内的管道将得不到保护。
针对套管的屏蔽,通常采用带状锌阳极,螺旋式缠绕在管道上,每隔2m左右与管道焊接一次。每个套管处应安装测试桩,通过套管和管道上的测试导线在地面上可以很方便地测试。
2.2绝缘连接
为防止阴极保护电流流到与大地连接的非保护构筑物上,应对阴极保护管道系统进行电绝缘。这样可以防止电流流失,减轻电偶腐蚀,避免不必要的干扰,控制电流流向。
绝缘的设置应考虑以下部位:a.干管与支管连接处;b.新旧管道连接处;c.裸管和覆盖层管道连接处;d.电气接地处;e.套管穿越处;f.跨越管道的支架与管道处;g.大型穿、跨越段两端。同时要注意在绝缘接头两侧应设有预防雷击和过电流的保护设施,以防止绝缘接头被瞬间的电流击穿。
2.3交流干扰
城镇的强电线路对管道存在着交流干扰,其危害主要有两方面,一是强电线路的交流电压的长期存在会对钢质管道产生交流腐蚀;二是强电线路发生故障时,会产生瞬间感应电压,可能击穿管道中设置的绝缘装置,并威胁到人身安全。解决交流干扰的方法有三种,一是保证管道分期施工全部结束后,一次性完成牺牲阳极的施工,尽早进行阳极接地;二是加大管道和接地体的距离,至少应达到3m;三是在管道和接地体间、绝缘装置两侧分别串连接地电池,将瞬间感应电压转移到管道上,再通过管道的接地装置将电流散掉,防止故障电流对管道的影响。
3 结语
在城镇燃气埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护的设计中,应根据管道所在位置的土壤平均电阻率和管道的压力、管径、长度、防腐层等来计算阳极的数量及分布,再综合管道经过的地区情况,如周围其他构筑物的情况、管道是否存在穿跨越、套管的设置情况等对阳极分布进行调整,最后考虑管道起、终点处绝缘装置及接地电池的设置。
参考文献:
[1]涂湘缃.实用防腐蚀工程施工手册[M].北京:化学工业出版社,2000.
[2](美)皮博迪AW(著),吴建华,许立坤(译).管线腐蚀控制(第2版)[M].北京:化学工业出版社,2004.
[3]肖平华.城市燃气管道防腐设计的探讨[J].煤气与热力,2001,21(3):235—236.
[4]王健,孟繁强,王芷芳.阴极保护设计中的几个问题[J].煤气与热力,1999,19(2):23—25.
[5]王健,王芷芳.阴极保护装置使用问题的探讨[J].煤气与热力,1999,19(3):26—28.
[6]李永威,周凌.埋地管道外防腐与阴极保护的探讨[J].煤气与热力,2002,22(1):70—72.
[7]赵霞,张承.天然气管道阴极保护的工程实施[J].煤气与热力,2002,22(3):276—277.