牺牲阳极安装方法

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1、石油天然气埋地钢质管道牺牲阳极法 2007-12-39:10:14摘要：为保证城镇燃气钢质埋地管道的安全经济运行，防腐是关键。本文从腐蚀机理出发，探讨了牺牲阳极法阴极保护的原理及应用特点，并就日常监检过程中所遇到的一些问题进行分析讨论。关键词：埋地钢质管道腐蚀牺牲阳极阴极保护城镇燃气工程大量运用钢质埋地管道，虽然近年来，较大直径PE管道被普遍应用，但由于实际使用上的局限性，在一些大直径、高压力等场合仍以钢质管道为主，但是金属管道在使用过程如保护不当会产生腐蚀，导致失效。腐蚀是金属与环境间物理化学的相互作用，造成金属性能的改变，导致金属、环境或

2、由其构成的一部分技术体系功能的损坏。管道腐蚀按腐蚀环境可分为大气腐蚀、土壤腐蚀、海水腐蚀和化学介质腐蚀。按机理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。所谓电化学腐蚀是金属与电解质发生电化学反应，在反应过程中，金属被氧化至高价态，而存在于电解质中的其它反应物，即电子的受体被还原成较低的价态，金属失去电子氧化的过程就是电化学腐蚀。其中大气腐蚀、土壤腐蚀和海水腐蚀均为电化学腐蚀。其特点是介质为离子导电的电解质，金属电解质界面反应过程是因电荷转移而引起的电化学过程，必须包括电子离子在界面上转移，界面上的电化学过程可以分为两个相对独立的氧化和还原过程，电化学腐蚀过

3、程伴随着电流的流动。金属腐蚀缩短了管道的使用寿命，降低了管道的输送能力，引起成本的增加，最为严重是由于燃气管道的输送介质是天然气或液化石油气等具有的可燃易燃特性，增加了发生意外事故的可能性，对人民生命财产安全造成极大的危害。据国外媒体报道，在管道损坏事故中45%是由管道外腐蚀引起的。另据统计表明，美国输气干线和集气管线的泄漏事故中74%是由腐蚀造成的。更有国外统计资料表明，全世界每年由于腐蚀而损失的金属材料约占当年金属产量的25-35%，超过1亿吨，金属腐蚀直接或间接地造成了巨大的经济损失和资源浪费。作为城镇燃气中的金属管道腐蚀是以土壤腐蚀为

4、主要形式，土壤是多相物质组成的复杂混合物，颗粒间充满空气、水和各种盐类，使土壤具有电解质的特征，地下埋地管道祼露的金属在土壤中构成了腐蚀电池，土壤腐蚀受多种因素影响，其中以土壤电阻率为最主要，它是表征土壤导电性能的指标，常作为判断土壤腐蚀性最基本参数，一般情况下，土壤电阻率越大，其腐蚀性越小。另外，土壤的PH值、氧化还原电位、含盐种类和数量、含水率、透气性、湿度、有机物含量、细菌、杂散电流等也影响土壤的腐蚀性。一、阴极保护的方法：把埋地管道作为阴极进行保护是一种防止管道电化学腐蚀的行之有效的方法。阴极保护可分为牺牲阳极法和强制电流法。牺牲阳极

5、阴极保护法是由一种比被保护金属更低的金属或合金阳极材料与被保护金属连接，并处于同一电解质中，阳极材料因金属性强而优先溶解，释放出电流供被保护金属阴极化，随着电流的不断流动，阳极材料不断消耗，使被保护金属处于保护状态。强制电流法是通过外部直流电源而被保护金属通以阴极电流使之阴极极化，而达到阴极保护目的。阴极保护的原理见图一。为了控制腐蚀的发生发展，根据电化学保护机理，给金属补充大量电子，使被保护金属整体处于电子过剩的状态，使金属表面各点达到同一负电位，金属原子不容易失去电子而变成离子溶解，这就是阴极保护的原理。给金属补充大量电子需要一个负电位，

6、能使金属腐蚀停止（或可忽略）所需的电位值就是阴极保护的保护电位，其值我国石油行业标准SYJ36-89作出了相关规定，在通电情况下管道的保护电位为-850mv（相对于铜/饱和硫酸铜）或以下，这一标准常被用于阴极保护工程的效果评判。与保护电位相对应的另一主要参数是保护电流密度，是指被保护管道单位面积上所需的保护电流，它主要受表面状况（有无覆盖层及类型、覆盖层介质）、环境条件及被保护金属的种类等。不同的防腐层所需的电流密度可参照表一。另外，为确保阴极保护效果，被保护管道表面与土壤接触，稳定的参比电极之间的阴极极化电位差不应小于100mv。二、城市燃

7、气埋地钢质管道阴极保护的选择阴极保护中的牺牲阳极法和强制电流法，具体设计使用时必须考虑工程规模的大小、有无方便可靠经济的电源、被保护管道所需电流密度的大小、被保护管道与周围地下金属构筑物的相互影响、土壤等因素。两者各自的优缺点见表二在实际工程中，应根据工程规模、防腐层质量、土壤环境条件、电源的利用和经济性进行充分比较，择优选择。由于牺牲阳极法简便易行，不需外部电源，对周围构筑物干扰小等因素，广泛应用于管理能力相对薄弱的中小型投资公司、建设项目、工程规模较小的管网、杂散电流较小或没有的地区、低土壤电阻率环境（土壤电阻率小于100Ω·M）的金属管

8、网中，另外由于近年来钢管表面防护技术的不断发展，防腐层的质量、寿命明显提高，同时防腐费用也在不断下降，更有利于牺牲阳极法的推广运用，故本文以下主要对牺牲阳极法阴极保