外加電流陰極保護施工過程中存在的風險和解決辦法

宮耀權

（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險和解決辦法

宮耀權

（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和接地網。在施工過程中，陰極保護陽極和線纜等一旦跟接地網有接觸或接地網與地下管接觸，造成短路接地，導致陰極保護系統不能正常工作。

關鍵詞：電化學腐蝕；陰極保護；風險；解決辦法

外加電流陰極保護的目的就是防止金屬電化學腐蝕。腐蝕過程可表示如下：

氧化反應：Fe---→Fe2++2e

還原反應：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腐蝕。下面就討論外加電流陰極保護系統在金屬管道和儲罐防腐應用過程中，容易出現的問題、風險和解決辦法。

1　金屬管道外加電流陰極保護施工過程中存在的風險和解決辦法

在對金屬管道陰極保護施工過程容易出現兩種情況：第一種情況是地下管網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與地下管道接觸，造成短路導通，造成陰極保護系統不能正常工作。

1.1就第一種情況而言

因為地上管道及與管道連接的設備是與接地網連接的，也就是說，地上管道是與接地導通的。所以要使陰極保護系統正常工作，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，法蘭兩側的管道就被電氣隔離了。法蘭連接后，要求做連續性測試，如果測試結果是導通的，說明墊片有破損或者某個套管有損傷導致法蘭導通。如果測試結果是斷開的，說明采用這種措施達到了電氣隔離的目的。陰極保護系統實際應用過程中，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，就容易產生地下管道與地下接地網接觸的情況。因地下接地網是不帶絕緣保護的，而一旦在地下管道與接地網接觸的地方，地下管道的防腐受損，這樣地下管道與接地網導通，從而使陰極保護系統無法正常工作。

1.3例如在某項目施工現場

在對陰極保護測試樁進行檢查測試時發現，陰極保護系統與接地有導通的情況。經過與廠家現場技術服務人員分析，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，導致陰極保護電流從該處泄露，導致測試數據達不到要求。經查看地管圖紙、接地圖紙及廠家技術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，挖開后發現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，挖開后發現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，挖開后發現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。測試結果合格，此問題得到了最終解決。

上述地下管道與接地網導通的情況，一般只有在后期做陰極保護系統檢查、試驗的時候，才會被發現。而地下部分是隱蔽工程，到施工后期，路面和地面都已經硬化完成，所以要找到導通接觸點，不是那么容易，費時費力。不但使工期延誤、還會導致成本增加。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險和解決辦法

在金屬儲罐的罐底板下面，敷設陽極帶，陽極帶成網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兩種情況：第一種情況是罐底板與陽極帶接觸后導通；第二種情況是導通點出現在罐底集水坑的位置。

2.1罐底板與陽極帶導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及充砂過程中，操作不當使陽極帶凸起。兩個條件同時具備，就導致了罐底板與陽極帶接觸，從而電氣導通，使外加電流陰極保護系統無法正常工作。

出現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通點后進行隔離處理。

2.2在某項目施工現場

在對金屬儲罐外加電流陰極保護系統測試過程，發現陽極帶與罐可以存在導通的情況，經與廠家技術人員分析討論后，采用增大外加電流來熔斷導通點的方法。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10分鐘，廠家測試后發現情況有好轉，隨后關閉點電焊機，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，加電流。因短路點會發熱，使用熱成像儀器探測到短導通路點，然后割開罐底板進行隔離處理。這種辦法處理起來，可想而知是相當麻煩、既增加成本又嚴重影響工期。

3　結束語

外加電流陰極保護施工，大部分工作內容在地面以下，屬于隱蔽工程。而一些問題通常是在后期檢查、測試的時候才發現。這時候項目臨近中交，地面基本硬化完成，設備也安裝完成。一旦發現問題，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，分析潛在的風險和容易出現的問題，及時采取相應措施來規避這些風險、處理好這些問題，從而確保進度、質量和成本控制，使項目順利竣工，投入運營。

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