淺談PCCP管道陰極保護技術在腐蝕工程施工中的應用探析

翟常偉

摘 ? ?要：隨著我國經濟的不斷發展，我國的水資源正在不斷被消耗，在這過程中因為水資源分布的不夠均勻，就導致我國需要根據水資源所在的實際位置開展調水工程。在南水北調管理施工過程中，就將陰極保護技術應用于PCCP管理中，這樣的方式能夠很好減輕對管道的腐蝕。本文主要先說明陰極保護技術的工作原理和特點，然后說明PCCP管道使用陰極保護技術的必要性，再說明PCCP管道陰極保護技術在腐蝕工程施工中的應用方案。

關鍵詞：PCCP管道;陰極保護;腐蝕工程;應用

1 ?引言

現階段，我國的陰極保護技術已經成熟，并且被廣泛應用于海水、淡水中的鋼質管道中。為了能夠減少外界環境對PCCP管道的破壞，在PCCP管道中應用陰極保護技術，在PCCP管道中大約每一百米組成一組，然后將電進行連續連接，通過電化學的原理，將需要進行保護的管道進行結構極化處理，這樣能夠使得電位向負極運動，能夠保證在周圍環境的情況下處于陰極，始終保護著管道不受腐蝕。

2 ?PCCP管道陰極保護技術的原理和特點

能夠將需要進行保護的金屬和另外一種處于負電位的金屬進行連接，這樣就能夠根據金屬自身的化學反應溶解所釋放的電流讓金屬能夠達到陰極極化，從而實現對管道的保護，這種方法就被稱之為是陰極保護技術，這種技術雖然發展時間較短，但是卻取得了很好的效果。這種技術的特點就是在保護過程中并不需要任何電流的輔助，而且不對周圍的金屬造成影響，并不干擾周圍的金屬，雖然無法控制電流輸出，但是卻能夠自身進行自動調節，而且不容易損壞覆蓋層。在首次調節后就不需要定期進行管理，在保護過程中能夠讓電流分布均勻[1]。

3 ?PCCP管道使用陰極保護技術的必要性

PCCP管道作為一種新型管道，其中的構成分別有鋼筒、高強預應力鋼絲還有高強混凝土等等這些物質所構成，這樣的管道不僅能夠抗滲漏，還能夠延長使用壽命，能夠保證在一定的壓力下不損壞，如果出現損壞，維修工作較為簡單，被廣泛的應用于管道工程中。我們就對PCCP管道腐蝕的原因進行分析，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于管道的侵蝕。而且砂漿具有很好的堿性，這就能夠為管道提供一個鈍化的環境，在管道的表面形成一層鈍化膜，保護管道不受到侵蝕[2]。但是因為管道的保護層材料具有較多的細孔，這種細孔不管怎么進行操作都會存在，而且在生產管道過程中還會因為砂漿自身產生的物理現象而出現裂縫，那么在使用過程中，周圍環境就會對管道進行腐蝕，因為管道受到破壞就會出現開裂現象。在掩埋管道過程中，管道周圍環境中所存在的氯離子就會通過這些細孔深入到鋼絲表面，這樣就會產生化學反應導致管道受到腐蝕，如果鋼絲受到腐蝕出現斷裂現象，一旦受到外界應力，就會導致更多的鋼絲出現斷裂，存在一定的危險。相關的研究可以看出，如果含有腐蝕性的物質滲入到砂漿的保護層，就會導致PCCP管道出現爆管現象。

通過對南水北調中北京地區的PCCP管道進行研究可以發現，因為PCCP 管道的周圍環境種類較多，而且穿過的地質情況較為復雜，對于電流的正常走向存在影響，如果PCCP管道的所埋的深度過深，就無法在運行期間對其進行陰極保護措施，受到周圍環境中媒介的影響，管道周圍的環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輸過程中的影響，管道在運輸過程中難免會受到磕碰，而且這些磕碰都是無法避免的，這樣就會導致管道自身的表面遭到破壞或者是老化，通過使用陰極保護技術就能夠防止管道出現腐蝕，即使管道的表面存在問題，也能夠降低陰極保護所需要的電流，能夠保證結構表面電流表面分布更加均勻，達到保護的效果。

4 ?PCCP管道陰極保護技術在腐蝕工程施工中的應用方案

4.1 ?保護方案

陰極保護能夠保證金屬不受到腐蝕，主要是在腐蝕工程施工過程中，陰極保護技術能夠向管道輸送足夠的陰極電流，這樣能夠形成相應的化學反應，從而減少周圍環境對其的腐蝕。陰極保護技術分為兩種方法，分別是犧牲陽極陰極保護法和外加電流陰極保護法[3]。

犧牲陽極陰極保護就以帶狀鋅陽極陰極保護為例，將其和管道進行連接，在同一環境中兩者就能夠形成一個新的腐蝕原電池，這樣就能夠將在腐蝕工程下需要保護的管道作為陰極，將帶狀鋅陽極陰極作為陽極，這樣帶狀鋅陽極陰極就能夠先被其溶解，將身上的電子轉到腐蝕工程管道上，進而達到保護管道的目的。外用電流陰極保護就是直接使用外部的電流作為陰極，來將電源的負極和管道進行連接后，將需要進行保護的管道變成負極來實現保護目的。

在對腐蝕工程使用PCCP管道陰極保護時，使用帶狀鋅陽極陰極保護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來說，并不會產生過負的電位，這樣才能夠減少氫脆的出現，而且不需要外部電源，對于土壤的依賴性較小，能夠很好的保護腐蝕工程中的管道[4]。

4.2 ?標準和要求

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

4.3 ?帶狀鋅陽極安裝

在腐蝕工程施工過程中，對于PCCP管道的保護就應該使用帶狀鋅陽極技術，應該將帶狀鋅陽極放置于陽極溝內，陽極溝的使用規格應該為寬度200mm，深度100mm，在陽極的周圍需要使用相應的化學填料進行填充，還需要在這過程中使用相應的措施來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極電纜和帶狀鋅陽極進行連接，使用相應的連接套保證不會受到腐蝕。對于帶狀鋅陽極的安裝要和管道同時進行，對于已經安裝完成的管道可以安裝在回填層上。

5 ?結語

總的來說，將PCCP管道陰極保護技術應用于腐蝕工程中，能夠很大程度上減少管道被腐蝕程度，增加管道使用壽命。在使用陰極保護技術過程中，需要根據相關專業人員的指導結合自身工程的實際情況，來進行有效施工，這樣才能夠保證PCCP管道陰極保護技術在腐蝕工程中被有效應用，來推動我國PCCP管道陰極保護技術的發展，為我國經濟建設提供幫助。

參考文獻：

[1] 張博文.油田管道陰極保護技術現狀及趨勢探討[J].化學工程與裝備，2019（6）：262～263.

[2] 陳金忠，王俊杰，馬義來，何仁洋，靳陽.基于電流測量的管道陰極保護狀態內檢測技術[J].無損檢測，2018（6）：9～11+31.

[3] 劉翔.油氣管道陰極保護技術現狀與發展趨勢研究[J].中國石油和化工標準與質量，2018（9）：183～184.

[4] 尤子睿.供水PCCP管道犧牲陽極法施工及檢測技術[J].水科學與工程技術，2017（6）：51～53.

[5] 韓成.淺析陽極材料對PCCP管道陰極保護效果的影響研究[J].水利建設與管理，2017（11）：23～26.

[6] 程飛.地下鋼制管道陰極保護技術現狀與應用[J].當代化工，2017（9）：1891～1893.