供热钢套钢直埋保温管阴极保护的应用

来源:用户上传      作者: 丁 群 鲍文才

　　[关键词]供热;钢套钢;保温管;阴极保护
　　
　　随着电力工业及热电联产的不断发展，钢套钢预制直埋保温管道技术得到了广泛应用，其外套钢管防腐多采用防腐蚀涂料及阴极保护的方法，华电能源股份有限公司哈尔滨第三发电厂集中供热工程中，钢套钢直埋保温管实施牺牲阳极的阴极保护后,管网处于良好的保护状态,达到了设计技术指标。
　　此工程担负着向哈尔滨松北区供热的任务。其中，穿越呼兰河段钢套钢供热管线直径为1 420mm，共计4根并行，管外壁距离为500~900mm。管线北岸长度为94.5米，南岸1 330米，包括穿越铁路涵洞部分。管内介质温度为140℃，钢套钢外护钢管正常温度≤50℃，事故状态下外护钢管温度≤90℃。其规模在国内供热工程中，较为罕见。
　　经对埋地现场勘查及现场土壤和水分析认为，土壤类型属于黏土类型，含水量超过20％，腐殖土含量较多，属于强腐蚀土壤环境。因此，对该土壤环境下服役的钢质管线，除需要良好的防护涂层外，必须施加阴极保护。
　　方案：SEBF/SLF防护涂层与牺牲镁阳极阴极保护。
　　技术要求：在阴极保护状态下，钢套钢外管的管地电位小于-0.85V/CSE。
　　监测服役期间钢套钢外护管在土壤中的腐蚀状态。通过监测管地电位，牺牲阳极发射电流等参数评估涂层和阴极保护系统对钢套钢外管保护效果。
　　一、安装工作中注意的要点
　　1.在阳极包装进填料包之前，去除阳极表面油污和氧化物。并保证阳极四周的填料厚度一致、密实，填料应调拌均匀，不得混入杂物等。
　　阳极与电缆之间焊接点上涂覆环氧涂料，做好绝缘，保证焊接牢固绝缘良好。
　　2.间隔12米安放1支镁牺牲阳极，与管道平行水平放置。过铁路涵洞等特殊位置加密安装阳极。采用管道两侧均匀交叉埋设，避免管道本身屏蔽影响。
　　牺牲阳极与管道外壁距离为1.0～4.5米，最低不小于0.3m。埋设深度在冻土层以下。
　　阳极电缆与管道焊接牢固，对焊接部位进行补口，材料采用环氧涂料。
　　阳极床回填时，向阳极床内回填细土，禁止向坑内回填杂物。
　　二、测试和监测系统安装
　　全线安放8套测试系统：钢套钢管道与PE保护管道交接井室中、钢套钢管道的终点、呼兰河南坝外侧、铁路桥涵外及4个排潮井中安装测试桩，内设阴极测试端子和参比电极测试端子，在紧挨管壁位置埋设长效硫酸铜参比电极。
　　三、测试方法
　　1.测试数量
　　施工期间及施工后将测量土壤腐蚀性和阴极保护的各项参数，以确定阴极保护效果。测试的项目包括：
　　（1）环境勘测：土壤电阻率、土壤含水量、土壤硫酸盐含量、杂散电流等。
　　（2）阴极保护测试：管/地自然电位、牺牲阳极接地电阻、牺牲阳极开路电位、牺牲阳极发生电流、保护电位。
　　2.阴极保护参数的测试
　　（1）土壤电阻率 ：采用接地电阻测量仪。
　　（2）土壤腐蚀性测试：土壤含水量、PH值，硫酸盐及氯离子含量分别采用土壤分析通用法，重量法（硫酸盐）及容量法（氯离子）进行。
　　（3）自然电位测试：采用与钢套钢外护管相同的材质（Q235B）钢片进行现场测试。
　　（4）牺牲阳极接地电阻：采用ZC-8接地电阻测量仪测量。
　　（5）牺牲阳极开路电位：用数字万用表连接阳极和参比电极。
　　（6）牺牲阳极发射电流采用标准电阻法测试。
　　（7）保护电位的测试：采用4.5位电压表，每个电位测试点均进行测试，完成全段的电位测试。
　　（8）杂散电流的测试：当管道任意点上管地电位较自然电位正向偏移100mV或者管道附近土壤电位梯度大于2.5mV/m时，管道应及时采取直流排流保护或其他防护措施。
　　四、结束语
　　通过实际运行后的测量结果表明，华电能源股份有限公司哈尔滨第三发电厂集中供热工程中，钢套钢直埋保温管实施牺牲镁阳极的阴极保护后,管网腐蚀得到抑制,保证了热力管网的安全稳定运行，保证了2009-2010年多年不遇的恶劣寒冬中的哈尔滨松北区居民供热安全，经济效益和社会效益显著。□
　　
　　（编辑/穆杨）

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