摘 要：闡述了適用于城鎮(zhèn)燃?xì)饴竦劁撡|(zhì)管道的陰極保護(hù)的類(lèi)型，陰極保護(hù)電流的確定，犧牲陽(yáng)極的選用，犧牲陽(yáng)極的布置，設(shè)計(jì)修正及其他需要注意的問(wèn)題。
關(guān)鍵詞：埋地鋼質(zhì)管道；陰極保護(hù)；犧牲陽(yáng)極；土壤電阻率
隨著城鎮(zhèn)燃?xì)獾叵鹿芫W(wǎng)的迅速發(fā)展，鋼質(zhì)管道的腐蝕與防護(hù)問(wèn)題也日益突出。為了延長(zhǎng)埋地鋼質(zhì)管道的使用壽命，確保城鎮(zhèn)燃?xì)夤?yīng)安全、可靠，通常采用陰極保護(hù)方法保護(hù)埋地鋼質(zhì)管道[1]。
1 陰極保護(hù)設(shè)計(jì)
1．1陰極保護(hù)類(lèi)型的確定
陰極保護(hù)屬于電化學(xué)保護(hù)，是利用外部電流使金屬腐蝕電位發(fā)生改變以降低其腐蝕速率的防腐蝕技術(shù)。埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)分為強(qiáng)制電流陰極保護(hù)和犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)兩種[2～7]。
強(qiáng)制電流陰極保護(hù)主要適用于郊區(qū)等地下管網(wǎng)單一地區(qū)的燃?xì)庵鞴艿阑虺擎?zhèn)燃?xì)猸h(huán)網(wǎng)。其優(yōu)點(diǎn)是輸出電流大而且可調(diào)，不受土壤電阻率限制，保護(hù)半徑較大；系統(tǒng)運(yùn)行壽命長(zhǎng)，保護(hù)效果好；保護(hù)系統(tǒng)輸出電流的變化可反映出管道涂層的性能改變。其缺點(diǎn)是需設(shè)專(zhuān)人維護(hù)管理，要求有外部電源長(zhǎng)期供電，易產(chǎn)生屏蔽和干擾，特別是地下金屬構(gòu)筑物較復(fù)雜的地方。
犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)主要適用于人口稠密地區(qū)和城鎮(zhèn)內(nèi)各種壓力級(jí)制燃?xì)夤艿馈Ｆ鋬?yōu)點(diǎn)是不需外加電源，施工方便，不需進(jìn)行經(jīng)常性專(zhuān)門(mén)管理，不會(huì)生屏蔽，對(duì)其他構(gòu)筑物也不會(huì)產(chǎn)生干擾，保護(hù)電流分布均勻、利用率高。其缺點(diǎn)是輸出電流小，保護(hù)范圍有限；需定期更換，不能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輸出電流分的變化，也不能反映管道涂層的狀況。
根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)和我們的實(shí)踐得知，城鎮(zhèn)燃埋地鋼質(zhì)管道宜采用犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)來(lái)減緩?fù)寥缹?duì)管道的電化學(xué)腐蝕。
1．2陰極保護(hù)電流的確定
要使埋設(shè)的燃?xì)夤艿赖玫匠浞值谋Ｗo(hù)，就要證有足夠的電流使管道不受到腐蝕。鋼質(zhì)管道廖的最小保護(hù)電流是陰極保護(hù)設(shè)計(jì)最重要的參數(shù)之一，其計(jì)算公式如下：
I=AIP(1)
式中I——管道所需最小保護(hù)電流，mA
A——管道總表面積，m2
IP——最小保護(hù)電流密度，mA/m2
最小保護(hù)電流密度Ip是根據(jù)管道的防腐層種類(lèi)、好壞來(lái)確定的，新建瀝青玻璃布防腐管道所需的Ip約0.1mA/m2，新建三層PE管道所需的Ip約0.001mA/m2，舊管道的Ip取0.3mA/m2。
1．3犧牲陽(yáng)極的選取
①土壤電阻率
土壤電阻率反映了土壤介質(zhì)的導(dǎo)電能力。一般電阻率低的土壤腐蝕性強(qiáng)，反之腐蝕性弱，通常根據(jù)土壤電阻率選取適宜的犧牲陽(yáng)極。無(wú)論采用哪種犧牲陽(yáng)極，都需要先測(cè)出管道所在位置的土壤平均電阻率。土壤中所含成分的比例不同，造成各個(gè)地方電阻率也不同，即使同一地點(diǎn)不同埋深的電阻率也不同，因此我們常采用管道所在埋深處的電阻率的平均值。
?、跔奚?yáng)極的選用
犧牲陽(yáng)極主要有兩大類(lèi)型，即鎂合金陽(yáng)極和鋅合金陽(yáng)極。
根據(jù)勘測(cè)出來(lái)的土壤電阻率(ρ)，可以選擇采用鋅陽(yáng)極或鎂陽(yáng)極。一般ρ<5Ω·m時(shí)，選用鋅陽(yáng)極；5Ω·m≤p≤100Ω·113時(shí)，選用鎂陽(yáng)極；p>100Ω·m時(shí)，選用帶狀鎂陽(yáng)極。在土壤潮濕的情況下，鋅陽(yáng)極使用范圍可擴(kuò)大到30Ω·m。
