袋装牺牲阳极阴极保护在管线施工中的应用研究

重庆气矿垫江运销部所管理的草渡线属埋地输气管线,该管线主要腐蚀原因为电化学腐蚀，为保证管线的使用寿命,降低电化学腐蚀程度,决定对该管线采用强制电流和牺牲阳极结合的方法进行保护。根据草渡线施工地区具体情况,埋地自然电位-0.55V,阳极使用寿命确保15年,保护电位-0.85v～-1.25v,质量为14.5kg,每组安装4支镁合金阳极,保护距离500米。

一、袋装牺牲阳极阴极保护方法

（一）工艺原理

将需要保护的金属与镁合金通过电极进行连接，构造形成一个新的宏观电池。在该电池中，阴极为被保护对象，阳极为负电位的镁合金体。因为阳极所发生的氧化反应会促使阳极的镁合金金属不断地被溶解掉，这就是所谓的“牺牲”，从而实现对阴极的保护作用。

（二）袋装阳极的制作

1.装袋前准备工作

首先对阳极进行外观的检查工作：镁合金金属阳极的表面要确保光滑平整、且保持洁净，不能有气孔、裂缝等铸造方面的缺陷，镁合金阳极的接线钢芯必须要熔铸的非常牢固，不准出现缝隙和松动的显现。其次是要做好对钢芯的处理工作：对镁合金阳极金属进行精准称重并做好相应的记录之后，用砂布对钢芯的表面进行仔细打磨，直到呈现出接近白色为止，紧接着在钢芯的表面上均匀地涂抹上焊锡膏，并且用500W的电烙铁涂抹上一层薄焊锡。再次是要做好导线的有效连接工作：把绝缘导线截成合适的长度之后,剥出100～200mm的芯线,缠绕在涂好的焊锡表面,并用电烙铁焊接牢固,绝缘导线与钢芯搭接长度应≥50mm,并用D0.5mm镀锌铁丝捆扎结实,捆扎长度≥40mm。最后是做好绝缘处理工作：用J-10型的粘性橡胶带将焊有导线的钢芯缠绕3层,缠绕长度由阳极端面起为200mm,然后用聚氯乙烯胶带迭绕3层,最后用环氧树脂将导线与阳极钢芯连接部位和阳极的两个端面封涂,封涂厚度≥3mm。

2.阳极装袋

按照事先已经确定好的配方和比例制作好填包料并同时将其混合均匀，每一个阳极需要使用50Kg的填包料，将制作好的填包料先装入棉质的布袋当中进行备用，大约装至棉布袋的1/3～1/2处既可。使用砂布把镁合金阳极的整个外壳进行仔细打磨，直到完全去除掉氧化皮为止，然后再使用丙酮将其表面擦拭干净，确保没有油污和灰尘，等到丙酮完全挥发掉以后快速地将其插入到已经装好填包料的棉质布袋当中，然后继续往棉质布袋中加入填包料直到距离布袋口200mm为止,镁合金阳极四周的填包料厚度不得小于50mm,且必须用D0.5mm镀锌铁丝将其捆扎紧。将布袋扣外面的导线仔细盘好进行待用。同时使用油漆在棉质布袋的表面记录好阳极的准确重量、阳极的型号以及阳极所引出导线的长度等，放置在通风干燥的地方备用。

（三）袋装牺牲阳极的埋设

在事先确定好的合适位置挖好放置阳极金属的坑和铺设电缆的沟，在保证坑、沟的清洁之后在其里面铺上一层大约50mm厚度的细土。将镁合金阳极入坑之前，要先使用万能表检测一下阳极的导线接头和所引出的导线是否完好，如有问题及时采取措施进行修正。将镁合金阳极按照要求安装好以后进行填土工作，填土时注意土中不要有石块和杂物。确保阳极布袋放置好并埋好以后进行阳极坑灌水工作,等到调料包吸足水以后进行回填夯实工作。

二、测试结果

草渡线强制电流阴极保护系统投运后，管线末端近5公里处于未保护状态，在牺牲阳极阴极保护系统投运后沿线管线保护电位见表1，测试电位均相对于Cu/CuSO4。测试结果表明,草渡线采取强制电流与牺牲阳极联合保护后，全线保护电位-0.915v～-1.240v之间,效果较好。

三、运行与维护

牺牲阳极保护方法设施需要安排专人进行管理和测试。牺牲阳极保护方法投产运行以后，其保护电位要保持在-0.85V或更低(对Cu/CuSO4电极)。并且要定期进行测试：每隔一个月对管线的保护电位进行测试一次、每隔半年对阴极的输出电流进行一次测试、每隔一年对接地电阻进行一次测试、每年的春季和秋季对土壤的电阻率各进行一次测试。

四、结束语

综上所述，在地下管线施工的过程当中，对管线的防腐蚀技术已经越来越成熟。本文所探究的牺牲阳极保护阴极的防腐蚀保护方法不需要进行外部电源的安装，并且对地下管线施工现场附近的建筑物干扰极小，操作简单、经济、利用率高，具有较好的推广应用价值与发展前景。

文章来源：《腐蚀科学与防护技术》 网址: http://www.fskxyfhjszz.cn/qikandaodu/2021/0417/641.html