阴极保护施工方法与流程

本发明涉及一种管道施工方法，具体是，涉及一种阴极保护施工方法。

背景技术：

阴极保护技术是电化学保护技术的一种，其原理是向被腐蚀金属结构物表面施加一个外加电流，被保护结构物成为阴极，从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制，避免或减弱腐蚀的发生。

现在长距离管道的施工周期比较长，再加上施工环境、土壤环境比较复杂，金属管道在施工中以及施工完成后往往会产生腐蚀，给后期维护造成不便。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题是提供一种阴极保护施工方法，能够防止金属管道腐蚀，便于金属管道适应不同土壤环境。

技术方案如下：

一种阴极保护施工方法，包括：

安装并埋设线路上的测试桩，将测试桩和管路通过测试导线连接；

牺牲阳极的安装，包括阴保设备安装和阳极地床安装；将阴极保护设备通过阳极电缆连接阳极地床，将将阴极保护设备通过阴极电缆、零位接阴电缆分别连接管道，将将阴极保护设备通过参比电缆连接参比电极，同时，阴极保护设备接地并连接直流电源。

进一步：检查测试桩的外观尺寸及内部结构是否完好、接线是否牢固、长度及绝缘层是否符合要求。

进一步：测试桩的固定支架与基墩连接好后，浇涂沥青对地脚螺栓及支架进行防腐处理；测试桩的门锁涂抹防锈油膏，测试桩的测试导线与管道连接采用焊接连接。

进一步：牺牲阳极用于钢套管穿越段管道的保护，采用带状锌阳极带缠绕输送管的牺牲阳极保护方式。

进一步：对于大型设备储罐的阴极保护，采取强制电流保护法对设备外底板进行保护，对于罐容在5000m3以下的储罐，辅助阳极材料采用高硅铸铁阳极。

进一步：还包括外加电流阴极保护的测试，需测试的项目包括：管道自然电位、阳极地床接地电阻、沿线绝缘装置的绝缘电阻、保护电位。

本发明技术效果包括：

本发明能够防止金属管道腐蚀，便于金属管道和设备适应不同土壤环境。本发明中，阴极保护主要为线路测试桩安装和管线跨越时采用牺牲阳极保护，线路测试桩安装要根据线路的施工进度合理安排，在全线某一管段的管线下沟后，及时安装测试桩，以免二次开挖。分输站阴极保护站配备电位传送器，实现保护电位的远程采集与远传。调试过程中要与仪表专业和厂家紧密配合。

附图说明

图1是本发明中阴极保护施工方法的流程图；

图2是本发明中牺牲阳极的安装示意图。

具体实施方式

以下描述充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践和再现。

如图1所示，是本发明中阴极保护施工方法的流程图；如图2所示，是本发明中牺牲阳极的安装示意图。

阴极保护施工方法，具体包括以下步骤：

步骤1：安装并埋设线路上的测试桩，将测试桩和管路通过测试导线连接；

检查测试桩的外观尺寸及内部结构是否完好、接线是否牢固、长度及绝缘层是否符合要求。不同类型的测试桩接线方式不同，逐段准确安装。线路上阴极保护测试桩有电位测试桩(stp型)和电流测试桩(atp型)两种。

施工前根据测试桩位置，推算到实际焊口附近管子上，并测量出距最近的转角桩的距离、方向等数据，并在测试桩标牌上注明桩的名称、类型、编号和里程。测试桩位于管道油流前进方向左侧距管道中心线1.5米处，埋设要牢固稳定，测试桩基部用混凝土墩加固。测试桩固定支架与基墩连接好后，应浇涂沥青对地脚螺栓及支架进行防腐处理；测试桩门锁涂抹防锈油膏。进行连接时，连接处的管道和测试导线应干燥、清洁，测试导线线与管道的连接应牢固及导电良好，所有地下测试导线的附件，均应使用与管道覆盖层和导线绝缘层相容的电绝缘材料涂敷。测试桩埋入地下部分应按设计要求分层夯实回填，使基础稳固，防止雨季时桩体倾斜。

测试桩的测试导线与管道连接采用铜焊材料，作业程序是：

(1)将焊接处管道的顶部的防腐保温层切开成200×150mm的小口露出光管，并将其清理干净，打磨出金属光泽；焊点至少距离焊缝100mm。

(2)将打磨后的管道进行预热，达到100℃；预热时应注意不能损伤外防腐层。

(3)按照铜焊材料焊接操作程序，装焊模、焊剂、放置点火器具，接好电池引线并点火焊接。焊后打掉焊渣，对焊点进行强度试验，合格后，方可进行补伤处理。

(4)焊接处补伤与管道补伤一样，采用防腐层补口贴片，并将测试导线敷设成一个大的蝴蝶结，并用绝缘带将其固定在管子上，顺管沟壁引出敷设。

步骤2：牺牲阳极的安装，包括阴保设备安装和阳极地床安装；将阴极保护设备通过阳极电缆连接阳极地床，将将阴极保护设备通过阴极电缆、零位接阴电缆分别连接管道，将将阴极保护设备通过参比电缆连接参比电极，同时，阴极保护设备接地并连接直流电源；

牺牲阳极主要用于钢套管穿越段管道的保护。由于钢套管的屏蔽作用，使得套管内输送管的腐蚀得不到控制，需要采取适当的防护措施。设计采用带状锌阳极带缠绕输送管的牺牲阳极保护方式。

1、阴保设备安装

1)阴极保护设备选用直流恒电位仪，安装用专用工具操作，并符合以下规定：

①电源设备小心轻放，不得震动。

②接线时需根据接线图核对交、直流电压的关系，输出电源的极性必须正确，并在接线端子上注明“+”、“—”极性符号。

③所有设备的接线需符合国家和当地的电气法规，在交流供电侧应配有外部切断开关，机壳需接地。

2)直流电源的各种插接件需齐全，连接应良好，接线正确。主回路各螺栓连接牢固，设备接地可靠。安装时必须将“零位接阴线”单独用一根电缆接到管道通电点上。

2、阳极地床安装

1)阳极床的位置按设计图纸确定，由设计人员现场交桩。

2)阳极地床采用30支高硅铸铁阳极φ50x1500mm，每支间隔3米，立式直埋，阳极地床距管道的净距离不小于100m；阳极表面清除干净，避免油漆、焦油和沥青等污物的存在；阳极四周必须填装焦碳填充料，并保证填料的厚度、密实；回填时注意不要伤及阳极和电缆。

3)直流电源的正极和阳极床的阳极电缆应尽量不做电缆接头，做接头时采用连接短铜管连接，压接牢固后用电缆热缩套热缩紧密，做到密封、防渗、防腐绝缘良好。

4)阳极埋设方式为立式浅埋阳极顶部埋深应不小于2.0米。阳极地床的回填需使用10～20mm粒径的焦碳粉，回填厚度不小于1.9米，中间不得夹杂泥土石块。

5)阳极地床敷设完毕后，恢复原有地貌。

3、电缆敷设

强制电流的连接电缆采取直埋敷设时需满足下列要求：

1)电缆埋深依据设计要求，电缆顶部距地面的深度为1.5m。

2)直埋电缆的上、下需铺不小于200mm厚的软土或细沙，上盖红砖或混凝土块，其覆盖宽度应超过电缆两侧各50mm。

3)直埋电缆沿线、转角及其接头处应有明显方位标志或接头的标桩。

4)电缆敷设时应留有裕度，并作波浪形敷设。

5)所有电缆或导线必须带有色标或其它永久性标志。

6)所有地下电缆连接头必须做牢固可靠，导电良好；同时做好防腐绝缘、防渗密封处理。

7)阴极电缆与管线连接、阳极电缆与阳极的连接必须牢固，导电良好。

8)电缆和管道的连接，采用铜焊材料焊接方法，其要求如下：

a)焊接处的管道表面需清除干净，打磨出金属光泽。

b)将打磨处表面预热至100℃。

c)按铜热材料焊接操作说明，进行装焊剂、模具，放置点火器具，接好电池盒引线，并点火焊接，焊后3min取下模具，打掉焊渣，检查焊点是否牢固。

d)焊接处采用防腐层补口贴片进行防腐绝缘。

e)焊接的导线和管体采用胶带固定两圈以防导线损坏。

4、参比电极的安装

长效埋地型硫酸铜参比电极置于通电点位置距管线侧约300～500mm的地方。埋设深度约与管道中心线平齐。参比电极底部应与土壤有良好的接触，周围用细土回填。为了确保参比电极的正常工作，参比电极顶部需安装一根φ110×3.4mm的pvc管(无底带管帽)，pvc管露出地面约0.5米，管内填充细砂至地面高度，以方便运行维护中定期灌水，保持长效硫酸铜参比电极处于湿润的土壤环境中。参比电缆与参比电极引出电缆的连接应牢固，接头处应采用热收缩套包敷密封。

5、储罐阴极保护安装

对于大型设备储罐的阴极保护，采取强制电流保护法对设备外底板进行保护，对于罐容在5000m³以下的储罐，辅助阳极材料采用高硅铸铁阳极。

场站阴极保护站的施工要在土建施工完成后进行，施工中本着先设备，后电缆的原则合理安排工序，在站内通电点和绝缘接头安装时，注意与工艺安装专业的紧密配合，阳极地床安装时，要注意与输油管线的垂直距离符合设计的要求。

步骤3：外加电流阴极保护的测试。

需测试的项目包括：管道自然电位、阳极地床接地电阻、沿线绝缘装置的绝缘电阻、保护电位。测量方法和所用仪器、仪表依据业主提供标准规范进行。

安装完成后，应全面检查，确认无误后，方可进行调试，调试时其电源设备的给定电压应由小到大，连续可调。调试时的保护电位以极化稳定后的保护电位为准。全线阴极保护参数测试，在阴极保护投产之前，应检查直电源接线正确与否，机械强度及导电性是否满足送电要求。强制电流保护在投产前对管道自然参数进行测试，投产后每隔2小时测量一次极化电流，当电流稳定72小时后，方可进行投产测试。测试所用仪器和工具应进行和校验，仪表选型应符合要求。所有测试记录均应注明测试日期、使用仪器、当时气温、通电日期通及测试人员，测试原始记录应存档备案。

应当理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应该涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。