PCCP 管道阴极保护方案的选择与设计

1．我国PCCP管道阴极保护准则

在我国，对于 PCCP 管道阴极的保护，已经有专门的规定制定了明确的标准，以实现管道阴极保护的最大效果。其主要内容如下 [1]：施加阴极保护后铜、硫酸铜与电极之间的差值最大不能超过 -850mV，并且在电位的测量过程中一定要将 IR 降这一制约因素参考进来。通过断电的方式对管道电位进行测量，得到的电位值和电极之间的差值最大不能超过 -850mV。在阴极保护极化形成或衰减时，测得的被保护管道表面与接触土壤的、稳定的 CSE 参比电极之间的阴极极化电位值应不小于 100mV。在周边环境有细菌，容易侵蚀管道的情况下，接通电源之后所测得的电位值应负于或等于 -950mV(相对于 CSE 参比电极)。在沙漠地区，管道通电保护电位值应负于或等于 -750mV(相对于 CSE 参比电极)。

2．PCCP 管道阴极保护主要措施

在进行 PCCP 管道阴极保护的过程中，一般会选择采取牺牲阳极的方法，或者是外加电流的方法。牺牲阳极阴极保护技术的优点主要有对规模较小的项目一次投资费用较低；保护电流的利用率较高，不会产生过保护；对邻近的地下金属设施无干扰影响，适用于需要局部管道保护的场合；无需外部电源；施工简单，平时不需要特殊专业维护管理。它的不足是保护工作受土壤电阻率的限制并且阳极消耗大，需要定期更换。

外加电流法阴极保护技术的优点主要是能够不被周边介质的电阻率限制；输出电流和电压可连续调节；寿命长，工程越大成本越低。外加电流法阴极保护技术的缺点在于对邻近金属结构物可能产生杂散电流干扰腐蚀以及可能会由于供电电源的故障导致阴极保护系统停运。

3．牺牲阳极阴极保护方案的实施

3.1 设计的要求

PCCP 和钢管的阴极保护设计寿命为 25a，在设计寿命内PCCP 的极化电位差应不小于 100mV；设计确定采用的保护电位准则阴极极化电位差值最小为 100mV。电位区间的下限应设在 -1.00mV(CSE)处 。

3.2 保护电流与阳极用量计算

参照有关的文件规定，以及管道自身结构和周围环境的特点，在牺牲阳极保护的实施中一般是 PCCP 保护电流密度 * 需要保护的面积 = 所需的保护电流。

3.3 阳极的配置

为了确保保护电流在管道每一节的稳定平均，同时因为周边环境存在腐蚀性并电阻较大，所以选择在配置阳极时坚持管线内外侧均匀分布的原理，确保阳极保护范围涉及到管道的各个部分，并且各个阳极保护的直径为5m。

4．阴极保护的施工

4.1 阳极安装前准备

阳极保护办法施工之前，要进行相关的准备工作，首先要注意清洁检验工作，确保阳极表面不会附着油性物质以及被氧化的物质。因为假如表层附着油性物质以及被氧化物质情况下，阳极的性能会受到制约，无法达到较高的工作效率，因此要做好油性物质以及氧化物质的检验清理工作。因为管道存在于地下环境，周边物质电阻较大，所以阳极要配以充分的填充物料，并把填充物料与阳极一起放进布质的包装内，这里需要注意的阳极一定要放在包的正中间位置，同时把填充物料紧紧地围绕在其周围，避免出现过度偏移的情况。

4.2 阳极安装的施工程序

采取牺牲阳极这一措施来进行阴极保护的时候，整个施工过程包括：袋装阳极制作→阳极床定位→阳极床开挖→阳极埋设→阳极浇水浸透饱和及各参数测试→阳极通电点处理及焊接→通电点导通测试→通电点补防腐→阳极回填→标记记录。

4.3 阳极与管道的电连接施工

按照相关的规定，需要注重阳极和管道之间的电连接工作，必须维持电连接的不间断，从而实现管道中预应力钢丝与钢筒这两个部分之间电流的稳定性，并且还要在管道全部小节之间做好电连接工作，以及在 PCCP 管道保护段进行全部电连接。

4.4 阴极保护检测系统安装

牺牲阳极保护参数投产测试，必须是在阳极埋入地下及填包料浇水 10d后进行；牺牲阳极投入运行后应进行下一测试工作的开展。

注意：在选择采取牺牲阳极这种保护方法之后，要在其保护工作的开展过程中，加强后期的维护，维护工作1a不得少于两次。

5．结语

国内外的理论及实践告诉我们，阴极保护是埋地 PCCP 管道行之有效的防腐技术。 PCCP 在实际应用的过程中，其阴极保护方法实施的成功与否，主要取决于阴极保护方案的选择与设计。本文主要针对 PCCP 管道阴极保护方案选择与设计进行了初步的分析，希望对以后 PCCP 管道的防腐工程的方案设计及实施提供理论支持。