埋地金屬管道的腐蝕主要是電化學(xué)形式的腐蝕,引起電化學(xué)腐蝕的主要原因有:金屬管道自身的電化學(xué)不均勻性(成分、結(jié)晶方式、組織、氧化皮等)及周圍土壤介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)(離子濃度、含水量、含氧量等)的不同,而形成無(wú)數(shù)個(gè)微觀腐蝕原電池,腐蝕就發(fā)生在原電池的陽(yáng)極部位。金屬在土壤、淡水中的腐蝕,主要是氧的去極化因素在起著主導(dǎo)作用。當(dāng)土壤中存在硫鐵細(xì)菌時(shí),會(huì)加劇金屬的腐蝕。根據(jù)國(guó)內(nèi)外的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),采用外防腐絕緣涂層加電化學(xué)保護(hù)是抑制或延緩鋼管腐蝕速率的一種經(jīng)濟(jì)有效的方法,二者相輔相成,同時(shí)使用,才能取得良好的效果。
(1)1977年 中國(guó)市政工程西北設(shè)計(jì)院在設(shè)計(jì)寧夏汝箕溝礦區(qū)高壓45km長(zhǎng)距離輸水工程中采用大慶新1#瀝青防腐措施,2mm厚瀝青三層,玻璃布二層,外包一層塑料布,總厚度>6mm,同時(shí)還采用了電化學(xué)物理聯(lián)合防腐措施,以補(bǔ)充單用瀝青防腐層的不足。電化學(xué)防腐的方法是在輸水管第一加壓泵站處設(shè)立陰極保護(hù)站。用SF-2恒電位儀供保護(hù)與電流,陽(yáng)極地床采用間距35m共10根Ф100mm長(zhǎng)2500mm的舊鋼管組成,為增加地床電導(dǎo),鋼管四周1m范圍內(nèi)回填焦炭粉末,并用水濕潤(rùn)辦法保證地床電阻在1.0Ω以下,陽(yáng)極地床與干管匯流點(diǎn)距離為500m.為了定期檢查保護(hù)效果,沿管線每隔1km處設(shè)一保護(hù)電位測(cè)試樁和防腐蝕檢查片。運(yùn)轉(zhuǎn)后,效果良好。
(2)1983年 上海市政工程設(shè)計(jì)院在設(shè)計(jì)上海寶鋼長(zhǎng)江水源工程中,2根各長(zhǎng)14kmФ1200mm的輸水鋼管采用了二布三油環(huán)氧煤瀝青涂層作外防腐,內(nèi)防腐采用水泥砂漿涂層,同時(shí)還采用犧牲陽(yáng)極的電化學(xué)保護(hù)。
1985年,上海市政工程設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)上海黃浦江上游引水工程中,有20.2km長(zhǎng)采用鋼管,管徑為Ф3000mm,對(duì)如何減少鋼管腐蝕,延長(zhǎng)使用壽命,作了深入的研究。首先對(duì)沿線土壤進(jìn)行測(cè)試、屬于中等偏強(qiáng)腐蝕類型。決定采用外防腐絕緣涂層加電化學(xué)保護(hù)。對(duì)于外防腐涂層的選擇,據(jù)有關(guān)資料介紹,同樣的防腐絕緣涂層如采用手工防銹,其壽命為2年3個(gè)月;如采用酸洗除銹則能保持9年6個(gè)月,所以決定采用酸洗鈍化工藝。涂料的選擇也有多種,經(jīng)多次試驗(yàn)篩選,最后確定采用超厚漿型環(huán)氧煤瀝青防腐涂層。具體施工,直管段共涂三層,第一層為702環(huán)氧富鋅底漆,第二層為842環(huán)氧云鐵底漆,第三層為546超厚漿型環(huán)氧瀝青漆,合計(jì)漆膜厚290u.對(duì)于內(nèi)防腐涂層,經(jīng)研究以采用水泥砂漿襯里最為經(jīng)濟(jì)有效,其防腐機(jī)理,除起隔離作用外,還利用砂漿溶液中析出來(lái)的Ca222+離子(pH值10~12)在鋼管表面形成一層致密的鈍化膜,從而抑制了水的浸蝕。對(duì)于電化學(xué)保護(hù),由于埋地鋼管各段長(zhǎng)度不一,在3~6km左右,沿線有多處與其它金屬管、電線交叉或平行敷設(shè),相互干擾影響大,又不可能進(jìn)行聯(lián)合保護(hù),為此,只能采用犧牲陽(yáng)極性保護(hù)。這是利用不同金屬間的電位差得到防蝕電流的方式,在地下金屬體上接入比其電位低的金屬作陽(yáng)極,使其構(gòu)成大地電池,以犧牲陽(yáng)極來(lái)防止地下金屬腐蝕。目前國(guó)內(nèi)用于埋地金屬管道的犧牲陽(yáng)極系列有:鎂、鋁、鋅三種合金,經(jīng)綜合比較,設(shè)計(jì)中采用了鎂合金犧牲陽(yáng)極。經(jīng)施工對(duì)于過黃浦江頂管段的電化學(xué)保護(hù),鑒于被保護(hù)管段大部分在江底下,為了設(shè)置陽(yáng)級(jí)的方便,延長(zhǎng)陽(yáng)極更換周期,同時(shí)為了便于調(diào)整保護(hù)參數(shù),提供較長(zhǎng)的保護(hù)距離,采用了外加電流保護(hù)法。
(1)1977年 中國(guó)市政工程西北設(shè)計(jì)院在設(shè)計(jì)寧夏汝箕溝礦區(qū)高壓45km長(zhǎng)距離輸水工程中采用大慶新1#瀝青防腐措施,2mm厚瀝青三層,玻璃布二層,外包一層塑料布,總厚度>6mm,同時(shí)還采用了電化學(xué)物理聯(lián)合防腐措施,以補(bǔ)充單用瀝青防腐層的不足。電化學(xué)防腐的方法是在輸水管第一加壓泵站處設(shè)立陰極保護(hù)站。用SF-2恒電位儀供保護(hù)與電流,陽(yáng)極地床采用間距35m共10根Ф100mm長(zhǎng)2500mm的舊鋼管組成,為增加地床電導(dǎo),鋼管四周1m范圍內(nèi)回填焦炭粉末,并用水濕潤(rùn)辦法保證地床電阻在1.0Ω以下,陽(yáng)極地床與干管匯流點(diǎn)距離為500m.為了定期檢查保護(hù)效果,沿管線每隔1km處設(shè)一保護(hù)電位測(cè)試樁和防腐蝕檢查片。運(yùn)轉(zhuǎn)后,效果良好。
(2)1983年 上海市政工程設(shè)計(jì)院在設(shè)計(jì)上海寶鋼長(zhǎng)江水源工程中,2根各長(zhǎng)14kmФ1200mm的輸水鋼管采用了二布三油環(huán)氧煤瀝青涂層作外防腐,內(nèi)防腐采用水泥砂漿涂層,同時(shí)還采用犧牲陽(yáng)極的電化學(xué)保護(hù)。
1985年,上海市政工程設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)上海黃浦江上游引水工程中,有20.2km長(zhǎng)采用鋼管,管徑為Ф3000mm,對(duì)如何減少鋼管腐蝕,延長(zhǎng)使用壽命,作了深入的研究。首先對(duì)沿線土壤進(jìn)行測(cè)試、屬于中等偏強(qiáng)腐蝕類型。決定采用外防腐絕緣涂層加電化學(xué)保護(hù)。對(duì)于外防腐涂層的選擇,據(jù)有關(guān)資料介紹,同樣的防腐絕緣涂層如采用手工防銹,其壽命為2年3個(gè)月;如采用酸洗除銹則能保持9年6個(gè)月,所以決定采用酸洗鈍化工藝。涂料的選擇也有多種,經(jīng)多次試驗(yàn)篩選,最后確定采用超厚漿型環(huán)氧煤瀝青防腐涂層。具體施工,直管段共涂三層,第一層為702環(huán)氧富鋅底漆,第二層為842環(huán)氧云鐵底漆,第三層為546超厚漿型環(huán)氧瀝青漆,合計(jì)漆膜厚290u.對(duì)于內(nèi)防腐涂層,經(jīng)研究以采用水泥砂漿襯里最為經(jīng)濟(jì)有效,其防腐機(jī)理,除起隔離作用外,還利用砂漿溶液中析出來(lái)的Ca222+離子(pH值10~12)在鋼管表面形成一層致密的鈍化膜,從而抑制了水的浸蝕。對(duì)于電化學(xué)保護(hù),由于埋地鋼管各段長(zhǎng)度不一,在3~6km左右,沿線有多處與其它金屬管、電線交叉或平行敷設(shè),相互干擾影響大,又不可能進(jìn)行聯(lián)合保護(hù),為此,只能采用犧牲陽(yáng)極性保護(hù)。這是利用不同金屬間的電位差得到防蝕電流的方式,在地下金屬體上接入比其電位低的金屬作陽(yáng)極,使其構(gòu)成大地電池,以犧牲陽(yáng)極來(lái)防止地下金屬腐蝕。目前國(guó)內(nèi)用于埋地金屬管道的犧牲陽(yáng)極系列有:鎂、鋁、鋅三種合金,經(jīng)綜合比較,設(shè)計(jì)中采用了鎂合金犧牲陽(yáng)極。經(jīng)施工對(duì)于過黃浦江頂管段的電化學(xué)保護(hù),鑒于被保護(hù)管段大部分在江底下,為了設(shè)置陽(yáng)級(jí)的方便,延長(zhǎng)陽(yáng)極更換周期,同時(shí)為了便于調(diào)整保護(hù)參數(shù),提供較長(zhǎng)的保護(hù)距離,采用了外加電流保護(hù)法。