苏启林
中国电建集团港航建设有限公司 天津市 300381
摘要：在现代化的建筑当中，各种各样的建筑技术不断的发掘起来，为我国的工业做出了很大的贡献，在南水北调的管道工程中使用了阴极保护技术，这项技术的使用可以对管道工程进行有效的防腐，本文结合PCCP管道的自身特点，主要阐述了对PCCP管道实施阴极保护技术的必要性、阴极保护的实施方案、技术要求和相关的施工技术方法等，为PCCP管道的阴极保护做出了一定的探讨。
关键词：阴极保护 PCCP管道工程 应用研究
引言：随着时代的发展，每一项新型的施工技术都在不断的完善，使用到的阴极保护技术在现阶段已经日渐成熟，并且被广泛的使用在项目工程当中，譬如在海水淡水、化工介质中的钢制管道、电缆等金属构筑物腐蚀控制工程等。本文就阴极保护技术对PCCP管道工程中的相关应用予以介绍，仅供参考.
1．阴极保护的含义以及分类
阴极保护技术是一种电化学保护技术，核心就是需要处在电解质的环境中，将金属的电位向负向移动，达到免蚀电位。阴极保护技术主要分为两大类，一类是牺牲阳极保护技术；另一类是外加电流保护技术。阴极保护技术在我国的南水北调工程中对PCCP管道的金属防腐上得到了广泛的应用。
2． PCCP管道结构特点
预应力钢筒混凝土管是近年来新兴起的一种管材，主要组成材料为钢筒、高强混凝土，高强预应力钢丝以及橡胶密封圈等，具有诸多的优点，具体为：抗渗性、耐久性好，具有较长的使用寿命与较强的抗震力，施工维护较为方便。PCCP管道主要的组成部分有混凝土管芯、预应力钢丝以及水泥砂浆保护层。对于管道的两端而言，其主要是通过采用插口圈、钢制承以及接头等连接在一起。以南水北调中线PCCP管道为例，为了防止其发生腐蚀，在其表面涂抹了环氧煤焦沥青。
3． PCCP管道实施阴极保护技术的必要性
3.1 PCCP管道的结构特点
Prestressed Conerete Cylinder Pice的简称就是PCCP，这是一种新兴的管道材料，由钢筋以及高强预应力钢丝、高强混凝土、高强砂浆和橡胶封圈等材料制造而成的，具有抗渗漏能力强，使用寿命长和施工技术简单快捷的特点。
3.2 PCCP管道防腐原因
PCCP管道的表面的砂浆保护层是一种多孔的材料，不管进行怎样的密封处理还是会存在一定的缝隙，在生产的过程当中，因为砂浆的自动伸缩的因素可能会产生相应的裂缝，从而导致在使用的过程中对砂浆的腐蚀产生缺陷，继而使得PCCP管受到力的作用下膨胀引起砂浆开裂。在一定的条件下，会导致表面的钝化膜破裂发生电化学腐蚀，这样可导致钢筋断裂，因此在力的作用下，就会有更多的钢筋断裂从而出现不可估量的后果。
3.3 阴极保护的必要性
我在天津市南水北调中线滨海新区供水一期工程输水管线工程进行双排2.6米的供水项目期间，注意到了天津地区是落海成陆，因此该地区的土壤的PH值对混凝土结构具微腐蚀性，硫酸盐对混凝土结构具中等腐蚀性。土对钢筋混凝土结构中钢筋为中等腐蚀，对钢结构的腐蚀性为强腐蚀。为了保证工程的整体质量以及运行的安全性能，管道全线采用阴极保护措施是非常必要的。
4．我国 PCCP 管道阴极保护准则
目前，我国已经拥有了有关PCCP管道阴极保护的相关标准与规定，这样便可以使阴极保护效果充分发挥出来。具体内容如下：在进行阴极保护后，要对铜 / 硫酸铜与电极之间的差值进行有效的控制，同时还要在测量点位的过程中充分考虑IR这一因素。在对管道点位进行测量时，可以采取断电的方法来进行，以获得电位值与电极的差值。在形成或减弱阴极保护极化时，所测得的被保护管道外表和接触土壤的CSE的阴极极化电位值要大于或等于100mV。在周边环境中有细菌，如果其比较容易对管道产生侵蚀现象，在接通好电源以后就会使被测得的电位值低于 -950mV。如果处于沙漠区域，管道通道保护点位值通常小于或等于-750mV。
5．PCCP管道阴极保护实施方案
阴极保护技术主要应用在一些项目工程中对相关的金属材料进行防腐，阴极保护技术的原理就是通过足够的阴极电流让阴极极化从而减少或防止金属腐蚀。并且阴极保护可以分为两类技术，一类是牺牲阳极保护技术，另一类就是外加电流阴极保护技术。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆牺牲阳极保护技术主要就是将电位更负的金属与保护的金属相连接，然后让它们处于共同的电解质当中，形成一个新的腐蚀原电池，被保护的金属就可以变成阴极，然后与被保护相连接的金属就属于阳极，在溶解腐蚀的时候就优先溶解阳极，这样就可以将其他的电子转移到被保护的金属上去了。从而达到被保护金属不会腐蚀。而外加电流阴极技术保护就是在外部的直接电流作为阴极保护的极化电源，然后将电源的负极与金属相连接，然后，将电源的正极接至辅助的阳极，从而使金属不会被腐蚀。
在南水北调的工程当中主要就是采用了牺牲阳极的阴极保护技术方案，对于PCCP管道采用了双排的PCCP管线，并且在各个地方都设置了带锌阳极的保护方案。在PCCP管道中都采用了锌阳极对其管道进行保护。使用牺牲阳极的阴极保护主要特点就是电流非常的均匀，与强制电流相比，没有过多的负的电位造成，同时也不需要外部电源，并且日常工作非常的小，对土壤的电阻率也很低。
6．PCCP管道阴极保护的技术要求
6.1 PCCP管道电连接
在PCCP的管道安装的时候，需要将钢筒和钢筋进行电连接，并且在PCCP管道的两端焊接阴极保护系统电跨接用钢片，该钢片要焊接牢固。为了让牺牲的阳极使用寿命和保护范围在控制之内，需要PCCP管作为一个单元进行电连续性跨接。
6.2牺牲阳极安装
牺牲阳极安装的阴极保护技术主要有两种方式，一种是棒状镁阳极安装，另一种就是带状锌阳极安装。在PCCP管道中含有通电导体，可以分别在PCCP的管道中的排气阀井、弯头等等地方采用棒状镁阳极安装，从而实现阴极保护。在阳极的周围加相应的化学成分并且要有足够的水进行浸泡，在安装完成之后，需要二十四小时以上不间断的浸泡，确保阳极电流的分散。然后通过阳极通电进行有效的连接，并且通过专用的电缆线进行连接防腐。而对于PCCP的管道采用带锌的阳极进行阴极保护就是需要在管道上设置带锌状的阳极，并且设置在阳极沟中，并且在阳极的周围填充化学成分，同时使用一定的措施进行防止化学成分和泥土混合，从而达到对PCCP管道的腐蚀进行保护。
7．PCCP管道阴极保护技术的施工方法
7.1 有效的控制原材料
对牺牲阳极的阴极保护技术需要对带状锌和棒状镁进行严格的性能控制，并且对使用的阳极的质量进行检测。
7.2 施工方法
在每个PCCP管道上都采用铜芯电缆进行电连续性跨接，将阳极焊接在被保护的金属钢片上，焊接首先需要保障的是需要钢片的表面非常的光滑，并且在焊接完成之后，需要对焊点的周围进行密封做相应的防腐措施，并且用混凝土进行覆盖。在安装棒状镁阳极的时候，将制作好了的棒状镁阳极设置在管道的中间，并且固定好，在使用化学填料进行压实，让阳极的底部能够被浸泡。对于PCCP管道周围的泥土为砂石的情况的时候，不能进行打井，只需要将制作好的棒状镁通过棉布直接垂直的安装，每支棒状镁阳极为4m长，由4节组成的，最后通过电缆与镁阳极相连接，并且密封。对于带状锌阳极的安装应该在PCCP管道中同步进行安装，如果管道已经安装完成了就需要对管道的部分进行填充带锌的阳极即可。在电缆的安装上，需要电缆与阳极进行连接，通常采用铝热剂进行焊接。
7.3注意事项
在进行阴极保护施工的过程中，一定要按照施工的工艺进行合理的施工，并且对施工的材料上进行合理的选择，每个铝热焊、电缆接头以及接线柱安装完成之后，需要测试连接的效果，保证阳极能够牺牲，进而达到对阴极保护的效果，并且调试的结果必须要达到相应的指标。
结束语：随着建筑行业的不断发展，我国的各项施工技术以及施工工艺都在不断的更新，在PCCP管道工程中在南水北调的工程中被使用，说明阴极保护对PCCP管道工程的技术以及成熟，在阴极保护技术的实施过程当中，要紧密的结合相关的工程实际情况进行施工，并且在施工完成之后进行相应的测试，确保管道处于正常的阴极保护状态当中，并且要符合相关的阴极保护准则和要求，同时PCCP满足管道腐蚀要求。阴极保护技术的应用吗，有效的提高了PCCP管道的使用寿命以来类似工程的应用。
参考文献：
[1]陈磊,张玲君,刘学知.PCCP管道阴极保护技术在鄂北地区水资源配置工程中的应用[J].水利水电技术,2016,47(07):57-60.
[2]郑金通.牺牲阳极的阴极保护技术在金钟引水PCCP管道中的应用[J].中国农村水利水电,2014(12):72-74.
[3]胡超,张辉,任怀毅,王红.浅谈阴极保护技术在PCCP管道工程中的应用[J].河南水利与南水北调,2012(22):52-55.
论文作者:苏启林
论文发表刊物:《防护工程》2018年第8期
论文发表时间:2018/8/24
标签：阴极论文; 阳极论文; 管道论文; 技术论文; 金属论文; 南水北调论文; 牺牲论文; 《防护工程》2018年第8期论文;