山东济华燃气有限公司 山东济南
摘要：牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与被保护金属连接，并处于同一电解质中，使该金属上的电子转移到被保护金属上去，使整个被保护金属处于一个较负的相同的电位下。本文介绍了我公司燃气管网阴极保护设施运行现状、问题分析、改进措施。
关键词：燃气管网、阴极保护、保护电位
1、概述及目的
公司基于以下目的对地下管网阴极保护设施进行调查分析：（1）充分掌握所属供气管网埋地钢管牺牲阳极阴极保护设施的运行状况和保护效果，建立镁阳极的档案信息数据库；（2）通过实际数据及运行状况的分析，查找镁阳极在设计、安装、运行管理等方面问题；（3）规范公司对镁阳极的设计、安装、运行维护、检测更换等工作；（4）最终目的是做好地下钢管的防腐保护，提高管道使用寿命，确保管网安全运行。
2、牺牲阳极阴极保护设施的运行现状
（1）电位抽查检测情况。本次电位采集采用分段抽查的方式，采集了公司辖区20条主要道路的典型管段的阴极电位。具体检测结果如下：
表1：典型管段的阴极保护电位
（2）绝缘设施安装情况。据调查，公司运行管网埋地管道与裸露管道交接点共1510处，分以下几种情况：
①埋地管道出地面连接调压箱，共1262处，其中大部分没加装绝缘设施；
②中压埋地管道转架空出地面，共198处，其中大部分没加装绝缘设施；
③埋地管道过沟、桥、涵洞裸露架设两端出地，共54处，其中大部分没加装绝缘设施；
3、牺牲阳极阴极保护现状分析
3.1电位抽查情况分析
按照《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》（CJJ95-2003）要求，牺牲阳极的保护电位应在-0.85～-1.40V之间为合格（相对饱和铜/硫酸铜参比电极）。所抽查的20处电位中，只有4处电位合格（蓝色部分），占总调查数量的20%；电位偏离-0.85伏30%以上，约低于-0.6伏的较严重情况有7处（红色部分），占总调查数量的35%。
合格的4处电位分布在三条管道上：重汽集团北门至104路口管段；黄岗路与蓝翔路口向北管段；无影山北路北口至华山门站次高压管段。
3.2绝缘设施安装情况分析
出地面与楼栋调压箱连接的钢质燃气管道，大部分没加绝缘设施；中压管道由埋地敷设出地面后变架空敷设的情况，大部分没加绝缘设施。这种情况的原因：一是设计图未做绝缘设计；二是设计虽做，但施工时疏漏。由此看出，公司对牺牲阳极系统保护的对象不明确，缺乏明确的约束性规定。
3.3电位不合格原因分析
电位合格的三条管道均在市郊，配气管道数量极少甚至根本没有配气支管道，反过来证明：支管众多、出地面管道多、绝缘分界点不清晰是导致镁阳极消耗过快，电位不合格的主要原因；从另一方面说，中压管网的牺牲阳极保护系统，在客观上也保护了未绝缘断开的低压管道和架空管道。
设计原因：部分管道的镁阳极设置数量少，绝缘接头设置没有严格统一的规定，特别是对杂散电流估计不足，导致部分管道的电位不合格。
施工原因：镁阳极摆放、安装位置未严格按操作规程执行；填料包未按规程要求浇水或浇水不足；阳极导线与钢管的焊接操作不规范，导致接头处电阻加大，甚至接头脱落，牺牲阳极无法正常发挥作用；竣工图未按要求对镁阳极栓点定位，导致管道投入运行后，镁阳极的运行维护缺失。
运行原因：工程交接时未交接镁阳极位置、数量、电位等，导致管网运行后维护保养、检测更换等工作不到位。
部分区域的土壤干燥，土壤电阻率较大，也对镁阳极的电位造成了一定的影响。
4 现状运行牺牲阳极保护系统的改进措施与实施情况
4.1对已运行管网的改进措施及实施情况
改进措施：
（1）梳理基础资料，制定工作标准：调查现状管网牺牲阳极的运行状况，完善牺牲阳极电位保护的数据资料统计工作，建立信息数据库；制定完善阳极保护电位工作标准，根据电位差，实行区域性管理。
（2）电位检测与人员配备：对运行的中高压管网实施电位检测，制定实时跟踪检测计划，提高检测频率，掌握电位运行情况；配备专职测量、施工人员，全面开展镁阳极加装和完善工作。
（3）更换或增设镁阳极组：根据电位检测数据，对已耗尽的牺牲阳极块进行更换，对电位不达标的管线在合理位置增设阳极组。镁阳极安装设定方式：对便于开挖刨掘的，采取地面开挖埋设方式；对地面开挖不便的，采取现有运行阀井内加装的方式。
4.2设计实施的情况：
一般情况下，阳极组间距不超过240米；距阀门井、放水井及调压器两侧120米之内各设置1组镁阳极；电气化铁路边缘两侧20米、30米位置各设置2组镁阳极，复杂的电气化铁路两侧镁阳极设置，设计单独确定。
●对于庭院低压管线，管径≥DN150的管道，按设计要求设置牺牲阳极。
●不同管径与镁阳极规格选择：管径≥DN150的管道选用22kg镁阳极；管径<DN150的管道选用14kg镁阳极。
●与管道电性连接并露出地表面的金属结构（阀门井、排气、排水阀、露出地面管道），都可以作为测试桩；根据需要，在有代表性区域设置少量井式检测桩。
●绝缘接头的设置：阀室内管道两端不设计绝缘接头；管道进出地面时（空中与其它管道相连除外），不加绝缘接头，由于进出地表面时，管线腐蚀较重，在该位置适当增加牺牲阳极；在调压器出口处绝缘接头，使中低压隔开。
4.3工程建设的实施情况：
在工程建设中，工程管理部要求施工单位按照设计图和公司规定实施镁阳极和绝缘接头的安装，但公司一直没对记录做硬性要求，导致有的竣工图中没有镁阳极栓点。相关部门按公司要求，在以下方面加强镁阳极的施工和测量记录
●严格按照设计图纸安装镁阳极，保证安装数量、规格、位置符合设计要求；
●严格按照公司技术规程操作，保证镁阳极与管道距离、埋深、填料包处置、焊接等方面符合操作规程要求；
●在竣工图中体现镁阳极的位置栓点、数量、规格等；
●在竣工资料中专门做镁阳极有关的竣工测量，取得相关数据：自然电位、开路电位（阳极、管道）、管道通电电位、输出电流（单支、组合）、组合阳极接地电阻、阳极埋设点土壤电阻率、绝缘装置性能等。
5、综合应对措施
●确定牺牲阳极保护系统的保护范围，即确定绝缘接头的安装位置，从设计源头上严格执行。
●梳理镁阳极安装操作规程，对施工管理人员、技术人员、施工队进行培训，严格按要求加装镁阳极；竣工图中必须有镁阳极的栓点定位。
●工程交付时，需单列镁阳极系统交接，管线处应确定镁阳极的位置、数量、电位等合格并与竣工图相符。
●对现运行管网的镁阳极实施调查，通过各种手段，尽可能查明现状镁阳极的数量、分布位置、消耗情况。
●制定并实施改进方案，通过加装、更换镁阳极等手段，尽量让现状管网的保护电位达标。
参考文献
[1]《埋地钢制管道阴极保护参数测试规范》（SY/T0023-97）
[2]《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》（CJJ95-2003）
论文作者:徐海林,赵栋梁
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年7期
论文发表时间:2019/7/12
标签：阳极论文; 电位论文; 管道论文; 管网论文; 阴极论文; 牺牲论文; 情况论文; 《建筑学研究前沿》2019年7期论文;