输水钢管阴极保护技术应用研究剖析.doc

输水钢管阴极保护技术应用研究 苑京成 摘要： 本文根据工程实例，参照石油行业的有关规范，对输水钢管阴极保护技术的应用进行总结与探讨，提出了实话要点。 关键词： 输水钢管 阴极保护 强制电流 牺牲阳极 实施要点 　　Abstract:Consulting on oil industry criterions,this paper and sunmmarize of cathodic protection of steel water pipeline in some engineering examples and also put forward some keys to application 　　Keywords:steel water pipeline cathodic protection impressed current sacrificial anode points of application 　　0 前言 　　随着我国经济的发展和城市化进程的加快，大口径长距离输水管道工程在各地不断兴建。钢管具有取材制作方便、安装技术成熟、适应复杂地形等优点，既适用于埋地敷设，又可用于跨越架空过河倒虹和顶管施工，在管径1000mm能上能下的输水管道中是目前较多采用的一种管材。但钢管最大缺陷是在自然环境中易产生腐蚀，因此做好钢管的内外防腐是延长钢管使用寿命的重要施工环节。现行国标《给水排水管道工程施工及验收入规范》（GB50268—97）在“钢管道内外防腐”一节中，对水泥砂浆内防腐层和石油沥青及环氧煤沥青外防腐层的施工作出了相应的规定，而没有提及对钢管道进行阴极保护施工的问题。 　　由于阴极保护在国外输水管道和国内石油天然气管道的成功应用，日益受到我国供水界的重视。近年来，上海、深圳、成都、大连、厦门、宁波等地相继进行了输水钢管阴极保护的应用实践。但由于这项技术在我国供水行业起步较晚，至今没有统一的行业规范，有一些技术问题还有待于进一步研究。本文根据宁波的工程实例，试对输水钢管阴极保护技术的应用进行总结与探讨。 　　1 输水钢管阴极保护应用实例 　　为解决城市水资源短缺和水质污染的问题，宁波市自来水总公司从八十年代末着手规划，并于96至99年间相继建成投运萧镇、横山、江东三项引水工程，把距离市区几十公里外的横山水库和亭下水库的无污染原水用管道分别输送至南郊、北仑、江东三个水厂，有效解决了市区水厂水源污染问题。这三项引水工程总投资六亿多元，共敷设DN1600mm输水钢制管道102.4公里。钢管外防腐全部采用环氧煤沥青四油两布工艺，并且全线钢管还进行了阴极保护的施工。根据不同的环境条件分别采用强制电流和牺牲阳极两种阴极保护技术，实施情况见表1。 宁波市输水钢管阴极保护实施情况 表1 工程名称 输水钢管长度（km） 强制电流法 牺牲阳极法 保护长度（km) 保护站(座数) 保护长度（km） 阳极配置 {质量（kg) ×支数× 组数/km} 萧镇引水工程 29.4 20.8 2 8.6 14×5×4 横山引水工程 57.3 16 2 41.3 14×5×4 江东原水工程 15.7 15.7 14×5×4 　　2 输水钢管阴极保护实施要点 　　2.1土壤腐蚀性的评价 钢制管道在土壤环境中的腐蚀主要为电化学过程，腐蚀原电池是其最基本的形式。对土壤的腐蚀性进行正确评价是实施阴级保护的前提，在工程实际中常通过测量钢管环境的土壤电阻率（Ω.m）和自然电位（-V）来评价土壤腐蚀性。对于大多数情况，土壤电阻率越小，自然电位负值越大，则土壤的腐蚀性越强。电阻率与土壤腐蚀性的评价标准参见表2， 土壤电阻率与土壤腐蚀性（Ω.m） 表2 腐蚀性 中 国 前苏联 英 国 日 本 美 国 法 国 极强 ＜5 ＜9 ＜5 强 ＜20 5—10 9—23 ＜20 ＜20 5—15 中等 20—50 10—20 23—50 20—45 20—45 15—25 弱 ＞50 20—100 50—100 45—60 45— 很弱 ＞100 ＞100 ＞60 60—100 ＞30 自然电位与土壤腐蚀性的评价标准参见表3。土壤环境经测定和评价为腐蚀性强、较强和中等的。一般都应进行阴极保护。 自然电位与土壤腐蚀性 表3 自然电位（-V） （相对与Cu /CuSO4） ＞0.55 0.45—0.55 0.30—0.45 0.15—0.30 ＜0.15 腐蚀性 强 较强 中 弱 极弱 　　 我们在工程设计初期，对管道沿线土壤电阻率和自然电位进行了测量，电位均以Cu-CuSO4饱和溶液为参比电极所测。测试结果显示，萧镇和江东段管道沿线土壤电阻率在20Ω.m左右，而横山段管道沿线土壤电阻率数值相差较大，最低处为1