陰極保護技術在昆明城市燃氣管網(wǎng)上的成功應用及探索
[摘要]本文介紹了昆明燃氣管網(wǎng)自投入運行十五年來犧牲陽極保護在城市管網(wǎng)中的成功應用經(jīng)驗和將來的發(fā)展方向。
前 言
城市燃氣管網(wǎng)是城市的重要基礎設施之一，擔負著輸送能量的工作，是城市生存和發(fā)展的必要保障，被稱為城市的“生命線”。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市燃氣管網(wǎng)建設發(fā)展很快，各種管線縱橫交錯。這些管道埋設于地下，長期受到外部土壤和內部介質的強烈腐蝕而經(jīng)常發(fā)生腐蝕泄漏事故，常常導致管道設備非計劃性檢修、更換和停產(chǎn)，造成了巨大的直接和間接的經(jīng)濟損失。據(jù)資料統(tǒng)計，一個工業(yè)發(fā)達國家，每年由于金屬腐蝕的直接損失，就占國民經(jīng)濟總產(chǎn)值的4％。
陰極保護是指將被保護金屬(如煤氣管道)進行陰極極化，使電位負移到金屬表面陽極的平衡電位，消除其化學不均勻性所引起的腐蝕電池，使金屬免遭環(huán)境介質(如土壤)的腐蝕。即用輔助陽極或犧牲陽極材料的腐蝕來代替被保護管道、設備的腐蝕。從而達到延長被保護管道的使用壽命，提高其安全性和經(jīng)濟性的目的。經(jīng)實踐證明這是一項投資少，其經(jīng)濟和社會效益明顯的技術。陰極保護技術發(fā)源于160多年前，70年代初陰極保護技術日趨完善，成為歐、美、日等國的(聯(lián)幫)法規(guī)標準。我國早期的部頒標準SYJ7-84就已規(guī)定油、氣管道必須采用陰極保護。從環(huán)境保護和根據(jù)中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標準SY／T系列規(guī)范均要求，對油、氣管道建設均須實施陰極保護。
概 述
陰極保護分為外加電流保護和犧牲陽極保護兩種方式，目前昆明市煤氣輸配管網(wǎng)系統(tǒng)除在昆明焦化廠至昆明城區(qū)l號17.9KMφ630中壓主干管采用外加電流陰極保護外，二號主干管和其余城區(qū)管網(wǎng)均普遍采用犧牲陽極保護。因其施工方便，可靠性高，投資少。一般陰極保護系統(tǒng)投資只占管網(wǎng)總投資的3-5％。其在有效保護下，可延長管道使用壽命一倍以上。(陰極保護系統(tǒng)是指陰極保護設施：如外加電流保護站、犧牲陽極、絕緣法蘭、檢測樁和被保護對象——煤氣輸配管網(wǎng)。以及相應的檢測、管理軟件。)
2000年底統(tǒng)計，城市燃氣管網(wǎng)總長1113．82公里，城市燃氣用戶38萬戶，犧牲陽極總計1200多組，大口徑絕緣法蘭近4000套，調壓站252座，煤氣閥門567個，煤氣集水井4142口，城市燃氣管網(wǎng)設施總投資405461314．37元人民幣。目前已服役15年以上的埋地燃氣管網(wǎng)和設施已面臨著進入大修甚至部分更換的階段了。對我市燃氣管道的腐蝕原因進行深入調查和管網(wǎng)運行15年來陰極保護運行效果綜合評價，可以總結成功經(jīng)驗，同時檢討工作中的問題和不足之處，做好管網(wǎng)腐蝕工作，提前預測和防范事故隱患，盡量減少突發(fā)事故發(fā)生和經(jīng)濟損失。
由于埋地燃氣管道遭受土壤腐蝕和其它干擾影響，據(jù)國內一些地區(qū)的地下管道使用壽命統(tǒng)計，低的3-5年，高的10多年，嚴重的幾個月就會使管道腐蝕損壞和發(fā)生泄漏事故。昆明城市燃氣管網(wǎng)工程自1982年開工建設以來就實施了陰極保護，投入運行至今，由于腐蝕穿孔泄漏造成的事故僅有二例。總結經(jīng)驗，我們主要做了以下幾方面的工作。
一、環(huán)境調研、確定方案
自1982年昆明煤氣工程開工建設以來，煤氣管網(wǎng)不斷擴大，煤氣管網(wǎng)從1986投入運行至今已有15年，在1988年《昆明市煤氣管道腐蝕調查與陰極保護應用效果》報告中，曾邀請省外專家對煤氣管網(wǎng)陰極保護作過(首次)調查結論：
1、昆明市區(qū)土壤腐蝕性：中等、強腐蝕各占50％。因采樣淺，實際土壤腐蝕
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