1電連續(xù)性
與鋼質(zhì)管道或其他埋地金屬構(gòu)件的陰極保護(hù)系統(tǒng)相比,PCCP管的電連續(xù)性很難保證。因此在設(shè)計(jì)時(shí)要對(duì)每節(jié)管子中的鋼筋與鋼筒的電連續(xù)性提出要求;同時(shí),為了減少鋼筋縱向電阻,還要在鋼筋下面墊上用以導(dǎo)電的鋼帶。通常在制管時(shí)就把鋼帶預(yù)埋在鋼筋的下面,一般每節(jié)管子要對(duì)稱預(yù)埋兩條鋼帶。每節(jié)PCCP管在兩端引出導(dǎo)電鋼帶,以留作管子間的電連接用。
PCCP管子之間要通過(guò)電纜跨接進(jìn)行電連接,做好焊接的接頭要進(jìn)行絕緣密封,不得有銅芯電纜外露到混凝土中。
2 電絕緣
和鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)一樣,PCCP管陰極保護(hù)也要電絕緣,例如法蘭組件,預(yù)制接頭組件,或管連接件。應(yīng)考慮使用電絕緣裝置的位置包括:
設(shè)施更換所有權(quán)的位置處;
不同金屬之間的連接處,如帶有機(jī)涂層的鋼管和PCCP管的連接處;
雜散電流干擾影響區(qū)域,例如跨越陰極保護(hù)管道。
1 電流密度
有的國(guó)外的混凝土文獻(xiàn)中規(guī)定鋼筋的典型保護(hù)電流密度在10到20 mA/m2之間,但實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明,1 mA/m2的密度就已足夠。
2 電流分布
影響PCCP管中的電流分布的主要因素有:混凝土的電阻率、PCCP管直徑、電流流動(dòng)時(shí)鋼筋/混凝土界面的電阻,以及鋼筋的方位和密度。
由于PCCP管的陰極保護(hù)用的犧牲陽(yáng)極埋在管周的土壤中,不管是棒狀陽(yáng)極還是帶狀陽(yáng)極,都是通過(guò)電纜與管子連接的,通電點(diǎn)的位置影響著電流在縱向和管子圓周向的分布,特別是大口徑的PCCP管。
對(duì)于新的PCCP管工程,混凝土的條件較好,pH值很高和氯離子較少,鋼筋的腐蝕還沒(méi)有發(fā)生,施加陰極保護(hù)時(shí)相對(duì)電流較小,極化電位要求也不太高,可以采用NACE SP 0100和GB/T 28725標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定:
——陰極極化電位差至少要100mV,這個(gè)差值可以是極化形成,也可以是極化衰減過(guò)程中的測(cè)量值;
——為了防止氫脆的發(fā)生,陰極極化極限負(fù)電位不應(yīng)比1000mV(CSE)還負(fù),此值應(yīng)是排除IR降誤差后的純極化值。
由于犧牲陽(yáng)極法可以均勻布設(shè)陽(yáng)極,根據(jù)陽(yáng)種來(lái)控制過(guò)保護(hù),避免氫脆,管理工作量小,對(duì)于PCCP管有著特別的意義,故成。
犧牲陽(yáng)極系統(tǒng)由犧牲陽(yáng)極和檢測(cè)裝置組成。由于鋅的負(fù)電位較低,不會(huì)造成過(guò)保護(hù),故是犧牲陽(yáng)極材料的。土壤中,通過(guò)使用特殊的化學(xué)填包料可以改進(jìn)犧牲陽(yáng)極的性能。石膏粉,膨潤(rùn)土和無(wú)水硫酸鈉的混合物是最常用的填料。
對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)中施加陰極保護(hù)認(rèn)識(shí)有個(gè)誤區(qū),即混凝土的孔隙液pH值很高,鋼在這個(gè)條件下可形成一層鈍化膜,則無(wú)需陰極保護(hù)都有80-100年的壽命。但是,這僅僅是理想狀態(tài),若在諸如高氯化物環(huán)境這類的特定條件下,高堿性水泥的鈍化性能受到影響,則需要追加保護(hù)措施。
在設(shè)計(jì)管道時(shí),應(yīng)根據(jù)管道所處環(huán)境判斷是否符合標(biāo)準(zhǔn)上的條件,最終確定是否需要加陰極保護(hù)。
對(duì)于已建的PCCP管,若管子已發(fā)生爆管,或者環(huán)境檢測(cè)為強(qiáng)腐蝕性時(shí)應(yīng)立即補(bǔ)加陰極保護(hù)。
由于國(guó)內(nèi)的鋼絲沒(méi)有采用極高強(qiáng)度材質(zhì),所以不存在不能用陰極保護(hù)的問(wèn)題。采用陰極保護(hù)的另一擔(dān)心是氫脆問(wèn)題,但是只要方法得當(dāng),控制有效,是完全可以避免的。
可以說(shuō)陰極保護(hù)是PCCP管推廣應(yīng)用的保駕護(hù)航的利器,甚至可以說(shuō)沒(méi)有陰極保護(hù)的保駕,PCCP管的應(yīng)用前途是迷茫的,中國(guó)應(yīng)該借鑒美國(guó)和利比亞大人工河的經(jīng)險(xiǎn)教訓(xùn),借助于陰極保護(hù)才能使PCCP推廣應(yīng)用走向未來(lái)。