石家莊油氣管道使用爬管機(jī)進(jìn)行的防爆冷切割技術(shù)

在進(jìn)行石油天燃?xì)獾裙艿狼懈顣r(shí)，要注意管道的陰極保護(hù)措施，在實(shí)施管道切割作業(yè)施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)了解管線的陰性保護(hù)電纜線路位置以及要求在管道進(jìn)行焊接、切割前關(guān)停此系統(tǒng)，以免在施工時(shí)損壞或擊穿陰極保護(hù)系統(tǒng)，造成管線防腐系統(tǒng)失效。以石家莊油氣管道防爆冷切割現(xiàn)場為例，重點(diǎn)講述管道陰極保護(hù)及自爬式液壓切管機(jī)切割原理。

實(shí)施管道切割時(shí)使用的自爬式液壓切管機(jī)進(jìn)行切割，使用的方法為機(jī)械切削的形式，不產(chǎn)生電流，更不會(huì)形成交流干擾。在需要不間斷地進(jìn)行管線監(jiān)測并實(shí)施管道切割作業(yè)，應(yīng)當(dāng)依照管線維護(hù)規(guī)程配備相同長度的電纜進(jìn)行連接，以便在管道切割作業(yè)和管道更換期間實(shí)施不間斷監(jiān)測和提供保護(hù)。

一、管道的陰極保護(hù)原理

自然界中，大多數(shù)金屬是以化合狀態(tài)存在的，通過煉制被賦予能量，才從離子狀態(tài)轉(zhuǎn)變成原子狀態(tài)，為此，回歸自然狀態(tài)是金屬固有本性。我們把金屬與周圍的電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)、從原子變成離子的過程稱為腐蝕。

每種金屬浸在一定的介質(zhì)中都有一定的電位，稱之為該金屬的腐蝕電位（自然電位），腐蝕電位可表示金屬失去電子的相對難易程度。腐蝕電位愈負(fù)愈容易失去電子，我們稱失去電子的部位為陽極區(qū)，得到電子的部位為陰極區(qū)。陽極區(qū)由于失去電子（如鐵原子失去電子而變成鐵離子溶入土壤）受到腐蝕，而陰極區(qū)得到電子受到保護(hù)。

陰極保護(hù)的原理是給金屬補(bǔ)充大量的電子，使被保護(hù)金屬整體處于電子過剩的狀態(tài)，使金屬表面各點(diǎn)達(dá)到同一負(fù)電位，金屬原子不容易失去電子而變成離子溶入溶液。有兩種辦法可以實(shí)現(xiàn)這一目的，即犧牲陽極陰極保護(hù)和外加電流陰極保護(hù)。

1犧牲陽極法就是將被保護(hù)金屬和一種可以提供陰極保護(hù)電流的金屬或合金（即犧牲陽極）相連，使被保護(hù)體極化以降低腐蝕速率的方法。

在被保護(hù)金屬與犧牲陽極所形成的大地電池中，被保護(hù)金屬體為陰極，犧牲陽極的電位往往負(fù)于被保護(hù)金屬體的電位值，在保護(hù)電池中是陽極被腐蝕和消耗，故此稱之為“犧牲”陽極，從而實(shí)現(xiàn)了對陰極的被保護(hù)金屬體的防護(hù)。

犧牲陽極材料主要有高純鎂，其電位為-1.75V；高純鋅，其電位為-1.1V；工業(yè)純鋁，其電位為-0.8V（相對于飽和硫酸銅參比電極）。

2強(qiáng)制電流法（外加電流法）

將被保護(hù)金屬與外加電源負(fù)極相連，由外 部電源提供保護(hù)電流，以降低腐蝕速率的方法。其方式有：恒電位、恒電流、恒電壓、整流器等。

外部電源通過埋地的輔助陽極將保護(hù)電流引地下，通過土壤提供給被保護(hù)金屬，被保護(hù)金屬在大地中仍為陰極，其表面只發(fā)生還原反應(yīng)，不會(huì)再發(fā)生金屬離子化的氧化反應(yīng)，使腐蝕受到抑制。而輔助陽極表面則發(fā)生丟電子氧化反應(yīng)，因此，輔助陽極本身存在消耗。

陰極保護(hù)的上述兩種方法，都是通過一個(gè)陰極保護(hù)電流源向受到腐蝕 或存在腐蝕，需要保護(hù)的金屬體提供足夠的與原腐蝕電流方向相反的保護(hù)電流，使之恰好抵消金屬內(nèi)原本存在的腐蝕電流。兩種方法的差別只在于產(chǎn)生保護(hù)電流的方式和“源”不同。一種是利用電位更負(fù)的金屬或合金，另一種則利用直流電源。

強(qiáng)制電流陰極保護(hù)驅(qū)動(dòng)電壓高，輸出電源大，有效保護(hù)范圍廣，適用于被保護(hù)面積大的長距離、大口徑管道。

犧牲陽極陰極保護(hù)不需外部電源，維護(hù)管理經(jīng)濟(jì)，簡單，對鄰近地下金屬構(gòu)筑物干擾影響小，適用于短距離、小口徑、分散的管道。

陰極保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)與管道切割主體工程同時(shí)勘察、設(shè)計(jì)、施工和應(yīng)急方案的制定，如果在規(guī)定期限內(nèi)（一般為6個(gè)月）不能投入運(yùn)行的，應(yīng)當(dāng)對管道采取臨時(shí)陰極保護(hù)措施，并形成設(shè)計(jì)草案進(jìn)行實(shí)施。

對于達(dá)不一對是最低保護(hù)電位要求以及特殊地區(qū)的管段，應(yīng)采取犧牲陽極或其它保護(hù)措施。陰極保護(hù)設(shè)備、儀器的線路不經(jīng)有關(guān)技術(shù)部門批準(zhǔn)，不得改動(dòng)；在進(jìn)行管道搶修并進(jìn)行切割前應(yīng)當(dāng)經(jīng)由技術(shù)部門對搶修方案進(jìn)行批準(zhǔn)并采取適當(dāng)?shù)拇胧┖蠓娇蛇M(jìn)行。

在進(jìn)行石油天燃?xì)獾裙艿狼懈顣r(shí)，要注意管道的陰極保護(hù)措施，在實(shí)施管道切割作業(yè)施工時(shí)，應(yīng)當(dāng)了解管線的陰性保護(hù)電纜線路位置以及要求在管道進(jìn)行焊接、切割前關(guān)停此系統(tǒng)，以免在施工時(shí)損壞或擊穿陰極保護(hù)系統(tǒng)，造成管線防腐系統(tǒng)失效。

實(shí)施管道切割時(shí)使用的自爬式液壓切管機(jī)進(jìn)行切割，使用的方法為機(jī)械切削的形式，不產(chǎn)生電流，更不會(huì)形成交流干擾。在需要不間斷地進(jìn)行管線監(jiān)測并實(shí)施管道切割作業(yè)，應(yīng)當(dāng)依照管線維護(hù)規(guī)程配備相同長度的電纜進(jìn)行連接，以便在管道切割作業(yè)和管道更換期間實(shí)施不間斷監(jiān)測和提供保護(hù)。

一、管道的陰極保護(hù)原理

自然界中，大多數(shù)金屬是以化合狀態(tài)存在的，通過煉制被賦予能量，才從離子狀態(tài)轉(zhuǎn)變成原子狀態(tài)，為此，回歸自然狀態(tài)是金屬固有本性。我們把金屬與周圍的電解質(zhì)發(fā)生反應(yīng)、從原子變成離子的過程稱為腐蝕。

每種金屬浸在一定的介質(zhì)中都有一定的電位，稱之為該金屬的腐蝕電位（自然電位），腐蝕電位可表示金屬失去電子的相對難易程度。腐蝕電位愈負(fù)愈容易失去電子，我們稱失去電子的部位為陽極區(qū)，得到電子的部位為陰極區(qū)。陽極區(qū)由于失去電子（如鐵原子失去電子而變成鐵離子溶入土壤）受到腐蝕，而陰極區(qū)得到電子受到保護(hù)。

陰極保護(hù)的原理是給金屬補(bǔ)充大量的電子，使被保護(hù)金屬整體處于電子過剩的狀態(tài)，使金屬表面各點(diǎn)達(dá)到同一負(fù)電位，金屬原子不容易失去電子而變成離子溶入溶液。有兩種辦法可以實(shí)現(xiàn)這一目的，即犧牲陽極陰極保護(hù)和外加電流陰極保護(hù)。

1犧牲陽極法就是將被保護(hù)金屬和一種可以提供陰極保護(hù)電流的金屬或合金（即犧牲陽極）相連，使被保護(hù)體極化以降低腐蝕速率的方法。

在被保護(hù)金屬與犧牲陽極所形成的大地電池中，被保護(hù)金屬體為陰極，犧牲陽極的電位往往負(fù)于被保護(hù)金屬體的電位值，在保護(hù)電池中是陽極被腐蝕和消耗，故此稱之為“犧牲”陽極，從而實(shí)現(xiàn)了對陰極的被保護(hù)金屬體的防護(hù)。

犧牲陽極材料主要有高純鎂，其電位為-1.75V；高純鋅，其電位為-1.1V；工業(yè)純鋁，其電位為-0.8V（相對于飽和硫酸銅參比電極）。

2強(qiáng)制電流法（外加電流法）

將被保護(hù)金屬與外加電源負(fù)極相連，由外 部電源提供保護(hù)電流，以降低腐蝕速率的方法。其方式有：恒電位、恒電流、恒電壓、整流器等。

外部電源通過埋地的輔助陽極將保護(hù)電流引地下，通過土壤提供給被保護(hù)金屬，被保護(hù)金屬在大地中仍為陰極，其表面只發(fā)生還原反應(yīng)，不會(huì)再發(fā)生金屬離子化的氧化反應(yīng)，使腐蝕受到抑制。而輔助陽極表面則發(fā)生丟電子氧化反應(yīng)，因此，輔助陽極本身存在消耗。

陰極保護(hù)的上述兩種方法，都是通過一個(gè)陰極保護(hù)電流源向受到腐蝕 或存在腐蝕，需要保護(hù)的金屬體提供足夠的與原腐蝕電流方向相反的保護(hù)電流，使之恰好抵消金屬內(nèi)原本存在的腐蝕電流。兩種方法的差別只在于產(chǎn)生保護(hù)電流的方式和“源”不同。一種是利用電位更負(fù)的金屬或合金，另一種則利用直流電源。

強(qiáng)制電流陰極保護(hù)驅(qū)動(dòng)電壓高，輸出電源大，有效保護(hù)范圍廣，適用于被保護(hù)面積大的長距離、大口徑管道。

犧牲陽極陰極保護(hù)不需外部電源，維護(hù)管理經(jīng)濟(jì)，簡單，對鄰近地下金屬構(gòu)筑物干擾影響小，適用于短距離、小口徑、分散的管道。

陰極保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)與管道切割主體工程同時(shí)勘察、設(shè)計(jì)、施工和應(yīng)急方案的制定，如果在規(guī)定期限內(nèi)（一般為6個(gè)月）不能投入運(yùn)行的，應(yīng)當(dāng)對管道采取臨時(shí)陰極保護(hù)措施，并形成設(shè)計(jì)草案進(jìn)行實(shí)施。

對于達(dá)不一對是最低保護(hù)電位要求以及特殊地區(qū)的管段，應(yīng)采取犧牲陽極或其它保護(hù)措施。陰極保護(hù)設(shè)備、儀器的線路不經(jīng)有關(guān)技術(shù)部門批準(zhǔn)，不得改動(dòng)；在進(jìn)行管道搶修并進(jìn)行切割前應(yīng)當(dāng)經(jīng)由技術(shù)部門對搶修方案進(jìn)行批準(zhǔn)并采取適當(dāng)?shù)拇胧┖蠓娇蛇M(jìn)行。