油码头钢管桩阴极保护和检测

秦海洋 张玉良 娄希杰

1.天津港实华原油码头有限公司,天津 300456

2.昆仑燃气公司河北分公司,北京 100078

3.山东邹城鲁宁输油处 273500

1 钢管桩的腐蚀与防护

油码头钢管桩的腐蚀大体可分为5个区域：大气区、浪溅区、潮差区、全浸区和泥下区，这些区域的腐蚀条件和腐蚀特点不同，造成腐蚀率不尽相同。腐蚀较严重的是浪溅区和全浸区，浪溅区干湿交替，盐分富集，阳光照射，海浪冲击，从而形成了最苛刻的腐蚀环境；而全浸区受溶解氧、潮汐流速、温度、盐度、pH值以及污染因素和生物因素等的共同作用影响。潮差区和全浸区由于溶解氧浓度的不同而形成腐蚀电池，溶解氧多的潮差区成为阴极，腐蚀较轻，溶解氧少的海水全浸区成为阳极，腐蚀较重。

在未进行有效保护状态下，钢管桩会在潮差区和全浸区形成较严重的局部腐蚀，平均腐蚀速度可达0.3mm/a～0.4mm/a，局部腐蚀速度甚至可达1mm/a，易造成钢管桩局部穿孔，甚至呈截断状态，严重地威胁着钢管桩的安全使用。所以，对钢管桩采取及时有效的防腐保护措施是非常必要的。

2 码头钢管桩防腐蚀的基本情况

天津港实华原油码头共有钢管桩147根，防腐蚀保护是使用了牺牲阳极和外加电流相结合的保护方式，其中，外加电流阴极保护系统包括5个保护单元：共5台变压整流器柜，44个辅助阳极，17个参比电极，17个防爆阳极接线盒，14个防爆参比电极接线盒，19个负极连接装置等。

阴极保护系统采用远程监控模式，可对钢管桩的电位进行实时监控，由于远程监控只是对码头个别具有代表性的钢桩电位进行监控，并不能保证每根钢管桩都得到保护，因此根据NACE规范需定期对阴极保护系统进行常规检测（抽查部分钢管桩）和全面检测（全部钢管桩），确保钢管桩电位得到全面保护。

2013年夏季，对部分钢管桩进行了水下探摸、腐蚀检测等，发现部分钢管桩的表面出现较为严重的腐蚀，潮差区和浪溅区的钢管桩表面附着大量的水生物，铲去水生物，可见钢管桩表面因腐蚀而出现了鱼鳞状锈皮块，敲掉锈皮块可见明显的锈蚀坑。

3 阴极保护系统的检测内容

每季度对码头阴极保护系统进行检测，以确定阴极保护系统的效果，其中包括实时监测和抽样检测的内容。

1)检查整流器柜的密封性是否良好。整流器柜暴露在强腐蚀的环境中，要求密封性必须良好，防止柜内仪器仪表的腐蚀。

2)现场记录5台变压整流器柜的输出电流、输出电压及其参比电极电位，使用便携式参比电极测量每个墩台四周电位，分别在每个墩台四周取点进行检测，测量保护电位的分布情况，并且以此为依据对整流器的输出进行调整。

3)使用夹钳安培表对接入整流器的阴阳极电缆进行不断电测试，测量电缆中的载流量，判断电流输出是否均匀。

4)测量参比电极地线和系统地线之间电阻，判断整个系统的电连接是否完好。

5)实时监测5台变压整流器柜的远程输出电流、输出电压及其17个参比电极电位。远程监控系统设置每分钟采集一次数据，系统在稳定运行过程中，参比电极数值变化不大，而每分钟采集数据导致数据量庞大，因此本报告采取每三天采集一个数据来表示。

4 检测结果

2013年第四季度的检测结果显示钢管桩的工作电压和保护电流都在国标规定和设计要求的范围内，钢管桩均达到保护要求，可以大大延长码头钢管桩的使用寿命。

1)现场整流器柜密封性良好。

2)现场整流器输出电流、输出电压正常，参比电极监控正常，通过使用便携式参比电极对各个墩台周围进行电位检测，数据结果表明，整个码头处于外加电流系统保护范围内的钢管桩电位均处于标准规定的-770mV至-1050mV内。

3)根据夹钳表测量数据结果可知，所有电缆的载流量基本均匀，阴极保护系统各个回路运行正常。

4)整个系统的各个地线电阻均低于1Ω，电联接完好。

5)由远程监测数据可以看出，所有参比电极电位均处于-770mV至-1050mV内，根据JTJ230-1989《海港工程钢结构防腐蚀技术规定》阴极保护系统处于正常运行状态。5台变压整流器柜输出电流、输出电压工作正常。