城镇地下燃气钢制管路阴极保护分析

陈婧

摘 要：文章以城镇地下燃气钢制管路保护为对象，对其阴极保护开展探究。在综合分析不同阴极保护方式应用优缺点的基础上，指出城镇燃气钢制管路适宜采用牺牲阳极阴极保护，并对牺牲阳极阴极保护的相关应用设计开展分析，以期能够在城镇燃气管网保护中更为广泛的应用起到一定帮助。

关键词：城镇；燃气管路；钢制管路；阴极保护

引言

伴随城镇化建设的不断推进，城镇地下燃气管网不断扩大的同时，钢制燃气管路的防腐蚀问题也变得日益重要。为进一步增加燃气钢制管路使用周期，为城镇居民提供更加持久、稳定的生活燃气供给，探寻适用于地下钢制管路保护的技术方法具有积极地现实意义。

1 阴极保护选择

阴极保护本质上属于电化学保护，是指借助外部电流实现金属腐蚀电位的转变而减缓金属被腐蚀效率，延长使用周期的一种技术。通常针对地下钢制管路的阴极保护可以分为强制电流阴极保护与牺牲阳极阴极保护。

前者（强制电流阴极保护）广泛应用于城市郊区等燃气管网结构相对单一地区主燃气管道及城镇燃气环网中，具备输出电流强、可控性高、防护范围广、无视土壤电阻率制约、电流变化可反馈管道涂层性能改变等诸多优点，同时也具备需设长期外部电源与维护专人，易受到干扰与屏蔽等不足。

后者（牺牲阳极阴极保护）多用于城镇等人口聚集地区内各压力级制燃气管路。具备施工便捷、无需外设电源、维护管路简单、利用率高、抗干扰屏蔽性能优等有点，同时也具备输出电流小、无法实时监测电流变化、防护范围小等不足。

对比两种工艺优缺点，结合以往城镇燃气管路施工运行经验，牺牲阳极阴极保护更加适用于城镇地下燃气钢制管道的电化学腐蚀防护。

2 阴极保护设计

2.1 保护电流确定

若想实现对城镇地下燃气管路的有效保护，必须确保为其提供充足的防护电流以避免土壤对其的电化学腐蚀。下式（1）所示即为钢制管路阴极保护所需最小保护电流计算公式：

I=AIP （1）

式中：I代表管道被保护所需最小电流值，mA；A代表管道表面积总值，m2；IP代表保护电流最小密度mA/m2。

上式中IP需依据燃气管道防腐层类别加以确定，通常新建三层PE管道IP取值0.001mA/m2；新建沥青玻璃布管道IP取值0.1mA/m2；传统旧燃气管道IP取值0.3mA/m2。

2.2 牺牲阳极的选择

（1）土壤电阻率

土壤电阻率是对土壤导电性能的反映，通常来说，电阻率越低的土壤其腐蚀性能越强。在牺牲阳极阴极保护中需要结合所在区域土壤电阻率选择合适的牺牲阳极。鉴于土壤中成分的改变会对其电阻率造成显著影响，往往同一地点不同埋深土壤电阻率也会发生变化，因此必须选取管道所埋深度土壤对其电阻率均值进行测定，作为牺牲阳极选择参照标准。

（2）牺牲阳极的选用

常用的牺牲阳极类型主要有两种，一是镁合金阳极，二是锌合金阳极。在具体的选择上需要依照施工区域土壤电阻率（ρ）进行选取，当ρ小于每米5欧姆时，适宜选择锌阳极；当ρ介于每米5欧姆～100欧姆时，适宜选择镁阳极，当ρ大于每米100欧姆时，适宜选择带状镁阳极。此外，当使用环境土壤相对潮湿时，锌阳极应用范围可拓展至每米30欧姆。

（3）牺牲阳极的布设

a.牺牲阳极布设时，必须确保阳极通燃气管道之间无金属构筑物。

b.牺牲阳极埋深必须超过当地冰冻线。在作业区域属于地下水位小于三米的干燥地带，则应适度增加阳极埋深。河流下布设阳极必须布设于河床安全区域，以避免洪水或清淤对其造成损坏。

c.牺牲阳极的埋设应根据具体情况进行选择，针对已建燃气管道适宜选用立式埋设方式；新建燃气管道适宜选用卧式埋设方式，进行管道布设时一同进行放置，能够在充分确保保护功效的同时节约单独开挖的额外费用。一般而言，阳极埋设在管道外侧3m～6m范围内，最小不得小于0.5m。埋设深度应以阳极上部同地面1m以上适宜。此外，阳极进行成组布设时，阳极彼此间间隔应3m为宜。

d.燃气管道相邻阳极之间应布设测试桩，布设荐举以不超过500m适宜。

2.3 设计修正

对阳极布设完成相关计算后，对管道牺牲阳极进行布设时应立足整体设计，对一些特殊状况进行综合考量。譬如在定向钻穿越出入土点，所选用牺牲阳极保护范围不足时，可通过增加出入点阳极或提升阳极规格的方式，提升阳极保护范围以保证管道穿越的安全性。

3 结束语

城镇燃气管道作为保障居民日常生活有序进行的必要基础设施，确保其应用的持久、有效意义重大。在具体应用中结合工程实际，选择适宜的阴极保护形式并结合土壤电阻率与管道使用性能需求等，对管道阳极分布有效调节，从而真正实现整体管道阴极保护功效的充分达成，从而真正为城镇燃气供给的安全、有效提供有力保障。

参考文献

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