PCCP管道的腐蝕

時間：2024-03-21

預應力鋼筒混凝土管PCCP(Prestressed Concrete Cylinder Pipe)是將高強鋼絲的抗拉、混凝土的抗壓和鋼板的防滲結合在一起，充分合理利用了材料各自的物理力學特性

圖1 PCCP管結構示意圖

美國MP雜志2005年4期發(fā)表了關于利比亞大人工河項目的經(jīng)驗總結[3]，總結一期工程PCCP建設的經(jīng)驗教訓，二期工程對PCCP管道防蝕進行了改進。出于降低工程造價的考慮，“大人工河”一期工程按照利比亞方面的要求，只有30%的PCCP做環(huán)氧煤瀝青保護層，沒有全部采用陰極保護，結果導致運行過程中管道被腐蝕而引起爆管，造成嚴重損失。大人工河管理局正在盡力確保所有已經(jīng)安裝的PCCP管道接受陰極保護，Gerrard 說，“在初次安裝時，根據(jù)實際的環(huán)境狀況，一些PCCP管道采用了陰極保護，而另一些沒有”，他解釋說，“為了增加管道的壽命，大人工河管理局隨后決定在所有的管段安裝陰極保護——這意味著他們不得不返工，并在已經(jīng)埋地的管道上安裝陰極保護。這就是我們目前所從事的”。

美國MP雜志2005年5期介紹了在含氯化物濃度較高的土壤環(huán)境中，如果PCCP為間隔式輸水，則在輸水和停輸交替過程中，PCCP管壁也經(jīng)歷著濕和干交替循環(huán)。在這種循環(huán)中，土壤中的氯化物會在管道外壁聚集，當管道外壁氯化物達到一定濃度后，便由外向水泥保護層內(nèi)部滲透，并終與鋼筋保護膜作用，使PCCP腐蝕[4]。

Pockwock輸水管線運用了陰極保護來阻止上述問題的發(fā)生。Pockwock管線管道直徑為107cm，主要為Halfax市供水。到1985年，管線運行了10年出現(xiàn)了開裂事故，緊接著至少又發(fā)生了5次爆管事故。1991年，采用鋅陽極對腐蝕開裂處的管道進行陰極保護。鋅陽極長2m，重3.6kg。鋅陽極包裝在鹽/膨潤土中，并放入紙筒中。每處安裝兩支鋅陽極，并要求管道間電連續(xù)性跨接。為了防止保護電位過負(負于-975mV)，使鋼筋發(fā)生析氫反應，所以選用了鋅陽極。陰極保護投運行，測得需要的保護電流很低(小于200uA/m2)，為此在投運初期，部分鋅陽極與管道未連接。

由于鋼筋的成分及冷軋的生產(chǎn)工藝，人們一直認為鋼筋很容易發(fā)生析氫反應。為了改善預應力鋼筋的性能，根據(jù)ASTM A227測試方法進行了析氫測試。Lewis從測試得出，現(xiàn)有的許多PCCP管道都是采用了易發(fā)生析氫反應的鋼筋，并且有很多關于在輔助陽極地床附近PCCP管道開裂事故的報道。

文獻5對混凝土中鋼的腐蝕機理進行了探討，指出有很多因素能使多孔混凝土里水溶液的鈍化作用發(fā)生改變。當氯離子滲透到加強鋼筋并達到氯離子臨界濃度時，鈍態(tài)膜就被破壞了。在潮濕的混凝土里，甚至在多孔混凝土吸收堿水時也會發(fā)生局部腐蝕。鋼筋混凝土構筑物中，限定氯離子濃度為水泥質(zhì)量的0.4%，而在預應力混凝土構筑物中，限定氯離子濃度為水泥質(zhì)量的0.2%。

去鈍化的另一個原因是混凝土的堿度降低所致(即，所吸收水分的pH值降低了)。當混凝土與大氣中的CO2發(fā)生反應而碳化時，就會發(fā)生這種情況。當插入構筑物的鋼質(zhì)構件上有足夠厚的混凝土覆蓋層時，特別是有致密的、空隙率很低的混凝土時，碳化作用就無關緊要了。如果混凝土質(zhì)量很差或者混凝土覆蓋層很薄很少，碳化作用就會滲透到加強鋼筋，終使它失去鈍性。當氯離子或碳化作用發(fā)生去鈍化時，只有在氧侵入的條件下，潮濕的混凝土中才會有腐蝕危險。當陰極表面積與陽極表面積的比值Sc/Sa很高并且陰極處于良好充氣狀態(tài)下，就會在陽極區(qū)發(fā)生非常高的腐蝕速率。

——上述文字引自胡士信等《預應力鋼筒混凝土管陰極保護》

詞條
詞條說明
恒電位儀的檢測和維修
① 陰保護恒電位儀一般都配置兩臺，互為備用，因此應按管理要求定時切換使用。改用備用的儀器時，應即時進行一次觀測和維修。儀器維修過程中不得帶電插拔各種插接件、印刷電路板等。② 觀察全部零件是否正常，元件有無腐蝕、脫焊、虛焊、損壞，各連接點是否，電路有無故障，各緊固件是否松動，熔斷器是否完好，如有熔斷，需查清原因再換。③ 清潔內(nèi)部，除去外來物。④ 發(fā)現(xiàn)儀器故障應及時檢修，并投入備用儀器，保證供電。
電位測量化探頭
無論是外加電流陰保護還是犧牲陽陰保護,終判斷陰保護的指標是管道的斷電電位。測量外加電流陰保護系統(tǒng)的斷電電位時，需要將同時保護某段管道的電源設備進行同步通斷，這一點，盡管能做到，但也很困難，繁瑣。對于犧牲陽陰保護管道，要做到所有陽同步通斷幾乎不可能。因此，就需要采用化探頭，實際測量管道的化電位(斷電電位)。化探頭是將試片和參比電組裝在一掛片起，用試片來模擬管道防腐層漏點。試
陰極保護原理是什么啊?
陰極保護原理是什么啊?陰極保護是一種用于防止金屬在電介質(zhì)(海水、淡水及土壤等介質(zhì))中腐蝕的電化學保護技術，該技術的基本原理是使金屬構件作為陰極，對其施加一定的直流電流，使其產(chǎn)生陰極較化，當金屬的電位負于某一電位值時，該金屬表面的電化學不均勻性得到，腐蝕的陰極溶解過程得到有效抑制，達到保護的目的。下面用較化曲線來說明陰極保護原理。為了說明問題，把陰極，陽極較化曲線簡化成直線，如下圖(1)所示。在金屬
CUSO4參比電的應用環(huán)境
參比電是測量電解質(zhì)溶液中金屬電位的一種重要裝置。結構-土壤間電位是相對于一個電進行測量。經(jīng)常提到的結構對電解質(zhì)溶液的電位，如管地電位，實際上是結構和參比電間測得的電位。在進行電位測量的大多數(shù)環(huán)境中，使用標準氫電半電池是不方便的。作為替代，使用其他的特定離子濃度溶液中的金屬電。參比電必須是穩(wěn)定的，并且數(shù)據(jù)具有重現(xiàn)性。CUSO4參比電（CSE）是測量埋地結構以及淡水環(huán)境中結構電位常用的