石家莊油氣管道使用爬管機進行的防爆冷切割技術(shù)

在進行石油天燃氣等管道切割時，要注意管道的陰極保護措施，在實施管道切割作業(yè)施工時，應(yīng)當了解管線的陰性保護電纜線路位置以及要求在管道進行焊接、切割前關(guān)停此系統(tǒng)，以免在施工時損壞或擊穿陰極保護系統(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，重點講述管道陰極保護及自爬式液壓切管機切割原理。

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

一、管道的陰極保護原理

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。

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

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

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

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強制電流法（外加電流法）

將被保護金屬與外加電源負極相連，由外 部電源提供保護電流，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電流引地下，通過土壤提供給被保護金屬，被保護金屬在大地中仍為陰極，其表面只發(fā)生還原反應(yīng)，不會再發(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。

陰極保護的上述兩種方法，都是通過一個陰極保護電流源向受到腐蝕 或存在腐蝕，需要保護的金屬體提供足夠的與原腐蝕電流方向相反的保護電流，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)生保護電流的方式和“源”不同。一種是利用電位更負的金屬或合金，另一種則利用直流電源。

強制電流陰極保護驅(qū)動電壓高，輸出電源大，有效保護范圍廣，適用于被保護面積大的長距離、大口徑管道。

犧牲陽極陰極保護不需外部電源，維護管理經(jīng)濟，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。

陰極保護系統(tǒng)應(yīng)與管道切割主體工程同時勘察、設(shè)計、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個月）不能投入運行的，應(yīng)當對管道采取臨時陰極保護措施，并形成設(shè)計草案進行實施。

對于達不一對是最低保護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措施。陰極保護設(shè)備、儀器的線路不經(jīng)有關(guān)技術(shù)部門批準，不得改動；在進行管道搶修并進行切割前應(yīng)當經(jīng)由技術(shù)部門對搶修方案進行批準并采取適當?shù)拇胧┖蠓娇蛇M行。

在進行石油天燃氣等管道切割時，要注意管道的陰極保護措施，在實施管道切割作業(yè)施工時，應(yīng)當了解管線的陰性保護電纜線路位置以及要求在管道進行焊接、切割前關(guān)停此系統(tǒng)，以免在施工時損壞或擊穿陰極保護系統(tǒng)，造成管線防腐系統(tǒng)失效。

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

一、管道的陰極保護原理

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。

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

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

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

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強制電流法（外加電流法）

將被保護金屬與外加電源負極相連，由外 部電源提供保護電流，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電流引地下，通過土壤提供給被保護金屬，被保護金屬在大地中仍為陰極，其表面只發(fā)生還原反應(yīng)，不會再發(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。

陰極保護的上述兩種方法，都是通過一個陰極保護電流源向受到腐蝕 或存在腐蝕，需要保護的金屬體提供足夠的與原腐蝕電流方向相反的保護電流，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)生保護電流的方式和“源”不同。一種是利用電位更負的金屬或合金，另一種則利用直流電源。

強制電流陰極保護驅(qū)動電壓高，輸出電源大，有效保護范圍廣，適用于被保護面積大的長距離、大口徑管道。

犧牲陽極陰極保護不需外部電源，維護管理經(jīng)濟，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。

陰極保護系統(tǒng)應(yīng)與管道切割主體工程同時勘察、設(shè)計、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個月）不能投入運行的，應(yīng)當對管道采取臨時陰極保護措施，并形成設(shè)計草案進行實施。

對于達不一對是最低保護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措施。陰極保護設(shè)備、儀器的線路不經(jīng)有關(guān)技術(shù)部門批準，不得改動；在進行管道搶修并進行切割前應(yīng)當經(jīng)由技術(shù)部門對搶修方案進行批準并采取適當?shù)拇胧┖蠓娇蛇M行。