管道阴极保护中的屏蔽问题
阴极保护和涂层相结合，是有效的腐蚀控制措施。该技术已在埋地输油、气管道上得到广泛应用。该技术的原理是采取措施，迫使电流从介质中流向被保护管道。然而，当管道周围有绝缘层或金属结构存在时,会影响阴极保护电流的流动,使管道得不到有效的阴极保护.即施工出现了电流屏蔽.目前,国内采用“管中管”进行防腐保温的长输管道，都不同程度的发生过腐蚀事故.某些套管内的输油管和固定墩内的管道也存在着较为严重的腐蚀。这种状况除了与施工质量控制不严有关外,阴极保护电流的屏蔽也是一个重要原因。本文就绝缘层,套管,混凝土固定墩,区域阴极保护,以及罐底板阴极保护时的屏蔽问题进行了分析,以引起管道及储罐设计,施工,管理人员的重视.
1金属结构对管道的屏蔽
1.1管道穿越公路,铁路,以及河流时套管的屏蔽
在管道穿越公路,铁路,以及河流时,经常需要将输油管放在金属套管中.以对管道进行附加保护,并认为,套管与输送管充分绝缘.而笔者认为,采用套管时,将有以下情况发生:
（1）.输送管与套管*绝缘,套管与输送管的环型空间内没有电解液存在.在这种情况下,阴极保护电流被*屏蔽,但输送管仅受大气腐蚀.
（2）.输送管与套管之间没有电气连接,但套管内有电解液或泥土。此时,阴极保护电流从土壤中经过套管到达输送管，在这种情况下,输送管以及套管的外壁会得到阴极保护,而套管的内壁因为排放电流而加快腐蚀.
（3）.套管与输送管短路。一旦套管与输送管发生短路,阴极保护电流沿套管通过接触点返回到输送管。此时,如果套管与输送管之间有电解液,输送管将发生严重腐蚀；即使没有电解液,如果套管防腐层较差,也会泄漏大量电流,使套管附近的一段管道得不到充分保护.
因此,设计中应该尽量避免采用套管,而靠提高输送管的壁厚来提高强度.在必须使用套管的情况下,应采取必要的密封措施,防止电解液进入,并保证套管与输送管的绝缘。目前采用的在套管内安装牺牲阳极的方式增大了短路的机会。因此，应采用必要的备用措施，一旦发生短路，有办法进行消除。另外一种方式是在套管内注入有机物（如沥青胶）。它是通过套管排气管注入的，可以防止水分进入套管。
1.2.固定墩钢筋的屏蔽
当固定墩内的钢筋与输送管发生意外接触时，其影响相当于一个短路的套管。阴极保护电流通过钢筋，并通过接触点返回管道。尽管钢筋之间存在间隙，但密布的钢筋仍能阻断大部分阴极保护电流，使固定敦内的管道得不到充分保护。因此，计中应减小钢筋与套管短路的可能性.施工中也要经常检测钢筋与输送管的电阻。
1.3埋地金属结构的屏蔽
如果管道附近有其他埋地金属结构，如，其他管道，而且该金属结构防腐层很差，一部分阴极保护电流会沿该结构流动，并在靠近被保护管道的地段流出，进入被保护管道。由于该金属结构的屏蔽作用，可能会导致部分管段阴极保护不充分。
2绝缘体对管道的屏蔽
2.1.“管中管”防腐保温结构的屏蔽问题.
当管道周围有绝缘体存在,而且绝缘体与管道间有电解液存在时.由于阴极保护电流无法通过绝缘体到达管道表面,管道得不到阴极保护.有人认为,阴极保护电流可以通过绝缘体与管道之间的空隙到达管道表面。事实是如果该空隙之间充满电解液,电阻率很小,这种看法是正确的.通过对“管中管”的腐蚀情况进行调查发现,如果防水层破坏,充足的水分进入保温层时，管道会得到阴极保护,一般不会发生腐蚀.如长期处于水下的管道，仅有少量的水分进入管道,则在漏点两侧（2-3倍间隙的距离以外）一般会发生较严重的腐蚀。
2.2绝缘防腐层的屏蔽：
胶带防腐层耐土壤应力差，容易起皱。尤其沿焊缝附近，容易出现空鼓，水分会沿焊缝流入，靠近管体，发生腐蚀；而阴极保护电流无法到达腐蚀处，对腐蚀没有抑制作用。因此，应当尽量少用胶带防腐层。对于pe以及3层pe防腐层，也要对其剥离后的屏蔽问题予以重视。
另外,如果管道附近有其他绝缘体或岩石存在,也会影响电流的流动,对管道的保护电流起到屏蔽作用.因此,当管道通过岩石地带时,应采取措施。如:采用柔性阳极或带状阳极,保证阴极保护电流顺利地到达管道表面..
3区域性阴极保护时,土壤的屏蔽
3.1.对于位于开阔地带的管道,土壤不会对阴极保护电流产生屏蔽.但对于站内的管网和管群,可能会有这种屏蔽问题.由于管道密度较大,尤其当管道防腐层不好时,电流的泄漏会使其附近区域的土壤电位随之降低.此时,如果参比电极距管道较远,所测电位并不能说明测点处管道的保护状况。因此,管道较密时,参比电极应尽量靠近测点.
3.2.对罐底板进行阴极保护时,也会产生上述问题。如果阳极布置在罐的周围,则大部分电流沿罐底板周遍进入罐底,使罐中心得不到充分保护.。罐直径大时,这种情况更为突出。由于土壤条件的复杂多变,很难根据罐周围的电位估计出罐中心的保护电位。可靠的方法是采用混合金属氧化物网状阳极系统，将参比电极布置在罐底板中心处.实际测量其保护电位.
4结论
对于输送管道,不论是金属导体或绝缘体,都会产生屏蔽作用.使之得不到充分的阴极保护.因此,设计时要对屏蔽问题给予足够重视.对于管网或罐底板进行阴极保护时,要充分注意土壤电位的改变,参比电极尽量靠近测点.远地参比电极法不能说明测点的保护状况。
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在管道穿越公路,铁路,以及河流时,经常需要将输油管放在金属套管中.以对管道进行附加保护,并认为,套管与输送管充分绝缘.而笔者认为,采用套管时,将有以下情况发生:
（1）.输送管与套管*绝缘,套管与输送管的环型空间内没有电解液存在.在这种情况下,阴极保护电流被*屏蔽,但输送管仅受大气腐蚀.
（2）.输送管与套管之间没有电气连接,但套管内有电解液或泥土。此时,阴极保护电流从土壤中经过套管到达输送管，在这种情况下,输送管以及套管的外壁会得到阴极保护,而套管的内壁因为排放电流而加快腐蚀.
（3）.套管与输送管短路。一旦套管与输送管发生短路,阴极保护电流沿套管通过接触点返回到输送管。此时,如果套管与输送管之间有电解液,输送管将发生严重腐蚀；即使没有电解液,如果套管防腐层较差,也会泄漏大量电流,使套管附近的一段管道得不到充分保护.
因此,设计中应该尽量避免采用套管,而靠提高输送管的壁厚来提高强度.在必须使用套管的情况下,应采取必要的密封措施,防止电解液进入,并保证套管与输送管的绝缘。目前采用的在套管内安装牺牲阳极的方式增大了短路的机会。因此，应采用必要的备用措施，一旦发生短路，有办法进行消除。另外一种方式是在套管内注入有机物（如沥青胶）。它是通过套管排气管注入的，可以防止水分进入套管。
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