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論埋地PCCP管道的防腐措施

文檔作者：李世龍文檔來源：新疆國統(tǒng)管道股份有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2024年07月03日
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上一篇：埋地管道腐蝕機理及應(yīng)對措施

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2012年第7期
7月
混凝土與水泥制品
CHINA C0NCRETE AND CEMENT PRODUCTS
2012 No．7
July
論埋地PCCP管道的防腐措施
李世龍
(新疆國統(tǒng)管道股份有限公司，米泉831407)
摘要：從PCCP管道的自防腐性能著手，介紹和比較了在嚴酷環(huán)境條件下目前國內(nèi)外常用的各種PCCP管道
的防腐措施，并提出了埋地PCCP管道防腐設(shè)計的實用準則和推薦復(fù)合防腐措施。
關(guān)鍵詞：PCCP；自防腐；嚴酷環(huán)境條件；鋼筋阻銹劑；保護層；置換土；涂層；陰極保護
Abstract：Based on the self anti-corrosion property of PCCP，nowadays，commonly used various measures for buried
PCCP pipelines in severe environment are introduced and compared．Some design criteria for corrosion protection for buried
PCCP pipelines in severe environment are put forward．And the composite anti—corrosion measure for the PCCP pipelines is
recommended．
Key words：PCCP；Self anti—corrosion property；Severe environment；Corosion inhibitor for steel bars；Cement mortar
cover；Replacement soil；Painting；Cathodic protection
中圖分類號：TU525 文獻標識碼：A 文章編號：1000—4637(2012)07—26—05
0 前言
腐蝕是影響結(jié)構(gòu)耐久性的重要因素，也是造成
材料破損的重要原因。就預(yù)應(yīng)力鋼筒?昆凝土管(以
下簡稱PCCP)而言，PCCP管道的腐蝕可認為是因
組成PCCP的材料『鋼材(板、絲)、混凝土與水泥砂
漿等1與周圍環(huán)境發(fā)生物理一化學(xué)作用造成材料性能
的改變，導(dǎo)致材料、環(huán)境或由其構(gòu)成的體系功能劣
化與破壞。
PCCP是一種以預(yù)應(yīng)力混凝土為基材的混凝
土一鋼材復(fù)合管材，因此，在周邊環(huán)境作用下，使埋
地管材發(fā)生腐蝕的影響因素要復(fù)雜些。其中既有組
成PCCP的管芯混凝土和保護層水泥砂漿在腐蝕介
質(zhì)作用下發(fā)生的化學(xué)腐蝕，也有組成PCCP的鋼材
(板、鋼絲)在侵蝕性介質(zhì)作用下發(fā)生的電化學(xué)腐蝕口】，
故需從多方面綜合考慮。本文討論了PCCP自身的
防腐功能、PCCP管道的防腐設(shè)計與措施，并對各種
防腐措施進行了比較。
1 PCCP的自防腐和在特殊環(huán)境下的防腐設(shè)計
PCCP具有相對較厚、強度較高的水泥砂漿保
護層和混凝土管芯內(nèi)襯，可以很大程度地提高管道
本身的結(jié)構(gòu)強度、剛度及抵御外部物理與化學(xué)侵蝕
的能力。與鋼管上的水泥砂漿噴涂層不同，PCCP上
的水泥砂漿保護層和混凝土管芯內(nèi)襯的作用并不
僅是將管內(nèi)的薄鋼筒、鋼絲與外界環(huán)境隔離，而是
為管內(nèi)的鋼件(鋼筒、鋼絲、鋼筋等)創(chuàng)造一個高堿
性環(huán)境，使其完全鈍化，從而達到不被腐蝕的目的。
一26一
埋地PCCP管道中的混凝土與水泥砂漿保護層
在地下潮濕環(huán)境中，其孔隙中的水份為堿度很高的
Ca(OH)：飽和溶液，pH值在12．5左右，但由于混凝
土和砂漿中含有少量的Na20、K：0等成分，實際pH
值可超過13。在這樣高堿性環(huán)境中，鋼材表面被氧
化，形成一層約6～7p,m厚的水化氧化鐵膜。該膜牢
固吸附在鋼材表面，質(zhì)地非常致密，可使鋼材完全
處于鈍化的狀態(tài)。即使在有水分、氧氣的條件下，鋼
材也不會發(fā)生銹蝕，因此，也稱為鈍化膜。鈍化膜的
存在使得埋地PCCP管道具有較好的自防腐能力。
國內(nèi)外大量的試驗與實踐證明：嚴格按照
ANSI／AWWA C301《預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管》或GB／T
19685(預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管》中相關(guān)條文規(guī)定制作
的PCCP管道水泥砂漿保護層與混凝土管芯，在絕
大多數(shù)情況下，都能夠為管道提供足夠的防腐保
護，無須作任何附加措施。
按照設(shè)計手冊AWWA M9 《混凝土壓力管》第
12章“腐蝕環(huán)境下的設(shè)計考慮因素”中的規(guī)定『21，只
有在下述特殊環(huán)境下鋪設(shè)運行的PCCP管道才需采
取附加的防腐措施：① 高氯化物環(huán)境或雜散電流干
擾。這類環(huán)境會引起埋置在混凝土管芯中的鋼筒與
水泥砂漿保護層下的鋼絲銹蝕。② 土壤或地下水中
具有高硫酸鹽、強酸、或含有腐蝕性的二氧化碳的
環(huán)境或條件。此類環(huán)境或條件可能會使管芯混凝土
或水泥砂漿保護層中的硅酸鹽水泥基材產(chǎn)生化學(xué)
反應(yīng)，造成破壞。⑧ 長期暴露在大氣環(huán)境中的管道，
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李世龍 論埋地PCCP管道的防腐措施
此時水泥砂漿保護層表面有可能發(fā)生碳化，使其中
性化，或水泥砂漿表面有可能承受凍融破壞。
綜合AWWA M9手冊中的規(guī)定和多年實踐經(jīng)
驗，對如何界定環(huán)境或條件的嚴酷，確定是否需采
用附加的防腐措施和采取何種防腐措施，筆者認為
可從以下六個方面進行考慮。
(1)鑒于土壤電阻率越低，土壤中氯化物或硫
酸鹽的濃度越高，且測定土壤電阻率的方法也比測
定土壤中化學(xué)物的方法便捷，建議業(yè)主、設(shè)計單位
應(yīng)預(yù)先在擬鋪設(shè)管線區(qū)的沿線按一矢間距取樣測
定管區(qū)土壤的電阻率，來確定腐蝕性土壤的位置。
作為界定準則，對電阻率小于1500~·(311的土壤，應(yīng)
測定該區(qū)土壤中腐蝕性鹽類的類別和含量，以確定
腐蝕因子、腐蝕形式和采取何種附加防腐措施。而
對埋設(shè)在其他電阻率大于1500~·cm區(qū)域的管線則
可不作任何附加防腐措施。
(2)對完全浸沒在海水中的或不間斷壓力輸送
海水的PCCP管線，其管芯混凝土與水泥砂漿保護
層外不須作任何附加防腐措施，但對浸沒在海水中
接口鋼圈的裸露部份應(yīng)采用涂層保護。 ．
PCCP管道埋置在高氯化物環(huán)境中，當周圍環(huán)
境能使水泥砂漿保護層始終保持潮濕，土壤中的氯
離子濃度大于lg／L時，或當處于干濕循環(huán)(如干旱
地區(qū))的土壤區(qū)，土壤中的氯離子濃度大于150mg／
L時，需要在水泥砂漿保護層外表面采取水份(濕
度)封閉隔離措施(如涂防腐涂料)，或在管線上安
裝電連續(xù)性連接系統(tǒng)，并定期監(jiān)測管線的腐蝕情
況，以確定是否需進行陰極保護。
(3)由于只有在埋地PCCP管道附近有如外加
電流陰極保護系統(tǒng)、電氣化鐵路等直流電源時，才
會產(chǎn)生因雜散電流對PCCP管道的腐蝕。因此，在該
區(qū)段鋪設(shè)埋地PCCP管道時，建議可采取以下措施：
① 如有可能，去除引起雜散電流的電源；② 在管道
外表面另涂一層絕緣層，提高管道的電阻；⑧ 在管
線上安裝電連續(xù)性連接系統(tǒng)，并定期監(jiān)測管線雜散
電流的干擾情況，以確定是否需采取陰極保護。
(4)對完全埋置在高硫酸鹽(硫酸硅、硫酸鎂或
硫酸鈣)含量土壤中的PCCP管道，一般不會發(fā)生因
土壤毛細管作用及表面蒸發(fā)形成高硫酸鹽引起水
泥砂漿化學(xué)腐蝕，且水泥砂漿保護層的高水泥用量
(一般在580～600kg／m。)也有提高管道抗硫酸鹽能力
的作用。因此，無須作任何附加防腐措施。
對埋置在水溶性硫酸鹽含量超過約2g／L的土
壤或水中的PCCP管道，應(yīng)在水泥砂漿外表面采取
水分封閉隔離措施(如涂防腐涂料)。需指出的是，
若PCCP成品管在堆場存放時間過長時，不推薦用
抗硫酸鹽水泥制作水泥砂漿保護層，因為在該種情
況下，抗硫酸鹽水泥極易碳化造成水泥砂漿中性
化，反而會加速鋼絲的腐蝕。
(5)埋地PCCP管道的酸侵蝕幾乎都是由非自
然條件引起的，如礦渣、酸性廢物、工業(yè)廢棄物等。
天然狀態(tài)下發(fā)生酸性腐蝕的土壤一般為弱酸性，此
時，埋置在酸性黏土中的PCCP管道，一般不需采用
附加的防酸性侵蝕措施。
埋置在酸性礫質(zhì)土壤中的PCCP管道，若土壤
開挖即測土樣的pH值>5，則管道不需采用任何附
加防酸蝕措施；若pH值≤5，則應(yīng)采取附加的防酸
蝕措施，如換土或覆蓋防酸薄膜、增設(shè)套管等。
(6)對埋置在有腐爛植被的沼澤地、較軟的地
下水、強滲透性土壤或長期暴露在大氣中的PCCP
管道，其水泥砂漿保護層有可能會因環(huán)境中CO：的
碳化作用，造成水泥砂漿的中性化，致使鋼絲表面
發(fā)生銹蝕。但迄今為止尚無公認的需采取防腐保護
所對應(yīng)的CO 含量值，因此，只能在過去的經(jīng)驗、實
測土壤或地下水資料表明有潛在危險時再采取附
加的保護措施。一般主要采用的是用可隔離水分、
氧氣滲入的防腐涂料。
2 埋地POCP管道的防腐措施
2．1 管道自身結(jié)構(gòu)的防腐設(shè)計
管道自身結(jié)構(gòu)防腐設(shè)計的目的是在試驗與實
踐的基礎(chǔ)上，在結(jié)構(gòu)設(shè)計、原材料選用和生產(chǎn)過程
中改善管用混凝土、水泥砂漿、鋼絲的抗腐蝕能力
或提高管身的抗?jié)B能力，從而提高出廠成品管材的
耐久性。
在制管原材料的選擇上，國內(nèi)PCCP廠采用的
常規(guī)措施有：① 選用C 含量小于8％的硅酸鹽水
泥或普通硅酸鹽水泥；② 選用氫脆敏感性試驗合格
的預(yù)應(yīng)力鋼絲；⑧ 控制管芯混凝土的堿含量不超過
3kg／m。；④盡量不用具有潛在堿活性的集料；⑥ 混凝
土中采用聚羧酸鹽類高效減水劑等。
2．1．1 在水泥砂漿保護層中摻入鋼筋阻銹劑
鋼筋阻銹劑是一種通過抑制混凝土(水泥砂
漿)與鋼筋(絲)界面孔中的溶液發(fā)生陽極或陰極電
化學(xué)反應(yīng)來保護鋼筋(絲)的外加劑。該外加劑直接
參與界面化學(xué)反應(yīng)，使鋼筋(絲)表面形成鈍化膜或
吸收膜，直接阻止或延緩鋼筋(絲)銹蝕。主要預(yù)防
由于鹽類(如C1一)侵蝕而引起的鋼筋銹蝕【3_。
目前，國內(nèi)外市場上的鋼筋阻銹劑，按使用方
式可分為內(nèi)摻型和外涂型。適宜用于PCCP管材的
為內(nèi)摻型鋼筋阻銹劑。市場上的內(nèi)摻型鋼筋阻銹劑
一27—
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2012年第7期 混凝土與水泥制品 總第195期
有粉劑型和水劑型2種，前者主要以無機亞硝酸鹽
等為主要阻銹成份，其作用機理屬陰極型；后者主
要以胺、醇胺及它們的鹽為主要阻銹成份，其作用
機理屬陽極型。近幾年，國內(nèi)市場上己出現(xiàn)適用于
可抑制陽極和陰極過程同時發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的復(fù)
合型粉劑、水劑鋼筋阻銹劑，如我國某研究院研制
的鋼筋阻銹劑，由于它既能防止氯離子侵入，又能
消除金屬表面的微電池，因此，是一種比較理想的
PCCP管材用鋼筋阻銹劑 。
按JGJ／1'192-2009 《鋼筋阻銹劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)
程》規(guī)定：保護層水泥砂漿摻有鋼筋阻銹劑的埋地
PCCP管道可直接用于GB／T 50476-2008《混凝土
結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定的環(huán)境作用等級：III—
C(周邊永久浸沒在海水或埋于土中)、IV—C(接觸較
低濃度氯離子水體、且有干濕循環(huán))、IV—D(接觸較
高濃度氯離子水體、且有干濕循環(huán))的土壤環(huán)境中。
內(nèi)摻型鋼筋阻銹劑使用效果明顯，使用方便
(粉劑直接摻入攪拌用水內(nèi)、水劑可直接倒入拌合
物中)，無需專門工序，且摻量低(粉劑摻量約單位
水泥用量的1％～3％)，費用比較低廉。但據(jù)筆者了
解， 國外的PCCP生產(chǎn)企業(yè)都己將鋼筋阻銹劑列為
PCCP的常規(guī)原材料。而在我國，由于各種原因，除
個別PCCP生產(chǎn)企業(yè)使用外，還幾乎沒有應(yīng)用。
2．1．2 改善結(jié)構(gòu)設(shè)計 增加凈保護層厚度和密實度
PCCP管道水泥砂漿保護層的高堿度可使預(yù)應(yīng)
力鋼絲表面形成鈍化膜，對鋼絲有保護作用。而一
定厚度的保護層還起著阻止外界腐蝕介質(zhì)、氧氣和
水份滲入的作用，其保護效果則與凈保護層水泥砂
漿的厚度密切相關(guān)。因此，在結(jié)構(gòu)設(shè)計中適當加大
凈保護層的厚度也是提高PCCP管道的防腐能力，
提高其耐久性的重要措施之一。
有研究表明，保護層厚度每增加10ram，被保護
鋼筋的失重率可降低20％左右，混凝土的透氧量減
少10％～15％左右5J，鋼絲失鈍開始銹蝕所需時間與
保護層厚度的平方成正比。因此，在面臨較嚴酷的
環(huán)境條件時，采用增加保護層厚度的方法，不失為
一個有力的應(yīng)對措施。
根據(jù)筆者的經(jīng)驗，采用現(xiàn)有的PCCP生產(chǎn)設(shè)備，
在保證保護層質(zhì)量滿足國標GB／T 19685規(guī)定的前
提下，臥式成型時的凈保護層厚度最大可增至
30ram；立式成型時的凈保護層厚度可增至35ram。
若采用一些附加措施，如增設(shè)鋼絲網(wǎng)片或樹脂砂漿
并及時養(yǎng)護等，則保護層厚度還可增加5-10mm，分
別達到35～45mm，從而也可大大地提高其防腐能力
和耐久性。
一28一
此外，國外PCCP廠家采用的另一項改善PCCP
結(jié)構(gòu)的措施是改善保護層制作工藝，提高保護層水
泥砂漿的密實度?？紤]到工藝和設(shè)備的限制，目前
的趨勢并不是一味提高密實度，而是提高保護層水
泥砂漿密實度的均勻性，為此，美國標準ANSI／
AWWA C301(2007版)在對保護層水泥砂漿密實度
指標一吸水率的質(zhì)量控制上，要求從管上選取的3
個保護層水泥砂漿試樣的平均值應(yīng)不大于9％，且3
個試樣中的最大值不允許大于10％。
2．2 PCCP保護層的表面涂層保護
該法的特點是采用一些防護材料涂覆在PCCP
外保護層上，阻止管道周邊的空氣、水分或土壤中
的氧、水、鹽類介質(zhì)向保護層水泥砂漿中滲透和擴
散。由于它具有適應(yīng)性強、經(jīng)濟、有效、施工便捷等
特點，是目前使用較為廣泛的PCCP管道防腐措施。
按作用機理分，保護層表面涂層主要有封閉型
和隔離型兩大類嘲。
封閉型表面涂層的持征是將粘度很低的硅烷
或水性涂料涂裝在已達到設(shè)計強度的PCCP水泥砂
漿保護層的外表面，靠毛細孑L的表面張力作用吸入
水泥砂漿的表層內(nèi)，其滲入厚度一般為幾毫米，從
而明顯降低水泥砂漿保護層的吸水性和周圍環(huán)境
氯化物的滲入量，達到保護的目的。但該方法無法
在施工后直接判斷施工的效果，因此，還沒有在
PCCP上使用的實例。
隔離型表面涂層的特征是在保護層表面涂裝
一定厚度的有機涂料，以隔離管道周圍環(huán)境中的腐
蝕性介質(zhì)、水、氧氣對水泥砂漿保護層表面的侵蝕
和滲透同。作為水泥砂漿表面涂層的涂料的主要有：
環(huán)氧涂料、氯化橡膠涂料、丙烯酸涂料、聚氨酯涂料
等。其中環(huán)氧樹脂煤焦油瀝青涂料(漆)，由于其具
有優(yōu)良的附著力、耐堿性、耐酸性、價格低、操作方
便等優(yōu)點，是各種涂料中的首選。值得注意的是，實
踐中隔離型表面涂層的有效厚度一般為400～
800~m，如果涂層過厚會引起起皮、流淌等缺陷反而
削弱了防腐效果。
水泥砂漿保護層的保護涂料體系一般分底漆、
中間層和面漆三部份，實際操作時，一般均采用同
一類涂料，但也可分別采用不同類別的涂料。
2．3 陰極保護
陰極保護是一種通過使金屬表面作為電化學(xué)
電池的陰極，從而使其腐蝕減輕的技術(shù)。其基本原
理是通過外部直流電源設(shè)備(強制電流法)，或比鐵
更活潑的金屬(如鋅、鋁合金等)的消耗(犧牲陽極
法)給鋼筋持續(xù)施加一定密度的陰極電流，將其陰
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李世龍 論埋地PCCP管道的防腐措施
極極化到一定程度，從而使得鋼筋本身的氧化極反
應(yīng)被阻止或降低到非常小的程度閻。
陰極保護中的外加電流法是用直流電源給被
保護金屬通以陰極電流，該保護系統(tǒng)主要由直流電
源、輔助陽極、參比電極和電纜等組成。而陰極保護
中的犧牲陽極法則是在被保護金屬上連接一種電
極電位更負的金屬或合金作為犧牲陽極，通過犧牲
陽極的自我溶解和消耗，使被保護金屬得到陰極電
流，達到不被腐蝕的目的。實際在為埋地PCCP管道
選擇陰極保護的方法時，為避免PCCP預(yù)應(yīng)力鋼絲
的氫脆破壞，大多數(shù)情況下選用的是犧牲陽極法。
2．4 運用措施改變管道的外部土壤環(huán)境
由于造成埋地PCCP管道腐蝕的腐蝕因子都是
來自管道周圍土壤或地下水環(huán)境，可選擇換土等措
施，徹底改變埋地管道的外部土壤條件，從而達到
保護管道不被侵蝕和腐蝕的目的 。
此法適用于已被強酸污染的或化工廠附近的
地區(qū)及高硫酸鹽侵蝕土壤，是一種十分有效的防腐
處理措施。常用的方法是用普通土或砂：石灰約3～4：
l(重量比)比例混合的石灰土回填位于該地區(qū)的管
道。由于改變了環(huán)境，消除或大大減少了腐蝕因子
侵蝕管道水泥砂漿保護層的機率，進而達到了防腐
的目的。但由于此法施工工序較繁復(fù)、且成本較高，
不適合用于整個管線工程，只適合于局部處理，或
特別適合存在較嚴酷腐蝕環(huán)境中，整個管線極小，
其他大部分管線都無須作附加防腐措施的工程。
3 埋地PCCP管道防腐方案的選擇
當需要對埋地PCCP管道進行防腐設(shè)計時，一
般應(yīng)遵循的原則是先在管材制作時提高成品管管
材自身的防腐能力；其次是采取措施破壞產(chǎn)生腐蝕
的條件，防止隔離腐蝕因子、水分、氧的侵入；然后
再根據(jù)工程的實際情況，考慮是否需要在管線上各
管段間安裝電連續(xù)連接系統(tǒng)，對管線進行定期監(jiān)
測；最后確定采用何種陰極保護方法。
對新鋪設(shè)的埋地PCCP管線的防腐設(shè)計，目前，
國內(nèi)外較常采用以下4種防腐措施。
(1)在保護層水泥砂漿中摻人鋼筋阻銹劑，此
法適用于具有中等氯離子侵入的環(huán)境。
(2)在保護層外涂復(fù)厚度為400-800 m (人工
涂刷時約為2-4道)的環(huán)氧煤焦油瀝青涂層，由于
此法可適用于各種中等和部份嚴酷腐蝕環(huán)境，因
此，是目前國內(nèi)用得最多的防腐措施。
(3)前兩種方法的復(fù)合，即方法(1)+(2)，此法
適用于大部分嚴酷腐蝕環(huán)境，是目前國外對鋪設(shè)在
嚴酷腐蝕壞境中的新鋪埋地PCCP管線普遍采用的
防腐措施。
(4)對己知具有很嚴酷腐蝕可能的環(huán)境中鋪設(shè)
的埋地PCCP管道，國外的作法是在將方法(1)與
(2)復(fù)合的基礎(chǔ)上，還在管線上安裝電連續(xù)連接系
統(tǒng)，但管線運行后并不馬上作陰極保護，只是對管
線進行定期檢測，一旦發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力鋼絲已有輕微腐
蝕后，再根據(jù)防腐設(shè)計中設(shè)定的陰極保護方法進行
陰極保護。據(jù)了解，國外也有僅在法(2)的基礎(chǔ)上，
安裝電連續(xù)連接系統(tǒng)的作法。
對已在運行的埋地PCCP管線上發(fā)現(xiàn)預(yù)應(yīng)力鋼
絲銹蝕后的防腐，通常國外的作法是，利用管線上
原有的或新安裝的管線管段間的電連續(xù)連接系統(tǒng)，
在破損的保護層修補完好后，立即采用選定的陰極
保護方法進行陰極保護。
4 對埋地PGCP管線陰極保護的幾點看法
陰極保護法是發(fā)明最早且目前應(yīng)用技術(shù)最成
熟的一種金屬腐蝕防護方法，從上世紀30年代開
始應(yīng)用，至今己被廣泛用于化工、建筑、機械、交通
等工業(yè)設(shè)施及民用設(shè)施中的金屬結(jié)構(gòu)中。國外在上
世紀9O年代后開始應(yīng)用于在嚴酷腐蝕環(huán)境中的預(yù)
應(yīng)力鋼絲己出現(xiàn)銹蝕的埋地PCCP管道中，國內(nèi)在
2007年開始用于埋地PCCP管道。目前，國內(nèi)全部
用于新鋪設(shè)的埋地PCCP管道上。
4．1 國外埋地PCCP管道使用陰極保護法的導(dǎo)則
陰極保護法作為一項成熟的金屬防腐蝕方法，
國內(nèi)、外有關(guān)它在埋地鋼管上應(yīng)用的標準、規(guī)范很
多，但關(guān)于其在埋地PCCP管道上應(yīng)用的標準、規(guī)范
卻很少。目前，唯一一本與其有關(guān)的標準是由美國
腐蝕工程師學(xué)會發(fā)布的學(xué)會標準NACE PR0100-
2004{預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的陰極保護》。該標準對
PCCP的陰極保護提出以下的導(dǎo)則。
(1)對新鋪設(shè)的埋地PCCP管道，由于混凝土
(水泥砂漿)中的鋼件(鋼筒、預(yù)應(yīng)力鋼絲、鋼筋等)
已形成鈍化膜，因此，通常不需要進行陰極保護，應(yīng)
對管道進行定期監(jiān)測，以確定其是否已產(chǎn)生腐蝕。
(2)如果在PCCP管道上發(fā)現(xiàn)了腐蝕，則可以采
用陰極保護來控制其進一步發(fā)展，但是，陰極保護
不能代替已經(jīng)腐蝕損失的鋼筋或使腐蝕的鋼筋恢
復(fù)至原貌。
(3)實施PCCP管道陰極保護法的前提是PCCP
管線上的標準管、配件、異型管之間的鋼件應(yīng)有良
好的電連續(xù)性。
(4)已運行的現(xiàn)有PCCP管道應(yīng)定期監(jiān)測，確定
其腐蝕活躍的程度，如在監(jiān)測中顯示出正在影響管
道的安全或經(jīng)濟運行時，應(yīng)采取包括陰極保護在內(nèi)
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2012年第7期 混凝土與水泥制品 總第195期
的適當?shù)母g控制措施。
由以上導(dǎo)則可以看出，美國工程界對將陰極保
護法用于埋地PCCP管道上的態(tài)度是該法適用于已
發(fā)現(xiàn)了金屬腐蝕的PCCP管道，而不是新鋪設(shè)的埋
地PCCP管道。該點應(yīng)引起國內(nèi)設(shè)計人員密切注意。
4．2 新鋪設(shè)埋地PCCP管道實施陰極保護法的風(fēng)
險
根據(jù)陰極保護法的基本原理與筆者的經(jīng)驗，對
新鋪設(shè)的埋地PCCP管道在鋪設(shè)后就實施陰極保護
至少會出現(xiàn)以下的幾個風(fēng)險。
(1)到目前為止還沒有統(tǒng)一的PCCP陰極保護
準則，且大部分研究均是針對將已腐蝕鋼筋的腐蝕
速度降低到可接受程度的電位準則，適用于已發(fā)生
腐蝕的PCCP管道。而對混凝土尚未受污染、鋼筋尚
未腐蝕的新建結(jié)構(gòu)的陰極保護準則的研究很少。此
時，若在陰極保護過程中的保護電位一旦負于析氫
電位，引起鋼絲的過保護，鋼絲表面發(fā)生析氫的陰
極反應(yīng)，就會誘發(fā)鋼絲的氫脆破壞。美國就曾發(fā)生
PCCP管線因陰極保護過盛而導(dǎo)致高強鋼絲氫脆破
壞的事故。
(2)保護電流密度是指被保護結(jié)構(gòu)達到保護準
則要求時所需要的電流密度，是進行陰極保護設(shè)計
所必須的基本參數(shù)。目前的現(xiàn)實是缺乏關(guān)于新建
PCCP陰極保護所需的電流密度的資料，因此，陰極
保護設(shè)計人員在實際操作時往往難于準確選取。電
流密度過小，保護不足、達不到保護效果；電流密度
過大，造成浪費甚至產(chǎn)生過保護現(xiàn)象，危害管道。
(3)對表面己涂覆防腐保護涂層的新建埋地
PCCP管道，電流通過時會有較大的壓降，而處于無
污染高堿性環(huán)境中的預(yù)應(yīng)力鋼絲表面的鈍化層的
電阻值更高，且保護電位的檢測又很難，只能在管
道周圍取點檢測。這樣，從外部測得的PCCP陰極保
護電位與真實的保護電位相差會很大，從而使得被
保護管道得不到有效保護。
4．3 已運行的埋地PCCP管道實施陰極保護時需
解決的問題
在對已運行的埋地PCCP管道實施陰極保護時，
目前需解決以下幾個問題。
(1)PCCP管道的病害診斷準則與方法，即如何
確定鋼絲銹蝕的位置與程度，從而確定陰極保護系
統(tǒng)起動的時間。這方面國外的研究雖多，但開發(fā)出
的成熟方法與設(shè)備、儀器并不多。雖然國內(nèi)已有個
別科研機構(gòu)從國外引進了部份技術(shù)與設(shè)備，但實際
的應(yīng)用還非常少，與國外的差距還較大。
(2)如何保持陰極保護系統(tǒng)的工作壽命與PCCP
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管道的工作壽命同步。
5 結(jié)語
(1)埋地PCCP管道的腐蝕是一個多因素綜合
作用的過程，因此，應(yīng)把各種單一措施采取復(fù)合、疊
加等方法綜合使用，才能達到真正防腐目的。
(2)由于PCCP自身具有很強的防腐能力，因此，
在大多數(shù)的環(huán)境情況下，都無須再增加其他的附加
防腐措施。
(3)當埋地PCCP管道在較嚴酷的環(huán)境下需作
附加的防腐措施時，推薦的作法是：采用保護層水
泥砂漿外摻阻銹劑與外表面涂復(fù)環(huán)氧煤焦油瀝青
漆涂層相結(jié)合的措施，且應(yīng)在施工時作好以20-25
節(jié)管(大約100～150m)為一保護單位的電連續(xù)連
接，并在管線運行時定期監(jiān)測管線是否發(fā)生腐蝕。
(4)不推薦在新鋪設(shè)的埋地PCCP管道上立即
采用陰極保護。
(5)建議有關(guān)單位加速對已運行埋地PCCP管
道病害診斷準則與方法的研究，以利于對已發(fā)生銹
蝕的管道及時進行保護。
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收稿日期：2012—5—25
作者簡介：李世龍(1941一)，男，高級工程師。
通訊地址：廣東省深圳市福田區(qū)園嶺花園翠林閣
聯(lián)系電話：13510871941

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