一種pccp管道的雙側(cè)交互式陰極保護(hù)方法
【專利摘要】本發(fā)明屬市政給排水領(lǐng)域，尤其涉及一種PCCP管道的雙側(cè)交互式陰極保護(hù)方法，可應(yīng)用于長距離輸水管道的防腐工程。其為在PCCP管道的單元管段的預(yù)應(yīng)力鋼絲下壓接兩條鋼帶，并將鋼帶在所述單元管段的兩管端處與鋼筒焊接；以1～5節(jié)串聯(lián)排布且連接的所述單元管段為一組重復(fù)管段，在每一組重復(fù)管段的外部平行于管道的方向上設(shè)置一組帶狀鋅陽極，并將所述帶狀鋅陽極與該組重復(fù)管段中的各節(jié)單元管段進(jìn)行電連接，將相鄰的兩組重復(fù)管段進(jìn)行電連接，其中，將任意相鄰的兩組重復(fù)管段外部設(shè)置的帶狀鋅陽極對立的排布于管道的兩側(cè)，將管道外同一側(cè)的帶狀鋅陽極共線或近似共線的排布。此種方法在達(dá)到完整保護(hù)PCCP管道的同時，能夠有效節(jié)約30％工程投資。
【專利說明】—種PCCP管道的雙側(cè)交互式陰極保護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬市政給排水領(lǐng)域，尤其涉及一種PCCP管道的雙側(cè)交互式陰極保護(hù)方法，可應(yīng)用于長距離輸水管道的防腐工程。
【背景技術(shù)】
[0002]陽極材料的鋪設(shè)分為單側(cè)式和雙側(cè)式，有些工程甚至在管道的不同方向分別鋪設(shè)。南水北調(diào)供水管道陰極保護(hù)方案參照了利比亞大人工河的做法，平行PCCP管道在管道的上、下、左、右埋設(shè)4條帶狀鋅陽極，在管道的鋼制構(gòu)件連接部位，如排氣閥井、排空閥井、連通設(shè)施、分水口和彎頭處，則采用棒狀鎂陽極，該方案的最大缺點(diǎn)是造價高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種雙側(cè)交互式陰極保護(hù)的PCCP管道。該種管道在實(shí)現(xiàn)完整保護(hù)PCCP管道的同時，能夠有效節(jié)約投資，同時為其他供水管道的防腐提供技術(shù)基礎(chǔ)。
[0004]一種PCCP管道的雙側(cè)交互式陰極保護(hù)方法，其為:在PCCP管道的單元重復(fù)管段的預(yù)應(yīng)力鋼絲下壓接兩條鋼帶，并將鋼帶在所述單元重復(fù)管段的兩管端處與鋼筒焊接；以I?5節(jié)串聯(lián)排布且連接的所述單元重復(fù)管段為一組重復(fù)管段，在每一組重復(fù)管段的外部平行于管道(即所述PCCP管道，以下簡稱管道)的方向上設(shè)置一組帶狀鋅陽極，并將所述帶狀鋅陽極與該組重復(fù)管段中的各節(jié)單元管段進(jìn)行電連接，將相鄰的兩組重復(fù)管段進(jìn)行電連接，以達(dá)到電連續(xù)性的跨接，對PCCP管道內(nèi)的鋼筒和預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行保護(hù)。并且，將任意相鄰的兩組重復(fù)管段外部設(shè)置的帶狀鋅陽極排布于管道相對的兩側(cè)，將管道外同一側(cè)的帶狀鋅陽極共線或近似共線的排布，即分布在一條直線上，或總體上分布在一條直線的附近。
[0005]優(yōu)選的，將管道兩側(cè)的帶狀鋅陽極與管道的主軸線排布在同一個平面上，或者近似的排布在同一個平面上，即將其排布在一個面上，或總體上排布在一個面的附近。
[0006]優(yōu)選的，在PCCP管道上還設(shè)置有鋼制構(gòu)件，在所述管道與所述鋼制構(gòu)件的連接處，設(shè)置棒狀鋅陽極對所述鋼制構(gòu)件單獨(dú)進(jìn)行保護(hù)，所述鋼制構(gòu)件為排氣閥井、排空閥井、連通設(shè)施、分水口或彎頭，達(dá)到帶狀與棒狀鋅合理組合應(yīng)用。
[0007]優(yōu)選的，沿管線設(shè)置測試點(diǎn)，以隨時監(jiān)測管道腐蝕情況。
[0008]本發(fā)明還提供了一種基于以上保護(hù)方法的雙側(cè)交互式陰極保護(hù)的PCCP管道，包括交替排布的第一組重復(fù)管段和第二組重復(fù)管段，所述第一組重復(fù)管段和所述第二組重復(fù)管段分別包括I?5節(jié)串聯(lián)排布且連接的單元重復(fù)管段，每節(jié)單元重復(fù)管段由內(nèi)層到外層依次包括內(nèi)層混凝土層、鋼筒、中層混凝土層、預(yù)應(yīng)力鋼絲及外層水泥砂漿保護(hù)層，相鄰的兩組管段間的組間接縫處設(shè)置兩組組間連接鋼片，相鄰的兩節(jié)單元重復(fù)管段間的單元間接縫處設(shè)置兩組單元間連接鋼片，其中:
[0009]在所述中層混凝土層與所述預(yù)應(yīng)力鋼絲之間還在與管道平行的方向上設(shè)置兩組鋼帶，所述鋼帶與所述預(yù)應(yīng)力鋼絲連接，可在制作時將預(yù)應(yīng)力鋼絲緊壓在所述鋼帶上，以達(dá)到充分的連接，并在單元重復(fù)管段的兩端處與所述鋼筒連接；
[0010]所述組間連接鋼片、所述單元間連接鋼片連接相鄰的兩節(jié)單元重復(fù)管段的所述剛帶、預(yù)應(yīng)力鋼絲或鋼筒；
[0011]在每一段所述的第一組重復(fù)管段的外部設(shè)置一組帶狀鋅陽極，所有所述的第一組管段旁設(shè)的帶狀鋅陽極位于管道外的同側(cè)，且排布與管道平行；在每一段所述的第二組重復(fù)管段的外部設(shè)置一組帶狀鋅陽極，所有所述的第二組管段旁設(shè)的帶狀鋅陽極位于管道外的同側(cè)，且排布與管道平行；所述第一組管段旁設(shè)的帶狀鋅陽極與所述第二組管段旁設(shè)的帶狀鋅陽極排布于管道相對的兩側(cè)；
[0012]每組帶狀鋅陽極分別通過電纜連接與其對應(yīng)的一組管段兩端同側(cè)的兩個組間連接鋼片，處于同一側(cè)的該組管段兩端的兩個組間連接鋼片和這一組中各個單元重復(fù)管段間的單元間連接鋼片通過電纜串聯(lián)。
[0013]平行PCCP管道埋設(shè)帶狀鋅陽極，一組管段需要設(shè)置一個單元的帶狀鋅陽極。相鄰的兩組鋅帶交互設(shè)置在管子兩側(cè)，從側(cè)視面看為在沿著平行于PCCP管道的方向上上下交替、前后排布。鋅帶兩端通過電纜與對應(yīng)的管道進(jìn)行電連接，對PCCP管道內(nèi)的鋼筒和預(yù)應(yīng)力鋼筋進(jìn)行保護(hù)。
[0014]優(yōu)選的，所述各個單元重復(fù)管段中的兩組鋼帶以所述管段的主軸線為對稱軸對稱或近似對稱設(shè)置；所述組間接縫處設(shè)置的兩組組間連接鋼片以所述管段的主軸線為對稱軸對稱或近似對稱設(shè)置，所述單元間接縫處設(shè)置兩組單元間連接鋼片以所述管段的主軸線為對稱軸對稱或近似對稱設(shè)置；所述鋼帶、所述帶狀鋅陽極、所述組間連接鋼片及所述單元間連接鋼片共面或近似共面。
[0015]優(yōu)選的，所述第一組重復(fù)管段和所述第二組重復(fù)管段分別包括5節(jié)串聯(lián)排布且連接的單元重復(fù)管段。
[0016]鋅帶以30m為一個單元，一個單元重復(fù)管段為6m。每一組管段包括5個單元重復(fù)管段的設(shè)置可以很好的適用于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
[0017]優(yōu)選的，在所述管道與所述管道外的其他鋼制構(gòu)件的連接處設(shè)置棒狀鋅陽極，所述棒狀鋅陽極通過電纜連接所述管段的鋼筒。
[0018]在管道雙側(cè)設(shè)置鋅帶，用于進(jìn)行犧牲鋅陽極法陰極保護(hù)，在PCCP管道與鋼制構(gòu)件連接處，如排氣閥井、排空閥井、連通設(shè)施、分水口和彎頭處，設(shè)置棒狀鋅陽極對構(gòu)建單獨(dú)進(jìn)行保護(hù)，達(dá)到帶狀與棒狀鋅合理組合應(yīng)用。
[0019]優(yōu)選的，在所述管道的首末端、分支處以及與外部管道的連接處安裝兩端涂敷環(huán)氧樹脂的絕緣材料進(jìn)行電絕緣。
[0020]此外，沿管線設(shè)置測試點(diǎn)，可隨時監(jiān)測管道腐蝕情況。
[0021]該陰極保護(hù)技術(shù)在滿足電位準(zhǔn)則的要求下，對控制腐蝕起到了作用，同時和雙側(cè)平行鋪設(shè)陽極材料方案相比較，該技術(shù)方案能夠有效節(jié)約近30 %工程投資。
[0022]陰極保護(hù)法多用于鋼制的均制材料，雙側(cè)交互式陰極保護(hù)技術(shù)在準(zhǔn)東供水管線上的運(yùn)用實(shí)踐成功證明了 PCCP非勻制管道同樣可以施加陰極保護(hù)，這對延長管道的使用壽
命有重大意義。
[0023]總體上，本專利則是平行PCCP管道埋設(shè)一條帶狀鋅陽極，鋅帶以30m為一個單元，相鄰兩鋅帶交互放在管子兩側(cè)，兩端通過電纜與對應(yīng)的管子進(jìn)行電連接，PCCP管道采用鋼制構(gòu)件連接處，則可不必電連接，按照設(shè)計(jì)要求采用棒狀鋅陽極保護(hù)。此種方法在達(dá)到完整保護(hù)PCCP管道的同時，能夠有效節(jié)約30%工程投資。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1為雙側(cè)交互式陰極保護(hù)的PCCP管道的管段處的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]附圖中，各個標(biāo)號所代表的部件如下:
[0026]1、內(nèi)層混凝土層，2、鋼筒，3、中層混凝土層，4、預(yù)應(yīng)力鋼絲，5、外層水泥砂漿保護(hù)層，6、鋼帶，7、組間連接鋼片，8、單元間連接鋼片，9、帶狀鋅陽極，10、單元重復(fù)管段，11、第一組重復(fù)管段，12、第二組重復(fù)管段，13、單元間接縫處，14、組間接縫處，15、主軸線。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0028]在一個具體的實(shí)施方式中，如圖1所示，為一種基于本發(fā)明所提供的PCCP管道的雙側(cè)交互式陰極保護(hù)方法的雙側(cè)交互式陰極保護(hù)的PCCP管道，其包括交替排布且連接的第一組重復(fù)管段11和第二組重復(fù)管段12，所述第一組重復(fù)管段和所述第二組重復(fù)管段分別包括5節(jié)串聯(lián)排布且連接的單元重復(fù)管段10，每節(jié)單元重復(fù)管段由內(nèi)層到外層依次包括內(nèi)層混凝土層1、鋼筒2、中層混凝土層3、預(yù)應(yīng)力鋼絲4及外層水泥砂漿保護(hù)層5，相鄰的兩組管段間的組間接縫處14設(shè)置兩組組間連接鋼片7，相鄰的兩節(jié)單元重復(fù)管段間的單元間接縫處13設(shè)置兩組單元間連接鋼片8。
[0029]在所述中層混凝土層與所述預(yù)應(yīng)力鋼絲之間還在平行管道的方向上設(shè)置兩組鋼帶6，所述鋼帶與所述預(yù)應(yīng)力鋼絲壓接，并在單元重復(fù)管段的兩端處與所述鋼筒連接；所述組間連接鋼片、所述單元間連接鋼片連接相鄰的兩節(jié)單元重復(fù)管段的所述剛帶、預(yù)應(yīng)力鋼絲或鋼筒。
[0030]在每一段所述的第一組重復(fù)管段的外部設(shè)置一組帶狀鋅陽極，所有所述的第一組管段旁設(shè)的帶狀鋅陽極位于管道外的同側(cè)，且排布與管道平行；在每一段所述的第二組重復(fù)管段的外部設(shè)置一組帶狀鋅陽極，所有所述的第二組管段旁設(shè)的帶狀鋅陽極位于管道外的同側(cè)，且排布與管道平行；所述第一組管段旁設(shè)的帶狀鋅陽極與所述第二組管段旁設(shè)的帶狀鋅陽極排布于管道相對的兩側(cè)。
[0031]每組帶狀鋅陽極分別通過電纜連接與其對應(yīng)的一組管段兩端同側(cè)的兩個組間連接鋼片，處于同一側(cè)的該組管段兩端的兩個組間連接鋼片和這一組中各個單元重復(fù)管段間的單元間連接鋼片通過電纜串聯(lián)。
[0032]其中，所述兩組鋼帶、所述兩組帶狀鋅陽極及所述管段兩端的接縫處設(shè)置的同側(cè)的兩組連接鋼片以下述方式設(shè)置最佳，也即如圖1所示:
[0033]所述各個單元重復(fù)管段中的兩組鋼帶以所述管段的主軸線為對稱軸對稱設(shè)置。所述組間接縫處設(shè)置的兩組組間連接鋼片以所述管段的主軸線為對稱軸對稱或近似對稱設(shè)置，所述單元間接縫處設(shè)置兩組單元間連接鋼片以所述管段的主軸線為對稱軸對稱設(shè)置。所述鋼帶、所述帶狀鋅陽極、所述組間連接鋼片及所述單元間連接鋼片共面設(shè)置。
[0034]根據(jù)GB28724標(biāo)準(zhǔn)要求，預(yù)應(yīng)力混凝土管道(PCCP管)陰極保護(hù)時應(yīng)對預(yù)應(yīng)力鋼筋和鋼筒進(jìn)行電連續(xù)性連接，同時也保證各節(jié)管子的縱向鋼筋進(jìn)行首尾相連，否則保護(hù)系統(tǒng)難成回路。以本發(fā)明所提供的技術(shù)方案，PCCP管在制作中采用了預(yù)應(yīng)力鋼絲下壓接兩條鋼帶，并將鋼帶在PCCP管端與鋼筒焊接，保證預(yù)應(yīng)力鋼筋和鋼筒之間陰極保護(hù)電流的電連續(xù)性。同時，為保證PCCP管之間的電連續(xù)性，通過相鄰的兩條管段間接縫處的連接鋼片對每節(jié)PCCP管進(jìn)行電連續(xù)性跨接。
[0035]另外，在所述管道與所述管道外的其他鋼制構(gòu)件的連接處設(shè)置棒狀鋅陽極，所述棒狀鋅陽極通過電纜連接所述管段的鋼筒。鋼構(gòu)件處棒狀鋅陽極施工要求與PCCP管基本相同，電纜與鋼管采用鋁熱焊連接，連接處采用熱熔膠防腐絕緣。
[0036]為防止雜散電流的干擾和PCCP管道保護(hù)電流的流失，在保護(hù)管道的首末端、分支處以及與外部管道的連接處安裝絕緣設(shè)施進(jìn)行電絕緣。本發(fā)明采用在管子兩端涂敷環(huán)氧樹脂絕緣材料實(shí)現(xiàn)。
[0037]同時為保證測試點(diǎn)的日常管理和維護(hù)，本發(fā)明沿PCCP管線約Ikm間隔的位置上設(shè)置一個測試點(diǎn)，測試盒應(yīng)與(人孔)排氣閥井相結(jié)合。按新的國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T21448)，陰極保護(hù)準(zhǔn)則采用極化電位數(shù)值為準(zhǔn)，本發(fā)明采用的是犧牲陽極保護(hù)，故采用探頭斷電法(GB/T21246中5.9條)測量PCCP管的保護(hù)電位，并利用探頭上的自腐蝕試片(鋼筋)測量該處的自然電位。
[0038]需要說明的是，本技術(shù)方案主要應(yīng)用于埋置式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管，但同樣可以應(yīng)用于內(nèi)襯式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管。由于內(nèi)襯式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管與埋置式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管的結(jié)構(gòu)的不同，其鋼筒外壁通常直接纏繞環(huán)向預(yù)應(yīng)力鋼絲，所以可以設(shè)置或不設(shè)置鋼帶而達(dá)到充分的電連接。
[0039]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種PCCP管道的雙側(cè)交互式陰極保護(hù)方法，其為: 在PCCP管道的單元重復(fù)管段的預(yù)應(yīng)力鋼絲下壓接兩條鋼帶，并將鋼帶在所述單元重復(fù)管段的兩管端處與鋼筒焊接；以I~5節(jié)串聯(lián)排布且連接的所述單元重復(fù)管段為一組重復(fù)管段，在每一組重復(fù)管段的外部平行于管道的方向上設(shè)置一組帶狀鋅陽極，并將所述帶狀鋅陽極與該組重復(fù)管段中的各節(jié)單元管段進(jìn)行電連接，將相鄰的兩組重復(fù)管段進(jìn)行電連接，其中，將任意相鄰的兩組重復(fù)管段外部設(shè)置的帶狀鋅陽極排布于管道相對的兩側(cè)，將管道外同一側(cè)的帶狀鋅陽極共線或近似共線的排布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的PCCP管道的雙側(cè)交互式陰極保護(hù)方法，其特征在于:將管道兩側(cè)的帶狀鋅陽極與管道的主軸線排布在同一個平面上，或者近似的排布在同一個平面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的PCCP管道的雙側(cè)交互式陰極保護(hù)方法，其特征在于:在PCCP管道上還設(shè)置有鋼制構(gòu)件，在所述管道與所述鋼制構(gòu)件的連接處，設(shè)置棒狀鋅陽極對所述鋼制構(gòu)件單獨(dú)進(jìn)行保護(hù)，所述鋼制構(gòu)件為排氣閥井、排空閥井、連通設(shè)施、分水口或彎頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的PCCP管道的雙側(cè)交互式陰極保護(hù)方法，其特征在于:在管道的沿線設(shè)置測試點(diǎn)，以隨時監(jiān)測管道腐蝕情況。
5.一種雙側(cè)交互式陰極保護(hù)的PCCP管道，包括交替排布的第一組重復(fù)管段和第二組重復(fù)管段，所述第一組重復(fù)管段和所述第二組重復(fù)管段分別包括I~5節(jié)串聯(lián)排布且連接的單元重復(fù)管段，每節(jié)單元重復(fù)管段由內(nèi)層到外層依次包括內(nèi)層混凝土層、鋼筒、中層混凝土層、預(yù)應(yīng)力鋼絲及外層水泥砂漿保護(hù)層，相鄰的兩組管段間的組間接縫處設(shè)置兩組組間連接鋼片，相鄰的兩節(jié)單元重復(fù)管段間的單元間接縫處設(shè)置兩組單元間連接鋼片，其中: 在所述中層混凝土層與所述預(yù)應(yīng)力鋼絲之間、還在與管道平行的方向上設(shè)置兩組鋼帶，所述鋼帶與所述預(yù)應(yīng)力鋼絲連接，并在單元重復(fù)管段的兩端處與所述鋼筒連接； 所述組間連接鋼片、所述單元間連接鋼片連接相鄰的兩節(jié)單元重復(fù)管段的所述剛帶、預(yù)應(yīng)力鋼絲或鋼筒； 在每一段所述的第一組重復(fù)管段的外部設(shè)置一組帶狀鋅陽極，所有所述的第一組管段旁設(shè)的帶狀鋅陽極位于管道外的同側(cè)，且排布與管道平行；在每一段所述的第二組重復(fù)管段的外部設(shè)置一組帶狀鋅陽極，所有所述的第二組管段旁設(shè)的帶狀鋅陽極位于管道外的同偵U，且排布與管道平行；所述第一組管段旁設(shè)的帶狀鋅陽極與所述第二組管段旁設(shè)的帶狀鋅陽極排布于管道相對的兩側(cè)； 每組帶狀鋅陽極分別通過電纜連接與其對應(yīng)的一組管段兩端同側(cè)的兩個組間連接鋼片，處于同一側(cè)的該組管段兩端的兩個組間連接鋼片和這一組中各個單元重復(fù)管段間的單元間連接鋼片通過電纜串聯(lián)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙側(cè)交互式陰極保護(hù)的PCCP管道，其特征在于: 所述各個單元重復(fù)管段中的兩組鋼帶以所述管段的主軸線為對稱軸對稱或近似對稱設(shè)置； 所述組間接縫處設(shè)置的兩組組間連接鋼片以所述管段的主軸線為對稱軸對稱或近似對稱設(shè)置，所述單元間接縫處設(shè)置兩組單元間連接鋼片以所述管段的主軸線為對稱軸對稱或近似對稱設(shè)置；所述鋼帶、所述帶狀鋅陽極、所述組間連接鋼片及所述單元間連接鋼片共面或近似共面。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的雙側(cè)交互式陰極保護(hù)的PCCP管道，其特征在于:所述第一組重復(fù)管段和所述第二組重復(fù)管段分別包括5節(jié)串聯(lián)排布且連接的單元重復(fù)管段。
8.根據(jù)權(quán) 利要求5或6所述的雙側(cè)交互式陰極保護(hù)的PCCP管道，其特征在于:在所述管道與所述管道外的其他鋼制構(gòu)件的連接處設(shè)置棒狀鋅陽極，所述棒狀鋅陽極通過電纜連接所述管段的鋼筒。
9.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的雙側(cè)交互式陰極保護(hù)的PCCP管道，其特征在于:在所述管道的首末端、分支處以及與外部管道的連接處安裝兩端涂敷環(huán)氧樹脂的絕緣材料進(jìn)行電絕緣。
【文檔編號】C23F13/06GK103982752SQ201410202846
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月14日
【發(fā)明者】王治國, 王洪君, 王慶博, 趙璇, 彭杜娟, 吳晴 申請人:中工武大設(shè)計(jì)研究有限公司