一种pccp管道的双侧交互式阴极保护方法
【专利摘要】本发明属市政给排水领域，尤其涉及一种PCCP管道的双侧交互式阴极保护方法，可应用于长距离输水管道的防腐工程。其为在PCCP管道的单元管段的预应力钢丝下压接两条钢带，并将钢带在所述单元管段的两管端处与钢筒焊接；以1～5节串联排布且连接的所述单元管段为一组重复管段，在每一组重复管段的外部平行于管道的方向上设置一组带状锌阳极，并将所述带状锌阳极与该组重复管段中的各节单元管段进行电连接，将相邻的两组重复管段进行电连接，其中，将任意相邻的两组重复管段外部设置的带状锌阳极对立的排布于管道的两侧，将管道外同一侧的带状锌阳极共线或近似共线的排布。此种方法在达到完整保护PCCP管道的同时，能够有效节约30％工程投资。
【专利说明】—种PCCP管道的双侧交互式阴极保护方法
【技术领域】
[0001]本发明属市政给排水领域，尤其涉及一种PCCP管道的双侧交互式阴极保护方法，可应用于长距离输水管道的防腐工程。
【背景技术】
[0002]阳极材料的铺设分为单侧式和双侧式，有些工程甚至在管道的不同方向分别铺设。南水北调供水管道阴极保护方案参照了利比亚大人工河的做法，平行PCCP管道在管道的上、下、左、右埋设4条带状锌阳极，在管道的钢制构件连接部位，如排气阀井、排空阀井、连通设施、分水口和弯头处，则采用棒状镁阳极，该方案的最大缺点是造价高。
【发明内容】
[0003]为解决现有技术的不足，本发明提供了一种双侧交互式阴极保护的PCCP管道。该种管道在实现完整保护PCCP管道的同时，能够有效节约投资，同时为其他供水管道的防腐提供技术基础。
[0004]一种PCCP管道的双侧交互式阴极保护方法，其为:在PCCP管道的单元重复管段的预应力钢丝下压接两条钢带，并将钢带在所述单元重复管段的两管端处与钢筒焊接；以I?5节串联排布且连接的所述单元重复管段为一组重复管段，在每一组重复管段的外部平行于管道(即所述PCCP管道，以下简称管道)的方向上设置一组带状锌阳极，并将所述带状锌阳极与该组重复管段中的各节单元管段进行电连接，将相邻的两组重复管段进行电连接，以达到电连续性的跨接，对PCCP管道内的钢筒和预应力钢筋进行保护。并且，将任意相邻的两组重复管段外部设置的带状锌阳极排布于管道相对的两侧，将管道外同一侧的带状锌阳极共线或近似共线的排布，即分布在一条直线上，或总体上分布在一条直线的附近。
[0005]优选的，将管道两侧的带状锌阳极与管道的主轴线排布在同一个平面上，或者近似的排布在同一个平面上，即将其排布在一个面上，或总体上排布在一个面的附近。
[0006]优选的，在PCCP管道上还设置有钢制构件，在所述管道与所述钢制构件的连接处，设置棒状锌阳极对所述钢制构件单独进行保护，所述钢制构件为排气阀井、排空阀井、连通设施、分水口或弯头，达到带状与棒状锌合理组合应用。
[0007]优选的，沿管线设置测试点，以随时监测管道腐蚀情况。
[0008]本发明还提供了一种基于以上保护方法的双侧交互式阴极保护的PCCP管道，包括交替排布的第一组重复管段和第二组重复管段，所述第一组重复管段和所述第二组重复管段分别包括I?5节串联排布且连接的单元重复管段，每节单元重复管段由内层到外层依次包括内层混凝土层、钢筒、中层混凝土层、预应力钢丝及外层水泥砂浆保护层，相邻的两组管段间的组间接缝处设置两组组间连接钢片，相邻的两节单元重复管段间的单元间接缝处设置两组单元间连接钢片，其中:
[0009]在所述中层混凝土层与所述预应力钢丝之间还在与管道平行的方向上设置两组钢带，所述钢带与所述预应力钢丝连接，可在制作时将预应力钢丝紧压在所述钢带上，以达到充分的连接，并在单元重复管段的两端处与所述钢筒连接；
[0010]所述组间连接钢片、所述单元间连接钢片连接相邻的两节单元重复管段的所述刚带、预应力钢丝或钢筒；
[0011]在每一段所述的第一组重复管段的外部设置一组带状锌阳极，所有所述的第一组管段旁设的带状锌阳极位于管道外的同侧，且排布与管道平行；在每一段所述的第二组重复管段的外部设置一组带状锌阳极，所有所述的第二组管段旁设的带状锌阳极位于管道外的同侧，且排布与管道平行；所述第一组管段旁设的带状锌阳极与所述第二组管段旁设的带状锌阳极排布于管道相对的两侧；
[0012]每组带状锌阳极分别通过电缆连接与其对应的一组管段两端同侧的两个组间连接钢片，处于同一侧的该组管段两端的两个组间连接钢片和这一组中各个单元重复管段间的单元间连接钢片通过电缆串联。
[0013]平行PCCP管道埋设带状锌阳极，一组管段需要设置一个单元的带状锌阳极。相邻的两组锌带交互设置在管子两侧，从侧视面看为在沿着平行于PCCP管道的方向上上下交替、前后排布。锌带两端通过电缆与对应的管道进行电连接，对PCCP管道内的钢筒和预应力钢筋进行保护。
[0014]优选的，所述各个单元重复管段中的两组钢带以所述管段的主轴线为对称轴对称或近似对称设置；所述组间接缝处设置的两组组间连接钢片以所述管段的主轴线为对称轴对称或近似对称设置，所述单元间接缝处设置两组单元间连接钢片以所述管段的主轴线为对称轴对称或近似对称设置；所述钢带、所述带状锌阳极、所述组间连接钢片及所述单元间连接钢片共面或近似共面。
[0015]优选的，所述第一组重复管段和所述第二组重复管段分别包括5节串联排布且连接的单元重复管段。
[0016]锌带以30m为一个单元，一个单元重复管段为6m。每一组管段包括5个单元重复管段的设置可以很好的适用于行业标准。
[0017]优选的，在所述管道与所述管道外的其他钢制构件的连接处设置棒状锌阳极，所述棒状锌阳极通过电缆连接所述管段的钢筒。
[0018]在管道双侧设置锌带，用于进行牺牲锌阳极法阴极保护，在PCCP管道与钢制构件连接处，如排气阀井、排空阀井、连通设施、分水口和弯头处，设置棒状锌阳极对构建单独进行保护，达到带状与棒状锌合理组合应用。
[0019]优选的，在所述管道的首末端、分支处以及与外部管道的连接处安装两端涂敷环氧树脂的绝缘材料进行电绝缘。
[0020]此外，沿管线设置测试点，可随时监测管道腐蚀情况。
[0021]该阴极保护技术在满足电位准则的要求下，对控制腐蚀起到了作用，同时和双侧平行铺设阳极材料方案相比较，该技术方案能够有效节约近30 %工程投资。
[0022]阴极保护法多用于钢制的均制材料，双侧交互式阴极保护技术在准东供水管线上的运用实践成功证明了 PCCP非匀制管道同样可以施加阴极保护，这对延长管道的使用寿
命有重大意义。
[0023]总体上，本专利则是平行PCCP管道埋设一条带状锌阳极，锌带以30m为一个单元，相邻两锌带交互放在管子两侧，两端通过电缆与对应的管子进行电连接，PCCP管道采用钢制构件连接处，则可不必电连接，按照设计要求采用棒状锌阳极保护。此种方法在达到完整保护PCCP管道的同时，能够有效节约30%工程投资。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为双侧交互式阴极保护的PCCP管道的管段处的结构示意图。
[0025]附图中，各个标号所代表的部件如下:
[0026]1、内层混凝土层，2、钢筒，3、中层混凝土层，4、预应力钢丝，5、外层水泥砂浆保护层，6、钢带，7、组间连接钢片，8、单元间连接钢片，9、带状锌阳极，10、单元重复管段，11、第一组重复管段，12、第二组重复管段，13、单元间接缝处，14、组间接缝处，15、主轴线。
【具体实施方式】
[0027]以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0028]在一个具体的实施方式中，如图1所示，为一种基于本发明所提供的PCCP管道的双侧交互式阴极保护方法的双侧交互式阴极保护的PCCP管道，其包括交替排布且连接的第一组重复管段11和第二组重复管段12，所述第一组重复管段和所述第二组重复管段分别包括5节串联排布且连接的单元重复管段10，每节单元重复管段由内层到外层依次包括内层混凝土层1、钢筒2、中层混凝土层3、预应力钢丝4及外层水泥砂浆保护层5，相邻的两组管段间的组间接缝处14设置两组组间连接钢片7，相邻的两节单元重复管段间的单元间接缝处13设置两组单元间连接钢片8。
[0029]在所述中层混凝土层与所述预应力钢丝之间还在平行管道的方向上设置两组钢带6，所述钢带与所述预应力钢丝压接，并在单元重复管段的两端处与所述钢筒连接；所述组间连接钢片、所述单元间连接钢片连接相邻的两节单元重复管段的所述刚带、预应力钢丝或钢筒。
[0030]在每一段所述的第一组重复管段的外部设置一组带状锌阳极，所有所述的第一组管段旁设的带状锌阳极位于管道外的同侧，且排布与管道平行；在每一段所述的第二组重复管段的外部设置一组带状锌阳极，所有所述的第二组管段旁设的带状锌阳极位于管道外的同侧，且排布与管道平行；所述第一组管段旁设的带状锌阳极与所述第二组管段旁设的带状锌阳极排布于管道相对的两侧。
[0031]每组带状锌阳极分别通过电缆连接与其对应的一组管段两端同侧的两个组间连接钢片，处于同一侧的该组管段两端的两个组间连接钢片和这一组中各个单元重复管段间的单元间连接钢片通过电缆串联。
[0032]其中，所述两组钢带、所述两组带状锌阳极及所述管段两端的接缝处设置的同侧的两组连接钢片以下述方式设置最佳，也即如图1所示:
[0033]所述各个单元重复管段中的两组钢带以所述管段的主轴线为对称轴对称设置。所述组间接缝处设置的两组组间连接钢片以所述管段的主轴线为对称轴对称或近似对称设置，所述单元间接缝处设置两组单元间连接钢片以所述管段的主轴线为对称轴对称设置。所述钢带、所述带状锌阳极、所述组间连接钢片及所述单元间连接钢片共面设置。
[0034]根据GB28724标准要求，预应力混凝土管道(PCCP管)阴极保护时应对预应力钢筋和钢筒进行电连续性连接，同时也保证各节管子的纵向钢筋进行首尾相连，否则保护系统难成回路。以本发明所提供的技术方案，PCCP管在制作中采用了预应力钢丝下压接两条钢带，并将钢带在PCCP管端与钢筒焊接，保证预应力钢筋和钢筒之间阴极保护电流的电连续性。同时，为保证PCCP管之间的电连续性，通过相邻的两条管段间接缝处的连接钢片对每节PCCP管进行电连续性跨接。
[0035]另外，在所述管道与所述管道外的其他钢制构件的连接处设置棒状锌阳极，所述棒状锌阳极通过电缆连接所述管段的钢筒。钢构件处棒状锌阳极施工要求与PCCP管基本相同，电缆与钢管采用铝热焊连接，连接处采用热熔胶防腐绝缘。
[0036]为防止杂散电流的干扰和PCCP管道保护电流的流失，在保护管道的首末端、分支处以及与外部管道的连接处安装绝缘设施进行电绝缘。本发明采用在管子两端涂敷环氧树脂绝缘材料实现。
[0037]同时为保证测试点的日常管理和维护，本发明沿PCCP管线约Ikm间隔的位置上设置一个测试点，测试盒应与(人孔)排气阀井相结合。按新的国家标准(GB/T21448)，阴极保护准则采用极化电位数值为准，本发明采用的是牺牲阳极保护，故采用探头断电法(GB/T21246中5.9条)测量PCCP管的保护电位，并利用探头上的自腐蚀试片(钢筋)测量该处的自然电位。
[0038]需要说明的是，本技术方案主要应用于埋置式预应力钢筒混凝土管，但同样可以应用于内衬式预应力钢筒混凝土管。由于内衬式预应力钢筒混凝土管与埋置式预应力钢筒混凝土管的结构的不同，其钢筒外壁通常直接缠绕环向预应力钢丝，所以可以设置或不设置钢带而达到充分的电连接。
[0039]以上所述仅为本发明的较佳实施方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种PCCP管道的双侧交互式阴极保护方法，其为: 在PCCP管道的单元重复管段的预应力钢丝下压接两条钢带，并将钢带在所述单元重复管段的两管端处与钢筒焊接；以I~5节串联排布且连接的所述单元重复管段为一组重复管段，在每一组重复管段的外部平行于管道的方向上设置一组带状锌阳极，并将所述带状锌阳极与该组重复管段中的各节单元管段进行电连接，将相邻的两组重复管段进行电连接，其中，将任意相邻的两组重复管段外部设置的带状锌阳极排布于管道相对的两侧，将管道外同一侧的带状锌阳极共线或近似共线的排布。
2.根据权利要求1所述的PCCP管道的双侧交互式阴极保护方法，其特征在于:将管道两侧的带状锌阳极与管道的主轴线排布在同一个平面上，或者近似的排布在同一个平面上。
3.根据权利要求1或2所述的PCCP管道的双侧交互式阴极保护方法，其特征在于:在PCCP管道上还设置有钢制构件，在所述管道与所述钢制构件的连接处，设置棒状锌阳极对所述钢制构件单独进行保护，所述钢制构件为排气阀井、排空阀井、连通设施、分水口或弯头。
4.根据权利要求1或2所述的PCCP管道的双侧交互式阴极保护方法，其特征在于:在管道的沿线设置测试点，以随时监测管道腐蚀情况。
5.一种双侧交互式阴极保护的PCCP管道，包括交替排布的第一组重复管段和第二组重复管段，所述第一组重复管段和所述第二组重复管段分别包括I~5节串联排布且连接的单元重复管段，每节单元重复管段由内层到外层依次包括内层混凝土层、钢筒、中层混凝土层、预应力钢丝及外层水泥砂浆保护层，相邻的两组管段间的组间接缝处设置两组组间连接钢片，相邻的两节单元重复管段间的单元间接缝处设置两组单元间连接钢片，其中: 在所述中层混凝土层与所述预应力钢丝之间、还在与管道平行的方向上设置两组钢带，所述钢带与所述预应力钢丝连接，并在单元重复管段的两端处与所述钢筒连接； 所述组间连接钢片、所述单元间连接钢片连接相邻的两节单元重复管段的所述刚带、预应力钢丝或钢筒； 在每一段所述的第一组重复管段的外部设置一组带状锌阳极，所有所述的第一组管段旁设的带状锌阳极位于管道外的同侧，且排布与管道平行；在每一段所述的第二组重复管段的外部设置一组带状锌阳极，所有所述的第二组管段旁设的带状锌阳极位于管道外的同侦U，且排布与管道平行；所述第一组管段旁设的带状锌阳极与所述第二组管段旁设的带状锌阳极排布于管道相对的两侧； 每组带状锌阳极分别通过电缆连接与其对应的一组管段两端同侧的两个组间连接钢片，处于同一侧的该组管段两端的两个组间连接钢片和这一组中各个单元重复管段间的单元间连接钢片通过电缆串联。
6.根据权利要求5所述的双侧交互式阴极保护的PCCP管道，其特征在于: 所述各个单元重复管段中的两组钢带以所述管段的主轴线为对称轴对称或近似对称设置； 所述组间接缝处设置的两组组间连接钢片以所述管段的主轴线为对称轴对称或近似对称设置，所述单元间接缝处设置两组单元间连接钢片以所述管段的主轴线为对称轴对称或近似对称设置；所述钢带、所述带状锌阳极、所述组间连接钢片及所述单元间连接钢片共面或近似共面。
7.根据权利要求5或6所述的双侧交互式阴极保护的PCCP管道，其特征在于:所述第一组重复管段和所述第二组重复管段分别包括5节串联排布且连接的单元重复管段。
8.根据权 利要求5或6所述的双侧交互式阴极保护的PCCP管道，其特征在于:在所述管道与所述管道外的其他钢制构件的连接处设置棒状锌阳极，所述棒状锌阳极通过电缆连接所述管段的钢筒。
9.根据权利要求5或6所述的双侧交互式阴极保护的PCCP管道，其特征在于:在所述管道的首末端、分支处以及与外部管道的连接处安装两端涂敷环氧树脂的绝缘材料进行电绝缘。
【文档编号】C23F13/06GK103982752SQ201410202846
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月14日 优先权日:2014年5月14日
【发明者】王治国, 王洪君, 王庆博, 赵璇, 彭杜娟, 吴晴 申请人:中工武大设计研究有限公司