【管线科学知识小新浪网】勘探管线THF1基本原理

勘探管线THF1基本原理

冯洪臣

1  管线的腐蚀机理

勘探管线埋地后，防腐层不可避免的存在破损点。由于管线的不同位置，土壤的含水量、含盐量、含氧量浓度不同，导致管线表面各缺陷点位置管地电位存在差异。电位的差异给电流的流动提供了动力。电位偏负的位置，电流从管线流出进入土壤，为阳极；电位偏正的位置，电流从土壤流入管线，为阴极。阳极位置发生腐蚀，阴极位置腐蚀便会减缓。

电子沿金属管线向阴极跑动，正电荷（电流）在电解液中也向阴极游动，但电子跑动速度大于离子游动速度，滞留的正离子便导致阳极电位正向偏移。电位较正的金属得到阳极跑动过来的电子，无法立即被溶液中的正离子消耗，导致电子积压，所以阴极电位负向偏移。电子和正离子都朝阴极方向移动，但所经路径不同，在金属管线中电子导电，在电解液中离子导电，在阴、阳极和电解液接触面氧化还原反应导电。

2  THF1基本原理

THF1的方法是额外增加一个电源，电流从电源流出入土壤后，再从土壤流回到管线表面。使原来的阳极转变成阴极，整条管线都在吸收电流，成为阴极，得到保护。

THF1就是通过平衡金属表面各点的电位，使金属表面都成为阴极而进行腐蚀控制的技术，如图 1所示，管线上原来的阴、阳极都变成了阴极。

图1 管线表面各点对地单位

3  THF1方式

当电流流出金属进入电解液的时候，金属是阳极，会发生腐蚀。如果我们采取措施，让电流始终是流入金属，这时，金属是阴极，将不再腐蚀或腐蚀减缓。

如图 2所示，在没有外部电源时，管线表面存在电位的差异，在电位较负的位置（阳极），电流流出管线，在电解液中流向电位较正的部位（阴极），电位较负的位置为阳极，发生腐蚀。施加外部电流后，外部电流最开始时流向管线表面电位较正的部位（阴极），随着电流的流入，该部位电位负向偏移，从管线阳极部位流过来的电流逐步减小，随着阴极电位的负向偏移，从阳极流过来的电流最后为零。当外部施加的电流足够大时，电流将通过原来金属表面的阴极部位和阳极部位都流入金属管线，金属表面各点都成为吸流点，都成为阴极，得到了THF1。

图2 THF1等效电路

为迫使THF1电流从电解液（土壤）流向管线，使管线成为阴极，主要采用牺牲阳极THF1和外加电流THF1两种方式。

随着技术的进步以及公众对环境的重视，THF1的应用越来越广。从过去的船舶THF1，发展到今天管线、储罐、桥梁、码头等都施加了THF1。该技术的推广，延长了埋地管线等金属设施的使用寿命，为安全运营提供了保障。

（冯洪臣，中国腐蚀与防护学会常务理事，THF1专家、高级工程师。从事THF1教学、设计、安装指导、检测近30年。先后参与印度东气西送、中亚天然气管线、斯里兰卡科伦波油库建设；菲律宾雪弗龙油库、叙利亚输油管线、坦桑尼亚供水管线THF1检测。曾在苏丹、哈萨克斯坦、美国、马来西亚、台湾以及国内举办多期THF1技术培训。）

来源：《管线保护》2019年第5期（总第48期）