預應力鋼筒混凝土管PCCP（Prestressed Concrete Cylinder Pipe）是將高強鋼絲的抗拉、混凝土的抗壓和鋼板的防滲有機結合在一起，充分合理利用了材料各自的物理力學特性的高品質的輸水管材。
圖1 PCCP管結構示意圖
美國MP雜志2005年4期發(fā)表了關于利比亞大人工河項目的經驗總結[3]，總結一期工程PCCP建設的經驗教訓，二期工程對PCCP管道防蝕進行了改進。出于降低工程造價的考慮，“大人工河”一期工程按照利比亞方面的要求，只有30％的PCCP做環(huán)氧煤瀝青保護層，沒有全部采用陰極保護，結果導致運行過程中管道被腐蝕而引起爆管，造成嚴重損失。大人工河管理局正在盡力確保所有已經安裝的PCCP管道接受陰極保護，Gerrard 說，“在初次安裝時，根據實際的環(huán)境狀況，一些PCCP管道采用了陰極保護，而另一些沒有”，他解釋說，“為了增加管道的壽命，大人工河管理局隨后決定在所有的管段安裝陰極保護——這意味著他們不得不返工，并在已經埋地的管道上安裝陰極保護。這就是我們目前所從事的”。
美國MP雜志2005年5期介紹了在含氯化物濃度較高的土壤環(huán)境中，如果PCCP為間隔式輸水，則在輸水和停輸交替過程中，PCCP管壁也經歷著濕和干交替循環(huán)。在這種循環(huán)中，土壤中的氯化物會在管道外壁聚集，當管道外壁氯化物達到一定濃度后，便由外向水泥保護層內部滲透，并最終與鋼筋保護膜作用，使PCCP腐蝕[4]。
Pockwock輸水管線運用了陰極保護來阻止上述問題的發(fā)生。Pockwock管線管道直徑為107cm，主要為Halfax市供水。到1985年，管線運行了10年出現了首次開裂事故，緊接著至少又發(fā)生了5次爆管事故。1991年，采用鋅陽極對腐蝕開裂處的管道進行陰極保護。鋅陽極長2m，重3.6kg。鋅陽極包裝在硫酸鹽/膨潤土中，并放入紙筒中。每處安裝兩支鋅陽極，并要求管道間電連續(xù)性跨接。為了防止保護電位過負（負于-975mV），使鋼筋發(fā)生析氫反應，所以選用了鋅陽極。陰極保護投運行，測得需要的保護電流很低（小于200uA/m2），為此在投運初期，部分鋅陽極與管道未連接。
由于鋼筋的成分及冷軋的生產工藝，人們一直認為鋼筋很容易發(fā)生析氫反應。為了改善預應力鋼筋的性能，根據ASTM A227測試方法進行了析氫測試。Lewis從測試結果得出，現有的許多PCCP管道都是采用了易發(fā)生析氫反應的鋼筋，并且有很多關于在輔助陽極地床附近PCCP管道開裂事故的報道。
文獻5對混凝土中鋼的腐蝕機理進行了探討，指出有很多因素能使多孔混凝土里水溶液的鈍化作用發(fā)生改變。當氯離子滲透到加強鋼筋并達到氯離子臨界濃度時，鈍態(tài)膜就被破壞了。在潮濕的混凝土里，甚至在多孔混凝土吸收堿水時也會發(fā)生局部腐蝕。鋼筋混凝土構筑物中，限定氯離子濃度為水泥質量的0.4%，而在預應力混凝土構筑物中，限定氯離子濃度為水泥質量的0.2%。
去鈍化的另一個原因是混凝土的堿度降低所致（即，所吸收水分的pH值降低了）。當混凝土與大氣中的CO2發(fā)生反應而碳化時，就會發(fā)生這種情況。當插入構筑物的鋼質構件上有足夠厚的混凝土覆蓋層時，特別是有致密的、空隙率很低的優(yōu)質混凝土時，碳化作用就無關緊要了。如果混凝土質量很差或者混凝土覆蓋層很薄很少，碳化作用就會滲透到加強鋼筋，最終使它失去鈍性。當氯離子或碳化作用發(fā)生去鈍化時，只有在氧侵入的條件下，潮濕的混凝土中才會有腐蝕危險。當陰極表面積與陽極表面積的比值Sc/Sa很高并且陰極處于良好充氣狀態(tài)下，就會在陽極區(qū)發(fā)生非常高的腐蝕速率。
——上述文字引自胡士信等《預應力鋼筒混凝土管陰極保護》
