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不同阴极保护方案在大型站场地下油气管网中的应用与对比

油气站场地下管网错综复杂、金属构筑物众多,各类口径管道大小不一、管件密集、焊口繁多。防腐预工作受设计、工厂化预制、现场施工、材料、环境和温度等因素的影响,不可避免的造成管网防腐质量缺陷多,站场地下管网防腐层出现针孔、鼓包、剥离、脱落导致腐蚀问题很突出。再加之受站场接地网(体)众多、金属构筑物之间的相互影响、保护电流流失情况不确定、经验缺乏等多种因素影响,站场地下管网往往未采用阴极保护或个别站场虽上了阴极保护但效果相差较大。近些年,我们施工过若干长输管道、站场及原油储备库等站场的地下管网阴极保护工程,保护效果参差不齐。

  对站场埋地管网采用柔性阳极保护方案的效果明显优于其他保护方式,而且保护电流相对小,电位也更为均匀。而深井阳极保护方式,从能量平衡和保护电流密度的角度看,深井阳极到被保护体之间有大量金属构筑物(电流吸收体)将保护电流吸收走,使得被保护体得不到保护或完全保护,且保护电流过大。深井阳极与保护体距离不等,被保护设施漏电点多且不均匀,不像长输管道漏电点少且相对均匀。浅埋阳极保护除存在深井阳极类似的问题外(虽没有实例,可以推断),电位不均匀问题可能更显突出,除非阳极床设置分布广、密度高、数量多。牺牲阳极因输出电流小,用于站场埋地管网保护效果很差。

  通过对比分析看出,关键是站场接地网和其他接地金属构筑物对管网阴极保护的影响很大,必须引起足够重视,使其既要符合接地保护的要求又要满足阴极保护的要求。站场特别是大型站场。除考虑上述因素外,还应考虑电位均匀性问题,如采用均压器件、藕合器件,排流器件使整个管网保护电位更加均匀。

  站场特别是大型站场钢制埋地管网阴极保护较长输管道和钢制储罐单独采用阴极保护要复杂的多,应该采用经实践检验成熟且相对经济的保护方案,如柔性阳极和钛阳极带保护方案等,并此基础上不断完善,使其既达到规范规定的保护要求,又节约一次性投资和日后的运行费用的目的。关键是确定保护方案时,根据被保护管网的面积、走向布置、金属构筑物的分布、接地网的设置、与其他相装置的相互影响、管网的防腐结构、土质与环境情况、投资概算等因素进行全面考虑,特别是与工艺、电气、仪表、土建、金属结构等专业沟通协调,把可能影响阴极保护的因素尽可能罗列出来,并根据拟选择的保护方案进行逐个排除,如管网与管网之间的电绝缘、管网与储罐等大型金属构筑物之间的电绝缘、接地极材质与形式、接地网组成、储存与输送介质特性、安全方面的要求等,并由相应专业充分考虑上述因素并采取适宜的措施,最终达到阴极保护系统理想的投运效果,并降低恒电位仪的输出电压与输出电流——节能。

   对于保护面积不大、地下管网相对简单的站场应采用传统辅助阳极(深井或浅埋)是合适的,虽然保护电流相对大一些,且保护电位不均匀性较明显,特别是浅埋辅助阳极方式,但相对简单经济。牺牲阳极保护因输出电流小,且牺牲阳极(组)日后容易演变为特殊接地,所以用于站场就不合适。面积较大、地下管网与构筑物复杂、受接地网和接地金属构筑物影响明显的站场,应采用柔性阳极或难溶性贵金属阳极带保护,同时将接地网也统一进行阴极保护。

  总之,影响站场埋地金属管网阴极保护的因素很多,设计保护方案时,要结合以往项目,在调研、沟通、实测的基础上进行方案评估。施工过程必须严格按规范、设计图纸、产品技术文件进行施工,特别是与土建、安装、电气等专业交叉时要深度沟通协调,把可能产生的问题解决在施工之前,避免日后返工和出现阴极保护投运效果差甚至不能正常投运的现象。

 

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