地下管网的区域性阴极保护方案分析.pdf

随着我国现代化进程的加快，地下管网的建设规模逐渐扩大化，但是从具体的管网运行情况来看，受多方面因素影响，地下管网会出现腐蚀问题，影响管网的稳定运行。针对于这种情况，可以采取合适的区域性阴极保护，提高地下管网的运行稳定性，减少腐蚀的几率。基于此，本文就对地下管网的区域性阴极保护的相关内容进行了较为详细的概述。关键词：地下管网区域性阴极保护中图分类号：TG174.41 文献标识码：A DOI：10.13726/ki.11-2706/tq.2023.06.098.03Analysis of Regional Cathodic Protection Schemes for Underground Pipeline NetworksJI Xiao-liang(International Engineering Division of Daqing Oil Field Engineering Construction Co.,Ltd.Daqing 163000,China)Abstract:With the acceleration of modernization in China,the construction scale of underground pipeline networks is gradually expanding.However,from the specific operation of the pipeline network,due to various factors,corrosion problems may occur in the underground pipeline network,affecting its stable operation.For this situation,appropriate regional cathodic protection can be adopted to improve the operational stability of the underground pipeline network and reduce the probability of corrosion.Based on this,this article provides a detailed overview of the relevant content of regional cathodic protection for underground pipeline networks.Key words:underground pipeline network;regionality;cathodic protection作者简介：纪晓亮(1981)，男，河北保定人，本科，主要研究方向为油田地面工程建设安全管理。0 引言区域性阴极保护技术在地下管网中的应用效果比较好，随着地下管网的分布越来越广，区域性阴极保护技术应用的重要性也愈加重要，从现实情况出发，对区域性阴极保护在地下管网中的应用进行优化1。在区域性阴极保护应用中，比较容易出现失效、欠保护和过保护的问题，对于这些问题，要做好技术优化工作，从保护电流、地床形式、接地系统、数值模拟等方面进行优化，从而有效提高地下管网的区域性阴极保护效果。1 地下管网区域性阴极保护应用现状分析随着我国地下管网的各类建设已经逐步完工，在地下管网运行使用期间，地下管网设备的腐蚀问题日益突出。虽然管网表面有一定的涂层防护，但因为站场内部有很多电力装置，因而造成了大量的杂散电流，从而导致管网的电偶侵蚀。比如，某条管线在投入运营4年后，有12个站点由于电偶侵蚀导致管线失效，而采用区域性阴极防护是解决电偶腐蚀问题的最好办法。针对地下管网，由于站场内的装备数目比较全面腐蚀控制第37卷第07期 2023年07月99经验交流Experience Exchange技术多，管线的构造比较复杂，因此，站场防护措施具有以下五个特点：防护电流的损耗比较大，大多数的防护电流会被不同的接地装置所分散，只有极少数的电流能够有效地防护管线；站场内所有电力设备均设有接地系统，且站场内的金属结构分布比较复杂，排布也比较密，在管线上安装负极保护器时，很可能发生故障；因其埋地的地理位置，这种防护方法难以有效地对全部管线进行防护；站场中的阴极保护系统具有相当高的电流，在防护时，会影响到站场外的阴极保护系统；因站场内有大量的易燃易爆物，因此需要更高要求的阴极保护2。2 地下管网的区域阴极保护技术优化分析2.1 保护电流优化在区域性阴极保护中，保护电流的选取是非常关键的，它将会对保护的效果有很大的影响。目前国内大部分站场采用的是经验法进行保护电流的选取，也就是按照相关规范的要求来选取电流，而国内的阴极保护电流标准设置的规定如表1所示。现行规范中的保护电流，主要用于新管线的站场，而国内一些场站则属补建，其管线防腐性能受到了很大的损害，并且其管线的电阻也有所下降。在对此类管线进行保护时，所需的电流要大得多。而国内一些管线的输送能力比较强，站场内的管线也比较多，管线的结构也比较复杂，由于不同管线的表面状况差异较大，此类站场往往会产生保护电流的分散问题，因而要求较高的电流3。表1 阴极保护电流设定管道电阻率（m2）保护电流密度（A/m2）50001000050100100005000010505000010综合考虑，传统的经验法对保护电流进行选取有很大的缺陷，而用馈电实验法可以很好地克服这一缺点。该方法主要是在站场管线的安全防护体系中，实时监控管网的运行状态，根据监控结果，选择合适的保护电流。利用这种方式，可以对阳极地床的选取和位置进行确定。因而，与传统的经验法相比，采用馈电实验法的效果要更好。但是，在采用这种方法时，如何从馈电结果得到最佳的保护电流值，是一个很重要的问题。2.2 地床形式优化对于区域性阴极保护的地床形态，国内大部分站场均采取了浅埋阳极地床，这种类型的地床浅埋地下15m以内，对设备有很好的防护效果的阳极地床结构，这种方式维护起来比较容易，而且造价也比较便宜。然而，在采用这种类型的地床形式时，存在着一定的问题，主要是受保护范围比较少。由于浅埋阳极地床形式存在的问题，提出了采用柔性阳极形式，图1是常见的柔性阳极。这种地床形式是一种长直型结构，可以按照管线走向进行铺设，避免了不均衡的保护。这种类型的地床具有较大的载流能力，使用寿命较长，经济效益好，更适合于复杂管线和管线数量多的站场。图1 柔性阳极地床示意图2.3 接地系统优化在区域性阴极保护中，接地系统也很关键。通常，站场的地下管网有阴保接地系统和防雷接地系统，这两者都是独立进行的。在阴保接地系统中，通常使用铜材料，它的防腐蚀性能比较好，而且有着良好的导电性。但是，由于其不易被极化，所以采用它会给阴保产生较大的压力。在管线和接地系统之间会形成原电池，加速管网的侵蚀速度。因而，采用铜质材料做地接地系统是不太科学的。针对这种情况，可以在被防护管线和接地系统间设置专门的耦合设备，有效地将接地系统和管线分离开来，避免了原有的单元结构，增设耦合器的接地系TOTAL CORROSION CONTROLVOL.37 No.07 JUL.2023100经验交流Experience Exchange技术统会使其更为合理。此外，还可以在被防护管线和接地系统间加装特殊的极化电池，既能隔绝两种不同的结构，又能保证阴保电流处于标准范围内。目前，这一技术已经在一些发达国家得到了应用，国内也应当加快这一技术的普及。2.4 数值模拟应用区域性的阴极保护系统总体设计，大多依赖于设计人员的工作经验和有关标准规范，但该方法不够规范，这是也是导致站场保护失效、欠保护和过保护等问题的主要因素。对于设计问题，可以通过数值模拟的方式进行评估设计，并将其用于各个方面。在阴极设计中，还必须引入和推广数值模拟技术。利用数值模拟技术，不仅能够对阴保系统进行设计，而且能够对阴保系统运行产生的影响进行评估，使设计程序和设计结论更为科学、合理，从而避免发生阴保失效问题的发生。3 结语区域性阴极保护对于地下管网运行有着重要的作用，因为站场内牵涉的电气类设备比较多样化，管线数量比较多，而且结构相对来说较为复杂，使得区域性阴极保护容易出现一些问题，为此，要结合现实情况进行合理的优化，制定合理的区域性阴极保护方案，从保护电流、地床形式、接地系统、数值模拟等方面进行优化，从而有效提高地下管网的区域性阴极保护效果。参考文献1 易启明,赵东海,张菌.阴极保护技术在埋地天然气管道中的应用J.科协论坛,2018(12).2 安宇,张婉怡,刘红军.站外系统埋地管网强制电流阴极保护技术的应用J.腐蚀科学与防护技术,2019(15).3 关德华,天于,贺建奎.站外系统埋地管网强制电流阴极保护技术的应用分析J.化学工程,2018(2).4 刘必渝,张天爱.站外系统埋地管网强制电流阴极保护技术的应用探讨J.油气储运,2019(32).有效的监测方法，能够及时地发现和排除与化学监督相关的发供电设备隐患，进一步强化质量监控，预防设备锈蚀和油质老化；通过对电气装置中的各种隐患进行检测，以保证其运行的安全性和经济效益，达到延长其工作周期的目的。简化测试包括：电气强度，酸值，水溶性成分，闪点、机械杂质、水分、油离炭等，主要是确定绝缘油中有没有杂质和湿气。油务的层析：油的色谱分析是对正在运转的变压器进行油品组分和含量的测定，通过各种组分和含量来判定是否有潜在的故障和其他特性。3.3 指示仪表监督指示仪表监督是电力系统运行的关键，电气测量仪表是生产中操作人员监控设备的状态的“眼睛”，是检验设备好坏、指导检修和调试的依据。对仪器的总偏差进行测量，确保其精度和性能得到全面的体现。4 结语在这几年发展中，我国经济水平得到了明显的增长，各类工程规模日益扩大化。电气工程作为我国主体工程之一，对于我国社会稳定发展有着重要作用。电气工程建设中，电气设备安装是重要组成成分，电气设备安装是一个阶段性的过程，涉及的操作环节比较多，要考虑到各个方面的因素。电气设备安装要从整体角度出发，做好相关对接工作，对于安装期间存在的问题要重视，采取合适的措施进行解决，确保电气设备安装的有序性，保障工程质量。参考文献1 杨玉芝,张永伟,张菌.电气设备安装工程常见问题分析及解决策略J.机电信息,2018(12).2 张顾问,张婉怡,刘红军.浅谈电气设备安装工程的质量问题J.城市建设理论研究,2019(15).3 邱韩红,天于,贺建奎.电气设备安装工程常见问题探析J.技术与市场,2018(27).（上接第97页）