豎井陰極保護施工

李曉鳳

中石化第十建設有限公司 山東青島 266555

1 洞庫豎井的概況

黃島國家石油儲備地下水封洞庫工程原油洞罐，每組洞罐包含一個進油豎井和一個出油豎井。豎井密封塞上部充水，正常水位為密封塞以上30m～40m或更高。洞室底部有0.5m高水墊層。豎井內的所有鋼質材料，均需要陰極保護。豎井深150m，密封塞位于離地面負120m深處。

豎井陰極保護系統由密封塞之下管道結構的犧牲陽極保護和密封塞之上管道結構的外加電流保護結合組成。

2 犧牲陽極的安裝

2.1 犧牲陽極概述

本項目選用鋁-鋅-銦-鎘犧牲陽極，陽極規格為1400mm×(60+80)mm×65mm。陽極塊數量依據設計壽命、油水電阻率、保護面積、保護電流密度、保護電位以及備用系數計算而得。按照要求陽極塊均勻分布在被保護的管道外壁，安裝位置位于-120m～-150m 之間。直徑5m 的豎井內分布從Ф914×25.4到Ф114的大小不等的11根管道。空間的狹小，給陽極塊的安裝帶來難度。

2.2 犧牲陽極安裝步驟

犧牲陽極為支架式安裝，陽極兩端的陽極鐵芯焊接在管道壁上，根據陽極塊分布圖，在管道壁上劃線、確定陽極位置，對焊點的位置實施人工除漆、除銹，焊接要求陽極鐵芯于管道間焊縫長度不小于10cm，且保證焊接牢固，確保回路系統導電性能良好。焊后清理焊渣，并在焊口處補涂防腐覆蓋層，其防腐要求不低于管道防腐覆蓋層要求。為了提高施工效率減少井內施工量，陽極塊盡量在管道吊裝之前安裝，如此管道陽極塊的安裝還要考慮管道的吊裝問題，確保陽極塊的位置不妨礙吊裝加強支架的安裝。

2.3 在犧牲陽極安裝中的創新

陰極保護按照專業分類在防腐冊；圖紙出在管道工藝配套內；項目上施工時見有恒電位儀控制柜、電纜等的施工材料一般劃分到強電或弱點專業施工。犧牲陽極塊安裝要緊隨管道的施工計劃時間安裝，要在管道吊裝下井前焊接在管道外壁上，而兩個專業的施工人員之間的配合無法達到無縫銜接。預留施工人員等待安裝陽極塊的時機就會造成浪費人工的情況，并且同時要管道施工人員給陽極塊安裝預留時間來安裝陽極塊，這樣會影響管道施工的整體進度的推進和造成大型吊車的閑置時間。

因此，本項目將陽極塊的安裝工作轉交給管道施工人員。安裝前給管道施工人員做好施工交底工作，安裝后下井前做好施工質量檢查工作，確保數量、質量符合要求。當然這部分的費用相應地也劃到管道施工方面。這樣的調整給豎井管道的施工計劃節約了時間和不必要的人力、機械的浪費和閑置，同時管道施工人員也能很好地穿插安裝陽極塊的時間，一舉兩得。圖1為管道外壁上陽極塊安裝的安裝示意。

3 外加電流保護

洞庫豎井內管道和鋼結構采用外加電流陰極保護，主要包括恒電位儀、防爆接線箱、測試樁、MMO陽極、參比電極、陰/陽極電纜、測試電纜等。恒電位儀、防爆接線箱以及陰保測試樁安裝在豎井地面上，安裝要牢固，位置、高度要方便操作。

電纜走向是2根陽極電纜，2根陰極電纜經防爆接線箱各匯流1根至恒電位儀，零位電纜經防爆接線箱至恒電位儀，2根參比電纜經防爆接線箱1根至恒電位儀，1根至測試樁。

圖1 管道外壁上陽極塊安裝示意

封塞之上的管道垂直方向每間隔10m一個H鋼制作的導向支架，導向支架的陰極保護是利用16mm2跨接電纜螺栓固定連接導向支架和豎井內管道，導向支架和就近的管道上焊接帶孔50×70mm預制片，每層導向支架安裝至少2個跨接電纜。預制片焊接后要進行與結構相同的防腐處理。

MMO混合金屬氧化物陽極一組3個串接，每個間隔2m的距離采用電纜連接，共2組與ZFS-YJV320.6/1kV 1×25mm2電纜熔接成一個整體懸掛在豎井內，選用聚乙烯吊繩懸掛分開布置，吊繩下掛配重塊，一方面是為了減輕電纜上的受力，二是為了日后維護更換方便，懸掛繩在井口H型鋼上使用特制的卡件固定。

銀/氯化銀參比電極電纜ZFS-YJV32 0.6/1kV 1*10mm2電纜固定在一起，兩組參比電極深入井內的高度有個6m的差，借助聚乙烯吊繩懸掛在井口，與MMO陽極電纜一樣引出井口到防爆接線箱內。

兩個陰極電纜從井口管道上焊接的預制片引出，零位也從其中1個管道的預制片上壓接引出，整個的外加電流陰保就形成了一個完整的陰極保護系統。

安裝以上這部分時，MMO陽極、銀/氯化銀參比電極都要保證豎直方向，最上面一個要在埋沒在封塞之上的水中，并且要在灌水后再投入使用。

4 系統調試

在現場犧牲陽極塊、外加電流部分、恒電位儀控制柜安裝就位后，開始上電調試，運行模式首選恒電位模式，次之恒電流模式，第三恒電壓模式，給定模式后在量程范圍內進行調節，超過量程范圍不與保存，設定好后此系統正式投入使用狀態。在單機工作中，出現電位誤差故障報警或超電位、欠電位故障報警時，恒電位狀態自動轉換為恒電流狀態，并輸出聲光報警，需要對系統進行檢查維護。

在豎井內管道及鋼結構的陰極保護施工中，施工工期受管道及結構安裝的進度牽制，施工過程無法連續性，要時刻關注施工進展，穿插施工，給施工帶來一定的不便。為了防止因施工工期的不連續性引起的人、材、機械的閑置，需在前期選擇專業施工人員時遵循就近原則；施工過程中要隨時了解現場的進度，隨時跟進施工；隱蔽工程的共檢要及時；工程完成后的投用條件要滿足，方能使陰極保護系統正常安穩的投入運行。