站場(chǎng)內(nèi)埋地管道區(qū)域性陰極保護(hù)技術(shù)優(yōu)化與應(yīng)用

王濱

摘要：據(jù)統(tǒng)計(jì)，管道溢流事故的67%發(fā)生在油氣管道站區(qū)，其中22%是由于腐蝕導(dǎo)致。隨著場(chǎng)站運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)、輸油壓力增加，場(chǎng)站內(nèi)埋地管道因腐蝕而導(dǎo)致事故的風(fēng)險(xiǎn)也越來越大。基于此，本文主要對(duì)站場(chǎng)內(nèi)埋地管道區(qū)域性陰極保護(hù)技術(shù)優(yōu)化與應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：站場(chǎng)內(nèi)埋地管道;區(qū)域性;陰極保護(hù);技術(shù)優(yōu)化

引言

針對(duì)輸油站場(chǎng)內(nèi)埋地管道的區(qū)域性保護(hù)技術(shù)應(yīng)用問題，結(jié)合中國區(qū)域性陰極保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用情況，對(duì)目前該種技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行深入分析，在此基礎(chǔ)上，提出合理的優(yōu)化措施。研究表明：目前我國區(qū)域性陰極保護(hù)技術(shù)應(yīng)用相對(duì)較廣，但是在應(yīng)用的過程中，會(huì)出現(xiàn)失效、欠保護(hù)以及過保護(hù)等問題。

1管道腐蝕檢測(cè)過程分析

管道的腐蝕監(jiān)測(cè)核心思想在于掌握全線管道的“陰極保護(hù)狀態(tài)”，評(píng)價(jià)“陰極保護(hù)狀態(tài)”的指標(biāo)一般包括“陰極極化電位”和“雜散電流對(duì)陰極保護(hù)電位的干擾程度”。“評(píng)價(jià)指標(biāo)”旨在完善對(duì)管道全線的保護(hù)覆蓋以及減小或消除區(qū)段雜散電流對(duì)陰保系統(tǒng)的干擾，保證外加電流陰極保護(hù)的防腐蝕效果。在外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)施工完成后，由工程人員對(duì)全線金屬管道防腐蝕層進(jìn)行“陰極保護(hù)狀態(tài)測(cè)試”，主要包括陰極保護(hù)電位測(cè)試、雜散電流檢測(cè)、防腐蝕層缺陷點(diǎn)檢測(cè)和防腐蝕層絕緣電阻測(cè)試，測(cè)試主要針對(duì)管道缺陷處。在確保缺陷處“陰極保護(hù)狀態(tài)”良好后，對(duì)全線管道進(jìn)行整體測(cè)試，根據(jù)測(cè)試結(jié)果調(diào)整陰保站控制系統(tǒng)參數(shù)，反復(fù)調(diào)試，直至達(dá)到保護(hù)要求。對(duì)服役中的埋地管道進(jìn)行腐蝕檢測(cè)，能夠有效預(yù)防管道保護(hù)層的腐蝕以及欠保護(hù)或過保護(hù)狀態(tài)，降低管道因腐蝕產(chǎn)生裂縫的機(jī)率，提高工程質(zhì)量。

由于管道中犧牲陽極保護(hù)的存在，在陽極不斷消耗的過程中，電阻率和管段壓降會(huì)隨之變化，可能導(dǎo)致缺陷處極化電位超出允許范圍，造成部分區(qū)段欠保護(hù)或過保護(hù)。為了避免因陽極消耗造成陰極保護(hù)失效，在陽極更換周期內(nèi)，工程人員應(yīng)定期檢測(cè)各缺陷點(diǎn)處的保護(hù)狀態(tài)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果重新調(diào)整陰極保護(hù)參數(shù)，將各區(qū)段極化電位維持在最優(yōu)區(qū)間，從而達(dá)到新的保護(hù)平衡態(tài)。

2站場(chǎng)內(nèi)埋地管道區(qū)域性陰極保護(hù)技術(shù)優(yōu)化與應(yīng)用

2.1保護(hù)電流優(yōu)化

對(duì)于區(qū)域性陰極保護(hù)而言，保護(hù)電流的選擇十分重要，將直接對(duì)保護(hù)效果產(chǎn)生影響。目前，我國大多數(shù)站場(chǎng)內(nèi)保護(hù)電流的選擇都是通過經(jīng)驗(yàn)法獲取，即根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容進(jìn)行電流選擇。標(biāo)準(zhǔn)中的保護(hù)電流主要針對(duì)的是新建管道站場(chǎng)，但是我國部分管道站場(chǎng)屬于補(bǔ)建，這些站場(chǎng)內(nèi)的管道防腐層破壞十分嚴(yán)重，其管道的電阻也有降低，在對(duì)這種類型的管道進(jìn)行保護(hù)的過程中，所需要的電流更大。另一方面，我國部分管道的輸量較大，站場(chǎng)內(nèi)的設(shè)備更多，站場(chǎng)內(nèi)管道的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，不同管道之間表面情況存在差距，這種類型的站場(chǎng)容易出現(xiàn)保護(hù)電流流散問題，因此，其所需要的電流更大。采用經(jīng)驗(yàn)法選擇保護(hù)電流存在較大的弊端，而饋電實(shí)驗(yàn)法可以很好的解決該問題。區(qū)域性陰極保護(hù)系統(tǒng)電流流入外輸管道的通電點(diǎn)處，通電點(diǎn)處電位負(fù)移。為使外輸管線通電點(diǎn)處達(dá)到恒電位儀給定電位，恒電位儀將自動(dòng)減少輸出電流，保護(hù)距離縮短，造成遠(yuǎn)端埋地管道未得到保護(hù);站內(nèi)區(qū)域性陰極保護(hù)系統(tǒng)電流由站外管線通電點(diǎn)處流出，通電點(diǎn)處電位較正，恒電位儀將自動(dòng)增大輸出電流使該點(diǎn)電位達(dá)到給定電位，有可能使通電點(diǎn)附近管道過保護(hù)，造成防腐蝕層剝離屏蔽，發(fā)生腐蝕。因此，在實(shí)際工程中，應(yīng)區(qū)別2種不同的干擾情況，采用恰當(dāng)?shù)姆绞綔p緩干擾。

2.2在套管位置對(duì)犧牲陽極裝置進(jìn)行加設(shè)

對(duì)于輸油站場(chǎng)增加管道而言，一般會(huì)穿越大中型公路，在穿越時(shí)可能采用套管的方式。在套管的位置，其腐蝕程度相對(duì)是比較嚴(yán)重的，因此在使用前期就應(yīng)該采取很好的應(yīng)對(duì)措施。比較常見的及方法就是在套管內(nèi)部設(shè)置三層PE防腐層。通過對(duì)輸油站場(chǎng)增加管道采取增加套管的保護(hù)方式，可以對(duì)管道起到一定的屏蔽作用，這樣陰極保護(hù)電流對(duì)套管內(nèi)部的腐蝕程度就會(huì)大幅度增加上去，因此這是陰極保護(hù)過程中比較薄弱的一個(gè)環(huán)節(jié)。為了更好地對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行解決，可以在套管內(nèi)添加犧牲陽極保護(hù)裝置，這樣在套管內(nèi)部就會(huì)形成一層防腐層，一旦有腐蝕性物質(zhì)進(jìn)入到套管之內(nèi)，可以通過犧牲陽極的方法在腐蝕層的缺陷位置對(duì)保護(hù)電流進(jìn)行提供，從而可以非常有效的對(duì)輸油站場(chǎng)增加管道進(jìn)行保護(hù)，確保輸油站場(chǎng)增加管道不會(huì)受到腐蝕，將輸油站場(chǎng)增加管道的使用壽命增加上去，進(jìn)而對(duì)輸油站場(chǎng)增加管道進(jìn)行很好的陰極保護(hù)。

2.3接地系統(tǒng)優(yōu)化

對(duì)于區(qū)域性陰極保護(hù)而言，接地系統(tǒng)也十分重要。一般情況下，站場(chǎng)內(nèi)分布有陰保接地系統(tǒng)和防雷接地系統(tǒng)，兩者都是單獨(dú)設(shè)計(jì)和施工建設(shè)。對(duì)于陰保接地系統(tǒng)而言，大多數(shù)情況下都是采用的銅材料，這種類型的材料具有很強(qiáng)的耐腐蝕性，且導(dǎo)電能力相對(duì)較好，但這種材料難以被極化，因此，使用該材料會(huì)對(duì)陰保產(chǎn)生較大負(fù)擔(dān)。同時(shí)，管道與接地系統(tǒng)之間會(huì)形成原電池，加快管道的腐蝕速率。因此，使用銅材料作為接地系統(tǒng)的方法并不十分科學(xué)。對(duì)此，可以在接地系統(tǒng)與被保護(hù)管道之間安裝特定的去耦合裝置，可以將接地系統(tǒng)與管道系統(tǒng)進(jìn)行很好的隔離，防止兩者之間出現(xiàn)原電池結(jié)構(gòu)，增設(shè)去耦合器的接地系統(tǒng)將更加合理。同時(shí)，也可以在接地系統(tǒng)與被保護(hù)管道之間安裝特定的極化電池，該裝置不但能將兩種結(jié)構(gòu)隔離開，還能保障陰保電流處于正常數(shù)值。目前，此技術(shù)已在發(fā)達(dá)國家部分應(yīng)用，我國也應(yīng)該加速該技術(shù)的推廣。

結(jié)束語

綜上，區(qū)域性陰極保護(hù)系統(tǒng)對(duì)站場(chǎng)內(nèi)管道保護(hù)十分重要。但由于站場(chǎng)內(nèi)電氣化設(shè)備較多、管道數(shù)量較多及管道結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題，使目前的區(qū)域性陰極保護(hù)系統(tǒng)容易出現(xiàn)保護(hù)失效、欠保護(hù)及過保護(hù)等問題。為了提高保護(hù)效果，需從保護(hù)電流優(yōu)化、地床形式優(yōu)化、接地系統(tǒng)優(yōu)化以及數(shù)值模擬應(yīng)用等角度出發(fā)，對(duì)目前的技術(shù)進(jìn)行更新和優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

[1]羅鋒，陳振華，劉權(quán)，張維智，劉明，許道振.埋地管道外腐蝕檢測(cè)評(píng)價(jià)方法與標(biāo)準(zhǔn)探析[J].石油規(guī)劃設(shè)計(jì)，2018，29（06）：14-17+33.

[2]覃慧敏，杜艷霞，路民旭，畢武喜，付安慶.軌道交通對(duì)埋地管道動(dòng)態(tài)直流干擾腐蝕的研究進(jìn)展[J].腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)，2018，30（06）：653-660.

[3]唐國平.埋地燃?xì)夤艿劳夥栏瘜有阅軝z測(cè)與評(píng)價(jià)[J].石油和化工設(shè)備，2018，21（10）：61-63.

[4]沙風(fēng)生.埋地金屬管道腐蝕防護(hù)分析及建議[J].全面腐蝕控制，2018，32（08）：74-76.

[5]趙悅瑛.埋地管道燃?xì)庑孤┯绊懸蛩丶皵U(kuò)散特性分析[D].北京建筑大學(xué)，2016.