強制電流陰極保護在民用運輸機場機坪供油工程中的應用

劉曉蕾

摘 要：國內大中型民用運輸機場普遍采用機坪加油管道作為機場機坪供油系統，受機場運行時間和機坪場地特殊性的影響，若機坪加油管道發生腐蝕，需要破除并恢復相應的機坪道面板塊，且需在機場停運時間進行維修，勢必需要大量的投資，因此，機坪加油管道的完整性尤為重要。與犧牲陽極的陰極保護法相比，強制電流陰極保護從長遠看更為經濟且便利。結合公司多年的民用運輸機場供油工程項目經驗，介紹強制電流陰極保護在民用運輸機場機坪供油工程中的應用，總結并提出相關建議。

關鍵詞：民用運輸機場；機坪供油工程；強制電流陰極保護

民用運輸機場內供油工程主要包含機場油庫、航空加油站、管線車停放點、機坪加油管道等。機坪加油管道由機場油庫油泵棚或油泵房引出，進入飛行區圍界，通過管道上的加油栓井為機坪機位上的飛機進行加油作業。機坪加油管道的敷設受機場油庫位置、航站樓和機坪機位布置等因素的影響，敷設空間較為有限，構型較為復雜。管道全部敷設在機坪混凝土道面下，若發生腐蝕會影響管道的完整性，且后期的運行維護較為困難、投資較高，因此，機坪加油管道防腐對于保護管道的完整性尤為重要。陰極保護作為管道防腐的重要手段，主要有犧牲陽極和強制電流兩種方式[1-7]。本研究根據公司多年的供油工程設計經驗，總結強制電流陰極保護在民用運輸機場機坪供油工程中的應用，并提出了相關建議。

1 強制電流陰極保護原理

強制電流陰極保護原理為電解池反應原理，管道作為電解池系統的陰極，輔助陽極作為電解池系統的陽極，具體如圖1所示。民用運輸機場機坪供油工程強制電流陰極保護采用恒電位儀提供強制電流，常用的輔助陽極有深井陽極和柔性陽極。

2 強制電流陰極保護設計

根據機坪加油管道的長度、管徑、管道壁厚、土壤電阻率、鋼管電阻率及管道的最大、最小保護電位等參數，計算出陰極保護站的保護面積、總的需求保護電流、單側保護長度、深井陽極或柔性陽極的接地電阻以及恒電位儀的選用規格。其中，通過單側保護長度和管道總長，可以確定保護機坪全部管道的陰極保護站數量。

2.1 深井陽極地床

目前，每個陰極保護站設置一個深井陽極地床，深井陽極地床深度為54 m，成孔直徑Φ為300 mm，陽極地床設置13支混合金屬氧化物（Mixed Metal Oxide，MMO）輔助陽極，陽極非活性區深度為15 m。采用Φ為25 mm×1 000 mm的MMO陽極，陽極間距約3 m，具體的深井陽極地床安裝示意如圖2所示。

2.2 柔性陽極地床

柔性陽極與機坪加油主管管道同溝平行敷設，具體的安裝流程如圖3所示。為管道的距離滿足《陰極保護MMO/Ti柔性陽極》（GB/T 33637—2017）規范中的要求，間距要大于等于300 mm。目前，機坪加油管道的柔性陽極陰極保護采用MMO/Ti柔性陽極，其本質是用鈦絲替代原柔性陽極中間的導電聚合物電纜。MMO陽極絲本身具有良好的電化學性能，即使焦碳粉消耗完了，MMO絲也可以單獨作為輔助陽極使用。

強制電流陰極保護方式陰極保護站多數情況設置在機場油庫或者航空加油站內，個別也有設置在機坪上面的情況。為便于陰極保護的日常管理，管道沿線每隔1 km左右設置一支陰極保護電位測試樁或可以遠傳信號的電位采集樁。為防止陰極保護電流通過不需要陰極保護的金屬接地裝置，影響陰極保護的效果，機坪加油管道與航空加油站在油庫里的工藝管道連接處設置絕緣接頭或絕緣法蘭。為防止雷擊或感應電壓損壞絕緣接頭或絕緣法蘭，在絕緣接頭或絕緣法蘭處安裝防電涌的火花間隙進行保護。同時，對于雙管或多管敷設的情況，為避免管道間的電位差產生相互干擾，設置均壓線。

3 結論及建議

（1）深井陽極地床具有陽極地床氣阻隨時間延長電阻率增大的問題，并且還會對周圍其他金屬構筑物造成一定的雜散電流干擾。采用柔性陽極地床時，柔性陽極沿被保護管道近距離敷設，可有效避免上述問題。因此，對于新建的大中型機場建議采用柔性陽極陰極保護方式。（2）每個機場的投資、建設階段等方面存在不同，因而對于機場具體的強制電流陰極保護方式的選用，還應根據實際情況進行分析，例如對于改擴建機場，由于受機場機坪道面和機場運行時間的限制，從投資角度和施工難易程度等方面進行考慮，深井陽極陰極保護方式要優于柔性陽極陰極保護方式。

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