内容发布更新时间 : 2024/11/19 14:34:29星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

兰新高铁对新疆长输管道的影响及防护措施

摘 要:长期以来认为，交流杂散电流相对于直流杂散电流对油气管道腐蚀影响微乎其微，其主要危害来自于故障电流对人身造成的威胁。但是对比兰新高铁通车前后，新疆区段的油气长输管道运行情况，可以测试到明显的变化。

本文针对兰新高铁运行前后的数据对比，提出交流铁路对于埋地管线的腐蚀影响及防护意见。

关键词 交流干扰 阴极保护

Keyword Cathodic Cathodic protection

随着油气开发事业的飞速发展,埋地管道的数量日益剧增,这些管道多数采用碳钢材质,为了延长管道的使用寿命,许多部门采用了相应的防护措施,其中涂层和阴极保护联合防护取得了较大的经济效益和社会效益。但是在阴极保护运行中,也存在有以下几个问题,提出供大家商讨。

1 外加电流阴极保护的电源装置问题

在欧美各国阴极保护电源装置基本都是整流器。整流器能够输出稳定的直流,特别是埋地管线,土壤负载随季节变化不大,由专业维护管理人员在有波动时可适当调整一下,其调整次数并不频繁。整流器结构简单,环境适应性强,性能可靠,维修简单,价格便宜。

国内外加电流阴级保护系统普遍采用恒电位仪。采用恒电位仪只能控制参比电极所在点的管道电位恒定在规定数值,而并不能解决整条管线上各点处的电位恒定,更不能由恒电位仪来解决整条管线上电位分布均匀。有的恒电位仪再

加上自控装置,对于这种较为复杂的设备,一旦仪器出现故障,并不是一般阴极保护工作者所能解决的,维修较为困难,同时也加大了阴极保护的投资成本。笔者在某油田现场调查发现,23台ＫＳＷ-Ｄ微机管理三相恒电位仪和ＺＨＤ-2智能恒电位仪全都处于损坏停运和无控制的失效运行状态(非人为破坏),其自控系统微机控制板全部拆除,电流、电压、电位指示表失灵,变压器烧损而造成停运。有的恒电位仪在失效运行,仅仅是通电而已,并未控制输出电压、输出电流及通电点电位。笔者在另一些油田现场调查,能稳定长期供电的还是整流器。因此,比较一下究竟是采用恒电位仪还是采用整流器,这是值得阴极保护工作者思考分析的课题。

2 长效硫酸铜参比电极性能不稳定问题

通过在几个现场对埋地长效硫酸铜参比电极进行实地电位检测,即与便携式硫酸铜参比电极加以比较,发现埋地长效参比电极电位偏移数量在几十毫伏至几百毫伏。如在某现场调查埋地30支参比电极,只有2支达到要求(≤±10ｍＶ)偏差,其余28支最大偏差达420ｍＶ。这么大的偏差值给恒电位仪的反馈信号是错误的,必然造成恒电位仪输出电流过大或过小。过大的危害造成变压器烧损,管道达到过保护,大量析氢使涂层剥离;过小使管道处于欠保护状态。以上问题在现场调研中恒电位仪的故障也已暴露。对国内几家生产长效硫酸铜参比电极的厂家曾反映过性能不稳定的问题,但至今未能找出原因和提出解决办法。采用整流器时,则不需要有参比电极,只是由人来调节,也不会出现上述问题。

3 阳极地床的埋设问题

对土壤电阻率很高(或较高)的西部地区,如沙漠、岩石地区,传统的浅埋阳极

的方式已不适宜。如某站场阳极地床埋下30支高硅铸铁阳极,测试阳极地床接地电阻仍高达31Ω,这样就需要采取额外的降阻措施，并且很难保持长期的效用。而且仪器的输出电压就要很高。目前一般仪器电压输出量程以小于100Ｖ为宜,那么电流输出就不能太高。因此,如果地层深处有水,采用深埋阳极(或深井阳极)使阳极地床处在潮湿含水的地层,尽量降低阳极接地电阻(因为阳极地床电阻占整个回路电阻60%～80%),这对降低日常维护费用更为有利。

由于柔性阳极为近阳极，可以适应不同复杂形状保护对象，电流漏失少，对周围的构筑物干扰小。在目前发现的西部地区站场管道阴极保护一般采用的是柔性阳极浅埋地床。但是往往使用寿命很短，故障多，经开挖发现多处发生了腐蚀开裂现象。主要是因为管道防腐层自身的差异,或者在设备周围有其他不同的作业设施都会影响到柔性阳极的使用,更有可能导致柔性阳极输出电流的不一致,当柔性阳极输出的电流过于大的时候,阳极中间的铜芯就会加快腐蚀速度,聚合物中的碳粉也会在很短的时间内被消耗殆尽,最终造成柔性阳极的损坏。

4 牺牲阳极法需要特别关注的问题

4.1 被保护管道应具有质量良好的覆盖层

根据Ｓｙ/Ｔ0019-97\埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范\中一般规定:新建管道覆盖层电阻不得小于104Ω·ｍ,否则不宜采用牺牲阳极。因此,对于防护层低劣或已运行多年的旧管线要补加阴极保护,就必须先了解该管线的防护层绝缘电阻值是多少?如果太低就不能用牺牲阳极法。如天津引滦入津输水干管(Φ2500ｍｍ),全长14ｋｍ,是已运行18年的旧管道,防腐蚀绝缘层电阻小于3