[实用新型]长输管线工艺站场埋地管道阴极保护系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种地下金属构筑物的防腐保护系统，特别涉及一种长距离输送管线工艺站场地下金属构筑物的阴极保护系统。

背景技术

工艺站场是长距离输送天然气管线、原油管线以及成品油管线必不可少的组成部分，工艺站场的安全运行是向管道下游平稳、安全、足量输送的重要前提。由于输送管道是天然气、原油或者成品油流动的通道，管壁腐蚀会造成管壁强度降低，管道完整性受到破坏，导致天然气、原油或者成品油等物质泄漏的可能性大大增加。若遇火源，则易引发火灾爆炸事故，甚至导致人员伤亡、生态灾难和重大财产损失，可以说工艺站场地下管线的腐蚀是站场安全运行最主要的威胁之一。

防腐层和阴极保护联合应用是目前埋地管道和地下金属构筑物最经济、有效的腐蚀控制措施。防腐层保护是指在埋地管道、设备和异型件上涂装防腐层，由于防腐层通常需现场制作现场涂装，质量很难达到预制防腐层的质量，涂层缺陷较多，再加上选型不当，极易导致早期失效。所谓阴极保护技术就是向被保护的地下金属结构物通以足够量的直流阴极电流，对钢质管道外表面进行阴极极化，以降低钢质管道在土壤中的腐蚀电位，使腐蚀电流减小甚至趋于零，进而达到阻止金属结构腐蚀的腐蚀控制方法。

国内曾先后尝试的区域阴极保护有以下几种：（1）阳极地床采用深井阳极，用来保护站内库区与地下管网，现场采取不断通电调试方式；（2）阳极地床方式采用站外浅埋分布阳极组方式；（3）采用深井阳极与分布浅埋阳极相结合的方式，以深井阳极为主，分布浅埋阳极为辅，深井阳极安装于站外，浅埋阳极靠近被保护管道，以降低屏蔽和干扰。同时将站内接地系统原来的角钢接地改为锌合金。这些方式的普遍效果是除临近阳极地床附近的一些区域能达到-0.85V左右的保护要求外，大部分地下配管因管道间相互电屏蔽而达不到保护标准，尽管经过不断改进上述状况逐渐有所改观，但直到第（3）种方式也仍然无法克服因屏蔽同时产生的保护不足和过保护的难题，无法解决屏蔽对站外干线阴保系统的杂散电流干扰问题。

此外，现有的阴极保护技术应用于工艺站场时还存在以下问题：1）绝缘设施带来安全问题：根据常规阴极保护的技术要求，必须在每个管道出地端与地面设备之间安装绝缘设施，但是一旦某一绝缘设施性能失效，就会导致阴极保护集趋电流流向地面设备而使设备带电，或者某一绝缘设施的两侧瞬间短接产生放电火花，这对于工艺站场而言，可能带来引燃泄漏的可燃气体、成品油、原油，甚至爆炸等灾难性后果；2）跨步电压带来的安全问题：当工艺站场内阴极保护系统中辅助阳极地床的埋设深度小于10m时，浅埋阳极地床的地电场会在埋设于该电场的任意两点金属结构之间产生电位差，即跨步电压。在产生跨步电压的电场范围内，当金属物之间的距离足够接近，跨步电压会产生放电火花而引爆可燃性气体，从而引发严重的安全事故。

综上所述，上述现来的安全问题有技术中阴极保护工程均没有有效解决过保护和欠保护问题、绝缘设施引发的安全问题、跨步电压带，也没有充分考虑到工艺站场的防爆安全问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种长输管线工艺站场埋地管道阴极保护系统，该系统可以对工艺站场地下金属构筑物实施全方位的阴极保护，可以克服阴极保护电流的由密集埋地钢质管网和其它埋地金属结构产生的互为屏蔽作用，可以克服外加电流系统本身产生的对埋地钢质管网或其它埋地金属结构的杂散电流干扰的副作用，可以递减沿埋地管网流向地上设备的阴极保护电流和由此引起的不安全因素，并可确保强电电流瞬间散失，保障工艺站场电器设施生产及人员的安全。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种长输管线工艺站场埋地管道阴极保护系统，包括外加电流装置、辅助阳极地床和牺牲阳极，所述外加电流装置的正极连接所述辅助阳极地床，外加电流装置的负极连接埋地管道，在没有牺牲阳极时处于欠保护状态的埋地管道处设置所述牺牲阳极，并与该处的埋地管道电性连接。

所述牺牲阳极当用于输油管线或成品油管线时可以采用镁合金材料和/或锌合金材料制成，当应用在工艺站场时优选采用锌合金材料。

所述埋地管道优选采用高强钢，这种情况下阴极保护电位最好控制在-0.85V至-1.15V之间。

所述长输管线工艺站场埋地管道阴极保护系统还可以包括其他埋地金属结构，所述其他金属结构可以包括铠装电缆、金属接地网和/或金属构筑物，沿所述埋地管道、其他埋地金属结构的入地端的各自走向连续或间隔地埋设所述牺牲阳极，且这些牺牲阳极与相应的埋地管道或埋地金属结构的入地端电性连接。