管道阴极保护:设计、安装和运营
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

4.7 管道设施的安装位置

4.7.1 绝缘接头的安装位置

① 站场的管道进出口,支线管道连接处;

② 不同防腐层的管段间、不同的阴极保护管段之间;

③ 不同电解质的管段间(如河流穿越处);交、直流干扰影响的管段上;

④ 地上安装的绝缘接头或埋地型绝缘接头的测试桩不应安装在防爆区内。一定要在放防爆区内安装时,要安装接地电池、直流去耦合器等低压导通装置进行防护。尽量将绝缘接头安装在地面以上,对于水下管道,绝缘接头也要尽量装在水面以上,以减轻杂散电流的干扰。

实施阴极保护的管道与未保护的设施之间。为了防止在故障电流或雷击电流时站内设施之间出现电压差,站场内设施通常会共用接地网,此时,在站内某些部位安装绝缘接头就失去了意义。如站场内储罐施加了阴极保护,所以,在储罐进出油管处安装绝缘接头,由于储罐和站内管网共用接地网,安装绝缘接头没有意义。在满足阴极保护指标的前提下,尽量少用绝缘接头以减小杂散电流的相互干扰。绝缘接头尽量安装在地上。

如果管道处于无动态杂散电流干扰区域,当使用高质量防腐层(如3PE)时,站场与管道之间可以不安装绝缘接头或将绝缘接头跨接,通过增大阴极保护站的输出,保证管道达到阴极保护指标并为站场管道提供一定的保护。当站内也有阴极保护系统时,通过调节,使站内外管道都达到保护。电气不连续就容易出现杂散电流干扰腐蚀,因此,尽量不使用绝缘接头。

4.7.2 测试桩的安装位置

阴极保护测试装置应与阴极保护系统同步安装。测试装置应沿管道线路走向进行设置,相邻测试装置间隔宜1~3km。在城镇市区或工业区,相邻的间隔不应大于1km,杂散电流干扰影响区域内可适当加密。

① 管道与交、直流电气化铁路交叉或平行段;

② 绝缘接头处、怀疑有交流干扰时,管道转角处;

③ 接地系统连接处;

④ 金属套管处;

⑤ 与其他管道或设施连接、交叉处;管道与主要道路、河流或堤坝交叉处。

每个测试装置中至少有两根电缆与管道连接,电缆应采用颜色或其他标记法进行区分,并做到全线统一。目前,通常沿管道10km左右安装一支电流测试桩,其目的是测量管道内部电流。由于管道受杂散电流干扰日益严重,这种电流测量意义不大。为了评估管道防腐层的电阻率,可以用两支电位测试桩之间的管段作为电流测量段,测量两对测试桩之间的管段散失的电流并以此计算防腐层绝缘电阻率。对于穿跨越管段,应在管道连头前进行测量,这样测量会简单得多,因为设备输出电流即为该管段上散失的电流。

4.7.3 测试桩的电缆连接形式

① 电位测试桩连线见图4-10。

图4-10 电位测试桩连线

② 牺牲阳极处测试桩见图4-11。

图4-11 牺牲阳极的接线

③ 管道交叉处测试桩见图4-12。

图4-12 管道交叉处测试桩

④ 绝缘接头处测试桩见图4-13。

图4-13 绝缘接头处测试桩

⑤ 套管穿越处测试桩见图4-14。

图4-14 套管穿越处测试桩

⑥ 电流测试桩见图4-15。

图4-15 电流测试桩

4.7.4 极化电位参比管(极化探头)的安装位置

在阴极保护站汇流点、两个阴极保护站中间位置测试桩处宜埋设极化电位参比管,用来测量管道的断电电位,以保证管道既不发生过保护,也不会出现欠保护。有杂散电流干扰时,建议1km安装一支。

4.7.5 杂散电流排流设施

① 当管道与高压输电线路、交流电车轨道平行时,在管道设计勘察时应考虑交流电压的干扰,必要时,在管道两侧埋设锌带或安装接地极及直流去耦合装置。排流极安装在交流电压最高处。当管道与高压交流输电线路平行时,在设计阶段,可以用长度为1000m的电缆放置在管道预定位置,一端接地,用电压表测量另一端与接地极之间的电压。管道建成后,其每公里的感应电压为该值的一半。可以以此来设计排流接地极的规模。

② 受牺牲阳极保护的管道与直流电气化铁路平行或交叉时,牺牲阳极要通过地面测试桩与管道连接,并在电缆中安装电流反向开关。

4.7.6 绝缘接头保护器及绝缘垫块

① 绝缘接头保护器主要有火花隙、氧化锌避雷器、接地电池、极化电池、直流去耦合器、等电位连接器等。其中埋地型火花隙较为常用,但接地电池具有更好的杂散电流防护功能。接地电池可以有效地降低管道上的交流电压,并通过提供泄流通道而对绝缘接头非保护侧提供一定的保护。由于火花隙、氧化锌避雷器导通电压较高,甚至达到上千伏,所以,要有相应的安全防护措施,防止操作人员受伤害或高电压时出现电打火现象。

② 绝缘垫块安装在套管内,防止金属套管与主管道的短路。避免套管与主管道的短路是防止套管内主管道腐蚀的主要手段。在保证主、套管绝缘的情况下,套管两端无需密封,渗透进套管内的泥土可以为阴极保护电流通过套管而保护主管道提供通道。