管道阴极保护:设计、安装和运营
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4.1 阴极保护设计需要考虑的因素

4.1.1 管道阴极保护需要满足的条件

① 管道必须是电气连续的,对于焊接管道,这不是问题。如果管道上有承插接口、法兰连接的阀门,要用跨接线跨接。

② 被保护的管道段必须和其他埋地管道、电缆、接地极绝缘,可采用绝缘接头或绝缘法兰;套管穿越时,主管和套管之间要安装绝缘垫块。

③ 管道穿越其他管道、电缆或埋地结构时,其间距要大于0.4m,如果间距小于0.1m,要在它们之间安装绝缘板,以提供机械保护、防止腐蚀干扰。当管道与其他结构平行时,其间距一般大于10m(三层PE管道间距可大于2倍管径)。每隔1~2km安装一个测试桩。如果相邻管道权属单位不同或阴极保护方式不一样,应在适当的位置预留跨接线或共用测试桩,阴极保护投用后,如果发现相互有干扰,可以将管道进行跨接,实现联合保护。

④ 管道上的阀门、三通、管件也要涂敷,管道上的电动阀头要与阀体绝缘(可以采用接地电池进行接地)。管道不能与固定墩中的钢筋短路。采用金属支架进行跨越时,应在管道跨越两端安装绝缘接头,并用跨接线将跨越两端的管道连接。

4.1.2 阴极保护设计需要收集的数据

① 管道走向以及所处区域其他埋地设施情况、管道直径、长度、运营时间、运营温度、防腐层类型、管道连续性。

② 土壤类型、电阻率、地下水情况、阴极保护系统设计寿命。

③ 对于新建系统,可以根据经验及理论计算,确定管道系统需要的保护电流,大概的阴极保护站位置,然后,实际测量阴极保护站位置处的土壤电阻率,选择低土壤电阻率点作为以后的阳极地床位置。

④ 对于已建管道,可以进行理论计算,也可以实地测量管道阴极保护所需要的保护电流。实际测量阴极保护电流时,可以用蓄电池或临时的整流电源及地床给管道送电,测量管道沿线各点的管地电位,根据试验结果确定阴极保护电流及保护站位置。多数情况下,将阴极保护站设立在管道泵站、加压站或阀室处。

⑤ 由于牺牲阳极驱动电压低、输出电流小,所以,一般只用在短距离管道且土壤电阻率低的情况下。外加电流阴极保护由于输出可调,所以,可以用在大型管道以及高土壤电阻率区。应尽量采用外加电流阴极保护方式以取得最大的投资-效益比。