油碼頭鋼管樁陰極保護和檢測

秦海洋 張玉良 婁希杰

1.天津港實華原油碼頭有限公司,天津 300456

2.昆侖燃氣公司河北分公司,北京 100078

3.山東鄒城魯寧輸油處 273500

1 鋼管樁的腐蝕與防護

油碼頭鋼管樁的腐蝕大體可分為5個區(qū)域：大氣區(qū)、浪濺區(qū)、潮差區(qū)、全浸區(qū)和泥下區(qū)，這些區(qū)域的腐蝕條件和腐蝕特點不同，造成腐蝕率不盡相同。腐蝕較嚴重的是浪濺區(qū)和全浸區(qū)，浪濺區(qū)干濕交替，鹽分富集，陽光照射，海浪沖擊，從而形成了最苛刻的腐蝕環(huán)境；而全浸區(qū)受溶解氧、潮汐流速、溫度、鹽度、pH值以及污染因素和生物因素等的共同作用影響。潮差區(qū)和全浸區(qū)由于溶解氧濃度的不同而形成腐蝕電池，溶解氧多的潮差區(qū)成為陰極，腐蝕較輕，溶解氧少的海水全浸區(qū)成為陽極，腐蝕較重。

在未進行有效保護狀態(tài)下，鋼管樁會在潮差區(qū)和全浸區(qū)形成較嚴重的局部腐蝕，平均腐蝕速度可達0.3mm/a～0.4mm/a，局部腐蝕速度甚至可達1mm/a，易造成鋼管樁局部穿孔，甚至呈截斷狀態(tài)，嚴重地威脅著鋼管樁的安全使用。所以，對鋼管樁采取及時有效的防腐保護措施是非常必要的。

2 碼頭鋼管樁防腐蝕的基本情況

天津港實華原油碼頭共有鋼管樁147根，防腐蝕保護是使用了犧牲陽極和外加電流相結合的保護方式，其中，外加電流陰極保護系統(tǒng)包括5個保護單元：共5臺變壓整流器柜，44個輔助陽極，17個參比電極，17個防爆陽極接線盒，14個防爆參比電極接線盒，19個負極連接裝置等。

陰極保護系統(tǒng)采用遠程監(jiān)控模式，可對鋼管樁的電位進行實時監(jiān)控，由于遠程監(jiān)控只是對碼頭個別具有代表性的鋼樁電位進行監(jiān)控，并不能保證每根鋼管樁都得到保護，因此根據(jù)NACE規(guī)范需定期對陰極保護系統(tǒng)進行常規(guī)檢測（抽查部分鋼管樁）和全面檢測（全部鋼管樁），確保鋼管樁電位得到全面保護。

2013年夏季，對部分鋼管樁進行了水下探摸、腐蝕檢測等，發(fā)現(xiàn)部分鋼管樁的表面出現(xiàn)較為嚴重的腐蝕，潮差區(qū)和浪濺區(qū)的鋼管樁表面附著大量的水生物，鏟去水生物，可見鋼管樁表面因腐蝕而出現(xiàn)了魚鱗狀銹皮塊，敲掉銹皮塊可見明顯的銹蝕坑。

3 陰極保護系統(tǒng)的檢測內(nèi)容

每季度對碼頭陰極保護系統(tǒng)進行檢測，以確定陰極保護系統(tǒng)的效果，其中包括實時監(jiān)測和抽樣檢測的內(nèi)容。

1)檢查整流器柜的密封性是否良好。整流器柜暴露在強腐蝕的環(huán)境中，要求密封性必須良好，防止柜內(nèi)儀器儀表的腐蝕。

2)現(xiàn)場記錄5臺變壓整流器柜的輸出電流、輸出電壓及其參比電極電位，使用便攜式參比電極測量每個墩臺四周電位，分別在每個墩臺四周取點進行檢測，測量保護電位的分布情況，并且以此為依據(jù)對整流器的輸出進行調整。

3)使用夾鉗安培表對接入整流器的陰陽極電纜進行不斷電測試，測量電纜中的載流量，判斷電流輸出是否均勻。

4)測量參比電極地線和系統(tǒng)地線之間電阻，判斷整個系統(tǒng)的電連接是否完好。

5)實時監(jiān)測5臺變壓整流器柜的遠程輸出電流、輸出電壓及其17個參比電極電位。遠程監(jiān)控系統(tǒng)設置每分鐘采集一次數(shù)據(jù)，系統(tǒng)在穩(wěn)定運行過程中，參比電極數(shù)值變化不大，而每分鐘采集數(shù)據(jù)導致數(shù)據(jù)量龐大，因此本報告采取每三天采集一個數(shù)據(jù)來表示。

4 檢測結果

2013年第四季度的檢測結果顯示鋼管樁的工作電壓和保護電流都在國標規(guī)定和設計要求的范圍內(nèi)，鋼管樁均達到保護要求，可以大大延長碼頭鋼管樁的使用壽命。

1)現(xiàn)場整流器柜密封性良好。

2)現(xiàn)場整流器輸出電流、輸出電壓正常，參比電極監(jiān)控正常，通過使用便攜式參比電極對各個墩臺周圍進行電位檢測，數(shù)據(jù)結果表明，整個碼頭處于外加電流系統(tǒng)保護范圍內(nèi)的鋼管樁電位均處于標準規(guī)定的-770mV至-1050mV內(nèi)。

3)根據(jù)夾鉗表測量數(shù)據(jù)結果可知，所有電纜的載流量基本均勻，陰極保護系統(tǒng)各個回路運行正常。

4)整個系統(tǒng)的各個地線電阻均低于1Ω，電聯(lián)接完好。

5)由遠程監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出，所有參比電極電位均處于-770mV至-1050mV內(nèi)，根據(jù)JTJ230-1989《海港工程鋼結構防腐蝕技術規(guī)定》陰極保護系統(tǒng)處于正常運行狀態(tài)。5臺變壓整流器柜輸出電流、輸出電壓工作正常。