試論輸油站場區(qū)域陰極保護(hù)

李星明

摘要：實踐表明，我國目前對輸油站區(qū)域陰極的保護(hù)力度還不能滿足地下管道的防腐要求，而人們對地下管道陰極的需求越來越高。針對這種情況，本文通過沿海地區(qū)情況，描述了加油站領(lǐng)域中的陰極保護(hù)技術(shù)原理，并且在加油站領(lǐng)域中探索如何保護(hù)陰極的問題，與此同時，還詳細(xì)介紹了加油站區(qū)域陰極保護(hù)問題的解決方案。

關(guān)鍵詞：加油站；陰極保護(hù)；解決方案

根據(jù)實踐調(diào)查表明，大多數(shù)輸油站區(qū)域都是使用埋在管道中的陰極來保護(hù)輸油站整體結(jié)構(gòu)，這是不符合國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的，所以導(dǎo)致近年來，各種油氣站的管道系統(tǒng)不斷腐蝕。雖然許多輸油站安裝了大量接地的管道，避免了主線高度過高而腐蝕管道的問題，但事實上，這并沒有從根本上解決人們對輸油站區(qū)域陰極保護(hù)的需求。

1區(qū)域陰極保護(hù)概況

1.1區(qū)域陰極保護(hù)的定義

區(qū)域陰極保護(hù)是基于合理的輔助陽極陣列，通過保護(hù)管道中電流的自由分配以及與相鄰設(shè)備的電隔離措施，進(jìn)而保護(hù)特定區(qū)域中所有需要受保護(hù)的物體。即區(qū)域陰極保護(hù)的意思是使受保護(hù)對象具有指定的保護(hù)潛力。與傳統(tǒng)陰極保護(hù)不同的是，本次發(fā)明的陰極保護(hù)方法與傳統(tǒng)的陰極保護(hù)方法相反，本發(fā)明的主題是復(fù)雜的金屬結(jié)構(gòu)。

1.2區(qū)域陰極保護(hù)的分類

區(qū)域陰極保護(hù)有兩種模式：使用強制電流的陰極保護(hù)和犧牲陽極保護(hù)陰極的方法。

1.2.1犧牲陽極保護(hù)陰極的優(yōu)缺點

優(yōu)點是：犧牲陽極保護(hù)陰極的保護(hù)系統(tǒng)的干預(yù)較低，保護(hù)電流分布相對均勻。缺點是：陽極輸出電流低，保護(hù)距離短，輸出的保護(hù)電流難以控制，且難以預(yù)測在工作過程中電流的消耗。需要注意的是，需要嚴(yán)格控制腐蝕保護(hù)層的損壞和修復(fù)程度，避免犧牲陽極保護(hù)陰極的使用壽命減短。除此之外，還需嚴(yán)格控制隔離程度，否則很難實現(xiàn)保護(hù)漏電斷路器。隨著犧牲陽極的加入，大量鉆孔會嚴(yán)重破壞環(huán)境，所以導(dǎo)致犧牲陽極陰極保護(hù)的使用受到環(huán)境條件（例如，土壤成分，水分含量等）的限制，除此之外，使用犧牲陽機(jī)保護(hù)陰極對土壤的耐久性具有很大威脅。

1.2.2強制電流陰極保護(hù)

強制電流陰極保護(hù)模式的一個顯著優(yōu)點是電流輸出很容易調(diào)節(jié)。隨著保護(hù)目標(biāo)變得越來越復(fù)雜，所需的保護(hù)電流就越來越大，除此之外，強制電流陰極保護(hù)具有較長的使用壽命，且受保護(hù)的系統(tǒng)可以很容易地恢復(fù)平衡，并且優(yōu)于犧牲陽極以保護(hù)大型系統(tǒng)。

1.3輸油站場區(qū)域陰極保護(hù)技術(shù)原理

在設(shè)計加油站時，通常在入口和出口站主線中安裝絕緣，以便在車站管道和入口主管線之間提供電絕緣。一般情況是，由于某些原因，車站的管道連接到多個接地配件，各種鐵器結(jié)構(gòu)包括水泥支架和電導(dǎo)體，因此在車站地下管道布置并不好。同時沒有保護(hù)層的鋼和銅大大增加了埋在管站管道中的腐蝕風(fēng)險。根據(jù)相關(guān)的要求：由于所有嵌入式管道都可以被腐蝕，所以必須使用有效和適當(dāng)?shù)姆栏绦騺泶_保管道的完整性。此時需要對地下管道進(jìn)行陰極保護(hù)，以便在困難的條件下實現(xiàn)腐蝕保護(hù)。

局部陰極保護(hù)（局部陰極保護(hù)）是在合理的陽極陣列下進(jìn)行輔助作用，相鄰設(shè)備的保護(hù)電流采取合理自由分配和電絕緣措施，保護(hù)已經(jīng)進(jìn)入了特定區(qū)域內(nèi)的所有物體。換而言之就是保護(hù)好受保護(hù)對象在可能隱藏危險的領(lǐng)域。車站附近的陰極保護(hù)是在下水道網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域，使用生產(chǎn)設(shè)備和車站的輔助設(shè)備。

2輸油站場區(qū)域陰極保護(hù)方式選擇

區(qū)域陰極保護(hù)技術(shù)的發(fā)展滯后于長輸管道陰極保護(hù)技術(shù)。長輸管道陰極保護(hù)是一種比較成熟的技術(shù)，區(qū)域保護(hù)分布復(fù)雜，電流要求大，邊界條件復(fù)雜，潛力大有電流密度。目前，大多數(shù)陰極保護(hù)裝置都不能與被保護(hù)體隔離。由于陰極保護(hù)的重要性，且犧牲陽極系統(tǒng)電壓差較小，輸出電流低，不適用于高電阻區(qū)域，因此，最后選擇的是當(dāng)前的陰極保護(hù)方法。

該區(qū)域陰極保護(hù)86%的電流用于鋼筋混凝土，防雷和抗靜電接地，只有18%的電力用于保護(hù)地下管道。因此，陽極層的選擇和分布非常重要。用于區(qū)域陰極保護(hù)的輔助電流陽極包括深井陽極，淺埋陽極和柔性陽極。三個輔助陽極具有各自的特性和使用條件。

深井陽極層適用于高表面電阻的環(huán)境，該區(qū)域占地小，分布均勻。淺埋陽極適用于低電阻率的環(huán)境區(qū)域，面積大，低電流分布，低電阻環(huán)境，容易導(dǎo)致不規(guī)則的電流分布和屏蔽。

淺埋陽極適用于低電阻率的環(huán)境區(qū)域，面積大，低電流分布，低電阻環(huán)境，容易導(dǎo)致不規(guī)則的電流分布和屏蔽。柔性陽極與管道平行，輸出電流均勻，可以避免保護(hù)過度和不足的問題，不受電阻的影響，但價格昂貴，通常僅用于地板電阻極高的關(guān)鍵區(qū)域。

3.輸油站場區(qū)域性陰極保護(hù)存在的問題和解決措施

3.1干擾問題

參考電極的陰極保護(hù)系統(tǒng)可知，由于主站陰極保護(hù)系統(tǒng)一般靠近絕緣體，所以在觸發(fā)站區(qū)域陰極保護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生的強電場主線激活點附近的保護(hù)距離大得多，所以導(dǎo)致站點和站點遠(yuǎn)程端可能不受保護(hù)。又由于陰極保護(hù)系統(tǒng)的主線采用恒定電壓調(diào)節(jié)模式，因此參考信號附近的管線的偏置電位被用作靜電電位的調(diào)節(jié)反饋信號，這種方式直接影響了供電系統(tǒng)的輸出。當(dāng)來自控制保護(hù)系統(tǒng)的干擾電流增加控制點的陰極極化時，機(jī)身陰極保護(hù)系統(tǒng)的輸出系統(tǒng)將會自動減小，且機(jī)身陰極保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)距離將隨著陰極輸出系統(tǒng)的減少而逐漸增加。在這種情況下，控制點是干擾電流的起點（陽極），而干擾電流的另一點（陰極）則是管道的干擾河流。且隨著輸出系統(tǒng)電流的增加，會使整個管道的負(fù)極化增加，導(dǎo)致相鄰級之間產(chǎn)生過度保護(hù)。需要注意的是，如果使用柔性陽極進(jìn)行區(qū)域保護(hù)，則對網(wǎng)絡(luò)陰極保護(hù)的影響很小或為零。

3.2屏蔽問題及防止措施

保護(hù)輸油區(qū)域與站點的另一個常見問題是地下金屬結(jié)構(gòu)與站點隔離太遠(yuǎn)，導(dǎo)致個地方產(chǎn)生了屏蔽問題。由于接地系統(tǒng)是采用鋼筋混凝土制成，而排水管道需要連接接地系統(tǒng)，所以導(dǎo)致流入該區(qū)域的總電流會產(chǎn)生潛在的斜坡和屏蔽效應(yīng)。而在非常密集的區(qū)域中間，雖然不可能依賴遠(yuǎn)陽極陰極保護(hù)系統(tǒng)，但近陽極可用作附加保護(hù)，進(jìn)而實現(xiàn)光柵效應(yīng)最大化。解決屏蔽問題，可以選擇使用潛在材料（例如，鎂陽極或鋅陽極）作為研磨材料以去除屏蔽，并進(jìn)一步確保保護(hù)電流的平衡分布。

3.3接地系統(tǒng)影響

電站接地問題是近幾年來的區(qū)域保護(hù)存在的主要問題。導(dǎo)致這個問題的原因主要是因為電氣接地或通用接地系統(tǒng)均分布在管道上部，而垂直管道中并沒有設(shè)置陰極保護(hù)裝置，而電氣接地系統(tǒng)是由鍍銅鋼制成的，這就導(dǎo)致它在工作時，會使大量無效保護(hù)電流損耗，進(jìn)而降低了接地模塊材料的電阻，也嚴(yán)重限制了極性程度和均勻分布保護(hù)管道的可能性，減少了預(yù)期保護(hù)的有效性。所以，這種接地系統(tǒng)應(yīng)使用犧牲陽極材料，如鋅棒或鍍鋅鋼。

4結(jié)語

輸油站運行區(qū)域陰極保護(hù)的引入是目前發(fā)展的趨勢，且進(jìn)一步吸引了專業(yè)人士的關(guān)注。所以，強制電流和犧牲陽極的完整來保護(hù)陰極的方法適用于輸油點區(qū)域的陰極保護(hù)，這種方法使用深MMO柔性陽極材料制成，且保護(hù)電力的強度非常適中（十億安培水平）。傳統(tǒng)陰極保護(hù)的方法嚴(yán)重地違反了電源陰極保護(hù)的原則，并且?guī)缀鯖]有均勻性，所以存在許多干擾或屏蔽的問題。由上可知，新型陰極保護(hù)的方法在輔助陽極處具有柔性，且陽極的強制電流系統(tǒng)是區(qū)域陰極保護(hù)站的發(fā)展方向。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：中石化管道儲運有限公司湛江輸油處）