金屬埋地儲氣裝置陰極保護(hù)技術(shù)

陰極保護(hù)技術(shù)有兩種:犧牲陽極陰極保護(hù)和強(qiáng)制電流(外加電流)陰極保護(hù)。

1)犧牲陽極陰極保護(hù)技術(shù)

犧牲陽極陰極保護(hù)技術(shù)是用一種電位比所要保護(hù)的金屬還要負(fù)的金屬或合金與被保護(hù)的金屬電性連接在一起，依靠電位比較負(fù)的金屬不斷地腐蝕溶解所產(chǎn)生的電流來保護(hù)其它金屬。 優(yōu)點: A: 一次投資費用偏低，且在運行過程中基本上不需要支付維護(hù)費用 B: 保護(hù)電流的利用率較高，不會產(chǎn)生過保護(hù)C: 對鄰近的地下金屬設(shè)施無干擾影響，適用于廠區(qū)和無電源的長輸管道，以及小 規(guī)模的分散管道保護(hù) D: 具有接地和保護(hù)兼顧的作用 E: 施工技術(shù)簡單，平時不需要特殊專業(yè)維護(hù)管理。缺點: A: 驅(qū)動電位低，保護(hù)電流調(diào)節(jié)范圍窄，保護(hù)范圍小 B: 使用范圍受土壤電阻率的限制，即土壤電阻率大于50Ω.m時，一般不宜選 用犧牲陽極保護(hù)法 C: 在存在強(qiáng)烈雜散電流干擾區(qū)，尤其受交流干擾時，陽極性能有可能發(fā)生逆轉(zhuǎn) D: 有效陰極保護(hù)年限受犧牲陽極壽命的限制，需要定期更換

2)強(qiáng)制電流陰極保護(hù)技術(shù)

強(qiáng)制電流陰極保護(hù)技術(shù)是在回路中串入一個直流電源，借助輔助陽極，將直流電通向被保護(hù)的金屬，進(jìn)而使被保護(hù)金屬變成陰極，實施保護(hù)。 優(yōu)點: A: 驅(qū)動電壓高，能夠靈活地在較寬的范圍內(nèi)控制陰極保護(hù)電流 輸出量，適用于保護(hù)范圍較大的場合 B: 在惡劣的腐蝕條件下或高電阻率的環(huán)境中也適用 C: 選用不溶性或微溶性輔助陽極時，可進(jìn)行長期的陰極保護(hù) D: 每個輔助陽極床的保護(hù)范圍大，當(dāng)管道防腐層質(zhì)量良好時， 一個陰極保護(hù)站的保護(hù)范圍可達(dá)數(shù)十公里 E: 對裸露或防腐層質(zhì)量較差的管道也能達(dá)到完全的陰極保護(hù) 缺點: A: 一次性投資費用偏高，而且運行過程中需要支付電費 B:陰極保護(hù)系統(tǒng)運行過程中，需要嚴(yán)格的專業(yè)維護(hù)管理 C: 離不開外部電源，需常年外供電 D:對鄰近的地下金屬構(gòu)筑物可能會產(chǎn)生干擾作用

(1)DOT儲氣瓶組

設(shè)計壓力25MPa，一般不作為地面存儲，DOT沒有制定地面應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的權(quán)限;不允許有排污口，初期投資低，運行維修成本高，每3年必須把單元拆開，對每只瓶子進(jìn)行水壓實驗。場地面積在50平米以上。屬于松散結(jié)構(gòu)，沒有結(jié)構(gòu)整體性，容器多，接頭多，存在泄漏危險且管線尺寸小，流動阻力大。

(2)ASME容器單元

設(shè)計壓力27.6MPa，容器壁厚比同等DOT瓶壁厚高出39%，通常作為地面儲存。ASME允許容器上有排污口;初期投資高，運行和維修成本低，除一般的外部和內(nèi)部直觀檢查外，不需再檢測;場地要求5~7m2，堅固，整體結(jié)構(gòu)能更好的承受沖擊載荷及地震波動;其容器數(shù)量少，接頭少，管線尺寸大，流動阻力較小。

(3)地下儲氣井

設(shè)計壓力為25MPa，儲氣井的深度一般為100米。它由十幾根石油鉆井工業(yè)中常用的7英寸套管通過管端的扁梯形螺紋連接而成。其占地面積很小，有利于站場平面布置;雖然初期投資較大，但據(jù)四川石油管理局提供的資料表明該儲氣井至少可以使用25年以上，并可以節(jié)省檢驗維修費，安全可靠性好。其缺點是耐壓試驗無法檢驗強(qiáng)度和密封性，制造缺陷也不能及時發(fā)現(xiàn)，排污不徹底，容易對套管造成應(yīng)力腐蝕。

1)什么是強(qiáng)制電流陰極保護(hù)系統(tǒng)?

強(qiáng)制電流陰極保護(hù)系統(tǒng)又稱為外加電流系統(tǒng)，是在被保護(hù)結(jié)構(gòu)周圍同一電解質(zhì)環(huán)境中埋設(shè)輔助陽極，通過一直流電源以輔助陽極為陽極，以被保護(hù)結(jié)構(gòu)為陰極，構(gòu)成供電回路，將直流電通向被保護(hù)的金屬，使被保護(hù)金屬強(qiáng)制變成陰極以實施陰極保護(hù)。

2)什么是犧牲陽極陰極保護(hù)系統(tǒng)?

犧牲陽極法是用一種電位比所要保護(hù)的金屬還要負(fù)的金屬或合金與被保護(hù)的金屬電性連接在一起，依靠電位比較負(fù)的金屬不斷地腐蝕溶解所產(chǎn)生的電流來保護(hù)其它金屬的方法。

3)強(qiáng)制電流陰極保護(hù)系統(tǒng)的組成有什么?

強(qiáng)制電流陰極保護(hù)系統(tǒng)主要由電源、控制柜、輔助陽極、焦炭(碳素)填料、電纜、控制參比電極、電位測試樁、電流測試樁、保護(hù)效果測試片、電絕緣裝置、電絕緣保護(hù)裝置。

4)電源的作用是什么?

電源的作用是向陰極保護(hù)系統(tǒng)不間斷提供電流。電源主要有恒流、恒壓整流器、恒電位儀。

5)電源的類型主要有哪幾種?

從整流形式上主要有可控硅、磁飽和、數(shù)控高頻開關(guān)?？煽毓韬痛棚柡秃汶娢粌x體積較大、紋波系數(shù)較大、控制精度較差，效率較低(低于70%)不易實現(xiàn)數(shù)字化。磁飽和恒電位儀除了上述不足外，額定功率20%以下的輸出無法控制。數(shù)控高頻開關(guān)恒電位儀體積較小、紋波系數(shù)小、控制精度高、效率較高(90%以上)。

6)輔助陽極的作用是什么?

輔助陽極的作用是通過介質(zhì)(如土壤、水)與管道之間形成電回路。通過在陽極表面發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，不斷向陰極結(jié)構(gòu)提供電子，從而使陰極極化到保護(hù)電位。

7)輔助陽極的種類有多少?

輔助陽極根據(jù)有廢鋼、硅鐵、石墨、混合氧化物陽極、柔性陽極、貴金屬電極等。

8)控制參比電極的有那些?

控制參比電極主要有長壽命飽和硫酸銅參比電極、高純鋅參比電極、銀/氯化銀參比電極、二氧化鉬參比電極。土壤中可使用飽和硫酸銅參比電極和高純鋅參比電極，水介質(zhì)中使用高純鋅參比電極和銀/氯化銀參比電極。二氧化鉬參比電極主要用于混凝土中。飽和硫酸參比電極的壽命一般小于10年。其它的參比電極可以根據(jù)壽命來設(shè)計。

9)為什么需要采用電絕緣?

在陰極保護(hù)技術(shù)中，要求被保護(hù)結(jié)構(gòu)需要電絕緣，主要是由于如果不絕緣，保護(hù)電流會流失到未被保護(hù)的金屬構(gòu)筑物上，設(shè)計的電流需求量可能不足，保護(hù)效果不理想，另外，可能會產(chǎn)生雜散電流的干擾。電絕緣要根據(jù)結(jié)構(gòu)的實際情況進(jìn)行考慮。

10)測試樁的作用是什么?

測試樁的作用主要是用于檢測陰極保護(hù)效果和運行參數(shù)。根據(jù)作用不同有電位測試樁、電流測試樁、保護(hù)效果測試片測試樁樁。

11)犧牲陽極陰極保護(hù)系統(tǒng)的組成有什么?

土壤中，犧牲陽極陰極保護(hù)系統(tǒng)主要有犧牲陽極、填包料、和測試樁組成。水環(huán)境中，除導(dǎo)線連接外，犧牲陽極也可直接焊接到被保護(hù)結(jié)構(gòu)上。

12)犧牲陽極主要有那些?

對于鋼鐵來說犧牲陽極主要有鎂合金犧牲陽極、鋁合金犧牲陽極、鋅合金犧牲陽極。鎂合金犧牲陽極主要應(yīng)用于高電阻率的土壤環(huán)境中。鋁合金和鋅合金主要用于水環(huán)境介質(zhì)中。鋅合金也可用于土壤電阻率小于5Ω?m的環(huán)境中。

對于其它金屬來說，活性較高的金屬都可以用作它的犧牲陽極，如用鐵作為犧牲陽極來保護(hù)銅。