输气管道外加电源阴极保护故障的处理

作者：付俊玲　　评论：　更新日期：2013年05月23日

摘要：分析了兰州燃气输气管道外加电源阴极保护失效的原因，提出了具体的改造处理措施。通过改造满足了输气管道外加电源阴极保护的设计要求，保证了燃气输配系统的安全运行。

关键词：输气管道；外加电源阴极保护；故障处理

Troubleshooting of Cathodic Protection by Rectifier in Gas Transmission Pipeline

FU Jun-ling

(Lanzhou Gas and Chemical Industry Group Co.，Ltd.，Lanzhou 730030，China)

Abstract：The reasons for invalid cathodic protection by rectifier in gas transmission pipeline in Lanzhou City are analyzed，and the concrete reconstruction treatment measures are put forward. The design requirement for cathodic protection by rectifier in gas transmission pipeline is met after the reconstruction，and the safety operation of gas transmission and distribution system is ensured.

Key words：gas transmission pipeline；cathodic protection by rectifier；troubleshooting

1 阴极保护故障现象

兰州燃气输气管道是兰州燃气输配系统的重要组成部分，具有输气和储气的双重功能，是兰州市重要的基础设施和生命线工程，作用十分重要。输气管道于1990年建成投产，管道全长34 km。投产初期用于输送人工煤气，2001年改输天然气。管道采用石油沥青玻璃布涂层防腐和外加电源阴极保护，一直运行正常。2005年开始输气管道在运行过程中出现了阴极保护站恒电位仪保护电位低及输出电压、输出电流过大等情况，阴极保护效果不理想，威胁输气管道安全运行。

2 阴极保护失效原因

针对燃气输气管道防腐层质量、土壤电阻率、管道周围金属构筑物的分布、干扰状况以及维护管理的条件和电源情况，经检测分析得出输气管道阴极保护失效的主要原因为：①输气管道敷设于西固、七里河区域，该区域土壤电阻率为8.8～61.5 Ω·m，土壤平均电阻率为28.51 Ω·m，经测试绝大部分地区为中等腐蚀性。部分管道与兰新电气化铁路距离较近，加之施工时回填土中夹杂石块等造成局部管道外防腐层破损，造成管道腐蚀。②采用的绝缘法兰性能达不到要求，使保护距离增长。③长效参比电极破损，参比电极溶液流失。④连接辅助阳极的通电路桥首先腐蚀断裂，阳极地床已消耗殆尽，造成接地电阻过大。

针对以上4种可能导致阴极保护失效的原因，我们对局部管道及阳极地床进行开挖检查，发现局部管道外防腐层破损严重，阳极地床损失严重。对沿线管道的防腐层绝缘性能、保护电位及阳极体接地电阻分别进行检测、测定工作，依据实测数据及历年阴极保护站运行经验，判定造成恒电位仪保护电位低及输出电压、输出电流过大的主要原因为阳极地床接地电阻过大。

3 故障的改造处理

阳极地床是外加电源阴极保护中不可缺少的重要组成部分，通过阳极地床将保护电流送入土壤，再经土壤流进管道，使管道表面进行阴极极化，防止管道在土壤中发生电化学腐蚀。阳极地床在保护管道免遭土壤腐蚀的过程中，自身会遭受腐蚀破坏。

3.1 阳极地床材料选取

① 经对常用埋地外加电源阳极体(石墨阳极体、镀铂阳极体、混合金属阳极体、废钢铁阳极体、高硅铸铁阳极体、聚合物阳极体等)进行分析^[1]，并综合对中国石油天然气总公司涩宁兰管线阳极地床考察结果，选用了销蚀速率慢、稳定性好的高硅铸铁阳极体。

② 阳极体周围填充材料由直埋工业盐改为焦炭，增大了导电面积，增加空隙，防止了气阻。减少阳极体接地电阻，增强导电性，促使阳极体按标准逐步销蚀。具有连续性接触表面的焦炭粒径为6～15mm^[2]。

③ 为解决以往阳极体水平连接装置腐蚀，将原水平接地连接装置(扁铁)改为高硅铸铁管，并进行防腐处理。