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锌包钢接地极在输油气站场的应用

文档作者：熊金根许光达张楠2 文档来源： 1．中国石油西部管道公司 2．中国石油西部管道公司独山子输油气分公司		点击数：	更新时间： 2021年10月09日
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第39卷第6期 石油．1 {jf建设 53
锌包钢接地极在输油气站场的应用
熊金根 ，许光达 ，张楠2
(1．中国石油西部管道公司 技信息服务中心，新疆乌鲁木齐830012；2．中国石油西部管道公司独山子
输油气分公司，新疆独山子833600)
摘 要：交流电气装置的良好接地可使设备接地点在流过雷电流或系统短路电流时仍能保持较低电
位． 防止设备遭反击：但接地极也会导致被保护设施的阴极保护电流流出。造成站场设备因欠保护
而腐蚀 文章分析比较了低电阻非金属模块、热镀锌接地角铜、锌包钢(CET)三种接地板的优缺
点：介绍了采用锌包钢对阿拉山口输油站场接地网进行的改造，运行一段时间后检测发现：锌包钢
接地体未出现腐蚀．对站场阴极保护系统影响很小
关键词：站场设备；接地极；阴极保护；锌包钢；低电阻非金属模块；热镀锌接地角钢
doi：l0．3969／j．issn．1001-2206．2013．06．015
0 引言
交流电气装置接地设施是电网运行人员生命安
全和各类电器设备可靠运行的有效保障_】_。良好的
接地可有效地减小地表电位梯度．降低接触电压、
跨步电压．使设备接地点在流过雷电流或系统短路
电流时仍能保持较低电位．防止设备遭反击 人工
接地网必须有较低的接地电阻并保证跨步电压和接
触电势符合安全要求 更重要的是在确保接地网电
阻值满足技术要求的同时能长期稳定运行．较少或
不产生其他的负面影响．如阴极保护电流流失等．
以防止各种事故的发生
1 站场接地极的种类及特点
站场接地网接地极的常见类型有：低电阻非金
属模块、热镀锌接地角钢以及近几年兴起的锌包钢
水平接地极(CET)。三种接地极有各自的特点，
简述如下：
1．1 低电阻非金属模块
低电阻非重金属模块是10年前流行使用的接
地极．是一种以非金属材料为主的接地极．它由导
电性、稳定性较好的非金属材料和电解物质组成
非金属接地模块具有吸湿保湿、阻值稳定、耐大电
流冲击、耐腐蚀、无毒等特点，和金属接地极相比
具有占地面积不受限、耐腐蚀、寿命长、低污染、
防盗等优点 其缺点是自然电位较正，为一0I3～
一0．4V (VS．CSE)。加上电阻率较低(0．1～0．2n．m)，
导致与其相连设备和埋地技术设施的阴极保护电流
流出．加速了与其相连设备的腐蚀
1．2 热镀锌接地角钢
热镀锌角钢也叫热浸镀锌角钢或热浸锌角钢
将除锈后的角钢材料浸人500 oC左右融化的锌液
中．使角钢表面镀上一层锌层．从而达到防腐的目
的 热镀锌角钢可用于各种强酸、碱雾气等强腐蚀
· + ”+ “+ 一+ 一+ “+ ”+ 一+ *+ ”+ ”+ 一+ ”+ n+ -—+一”+ n+ 一+ ”+ n+ 一+ “+ ”+ 一+ n—+一”——卜一—■一”+ -—-卜n+ 一—卜一— 一”—卜 ——卜n+ 一+ —+r“—卜”—-卜n— 一一—卜 ——卜“——卜一—卜
剂以及缓蚀阻垢剂作为水的防腐防垢药剂。投加复 Jgi~iT_N，2003，22(9)：34．
合药剂后回注水质腐蚀结垢程度明显减弱．达到了
回注要求
参考文献：
【11 张吉明．油水井筒腐蚀结垢及防垢除垢工艺研究[D]．天津：天津
工业大学．2007．
[2J 任连锁，张登庆，陈毅忠，等．油田采出水处理新技术[J]．油气田
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应用IJ1．石油工程建设，2003，29(2)：26—29．
作者简介：李国明(1967一)， 男， 河南郑州人， 高级．Y-程
师．1988年毕业于大庆石油学院油藏工程专业．现从事石
油工程管理工作，
收稿日期：2013—05—28
54 石油l {jf建设
环境中，具有表面光泽、锌层均匀、无漏镀、无滴
溜、附着力强且抗腐蚀能力强的特性 镀锌层与钢
材间以冶金方式结合在一起．成为钢表面的一部
分。镀锌层形成了一种特别的冶金结构．这种结构
可承受在运输及使用时受到的机械损伤I3] 其缺点
是自然电位较正，为一0．4—一0．5 V (vs．CSE)。这
使得阴极保护电流泄漏大。易造成设备腐蚀
1．3 锌包钢水平接地极rCET)
锌包钢是用挤压包覆的T艺 将较厚的锌层包
覆在钢表面，克服了热浸镀锌钢镀层太薄的弊端．
从而起到防腐的作用．这种材料在实际工程中应用
不多，也没有相关标准可以依据 通过CET的实
际应用发现它有如下特点：接地极较轻(总体质量
不大于10 kg)，其与接地线之间的焊接作业可在火
灾爆炸危险场所区域之外完成．可避免现场的动火
作业，施_[作业量较少，施工难度低：其内部特定
电解质混合物经接地极管壁微孔向外扩散．借助四
周填料的辅助、促进、动力作用，渐进地缓慢释
放．持久地改善所在高土壤电阻率区域电气设备的
接地性能．接地网接地电阻值呈逐步下降趋势且不
易受气候等环境因素变化的影响：自身发送电子．使
得自然电位较负，为一0．8—一0．9V (vs．CSE)．当与站
场设备相连接时，可以达到与设备相同的电位．阴极
保护电流流失甚微．设备仍受到较好的阴极保护
2 阿拉山口输油站接地网的检测及改造161
2．1 接地网的检测结果
为了全面准确了解阿拉山口输油站接地系统的
运行状况．于2008—2010年连续3年对其接地系
统进行了详细检测 限于篇幅．只列出部分接地系
统的测量数据．如表1所示
表1 接地系统接地电阻实测值
场所 名称 检测项 目 设计 2008 2009 2010
值／n 年，n 钽／fl 年，n
给油泵房 前防爆照明配电箱 未测量 O．8 4_2
B一1404泵接地电阻 0．6 1．2 17
B一1404电动机接地电阻 O．6 1．2 15
输油泵房
B一1405电动机接地电阻 1O l1 10
≤4．0
B一1405接地电阻 O．6 1．1 10
出站阀组间 污油罐操作柱接地电阻 38 7．1 7．6
l 罐区 2 搅拌器操作柱接地电阻 3．1 0．9 4．2
2 罐区 搅拌器开关接地电阻 3．6 5 5．8
大罐西侧监控器 未测量 1 12
站区 ≤ l0．O
消防水池监控器 未测量 6．2 20
从上述近3年的检测数据可以看出．整个输油
站接地系统检测结果不合格项逐年呈快速上升态
势，通过对2010年检测数据不合格项的跟踪核查
和局部接地网络的开挖检查、分析出该输油站接地
系统主要存在以下问题
2．1．1 接地网络问题
接地线埋设太浅．埋设深度大部分不足0．7 1TI．
且回填土未夯实。雨水等高含氧水份对接地网敷设
地层湿度影响很大．经常使其处于忽干忽湿的变换
状态，接地线被环境腐蚀得很快．加上接地线间焊
接点和引出地面段未作任何防腐处理．很容易发生
焊接点腐蚀脱落以及接地引接线完全腐蚀断裂．从
而出现未接地或接地电阻增大的情况．这也是输油
站接地系统检测结果不合格项数量逐年快速上升的
主要原因。随着使用年限的延长．接地线腐蚀情况
还会进一步加剧
2．1．2 接地方式问题
根据现场调查．发现接地方式不合格的设施主
要是容易发生引雷的杆塔型设施。如高杆灯和独立式
监控摄像头杆塔等 接地装置敷设不规范．设计的2
根应分别引至接地网的接地引线竟然并接后共用I根
接地线与接地网相连．不符合设计和规范要求
2．2 改造方案
接地网设置15套CET—l000T缓释型离子接地
极．接地电阻尺≤ 4．0 n．接地线选用60 mm X
6 mm热镀锌扁钢．接地极和接地线埋设在一条深
1．5133、宽0．61TI、长6．0m的沟槽内 埋深均为1．5 m
接地网所有焊接点、接地引接线从出地面0．3 m直
到地面下0．5 1TI段均采用环氧煤沥青漆、玻璃丝布
作特加强级防腐处理
2．3 方案实施后的检测
2．3．1 腐蚀状况检测
站场接地系统采用缓蚀型锌包钢接地装置改造
并运行1年后．开挖检测发现接地网基本未被腐
蚀．如图1所示
2．3．2 电位检测
2．3．2．1 CET防雷接地极电位检测
以便携式精密硫酸铜电极为参比电极．采用
“近参比法” 检测接地网断开前后CET防雷接地极
的电位(闭路电位及开路电位)。检测结果表明．
CET防雷接地极闭路电位为一1．1 V (VS．CSE)．开
路电位为一0．801 V (vS．CSE)
第39卷第6期 熊会根等：锌包钢接地极在输油气站场的应用 55
连接
具有
图1 1 罐环形接地网缓蚀型锌包钢接地装置开挖照片
2．3．2．2 接地网断开前后储罐外底板罐地电位检测
以便携式精密硫酸铜电极为参比电极．采用
“地表参比法”检测接地网断开前后1 储罐外底板
罐地电位．沿储罐周围设置6个测试点．检测结果
见表2 储罐外底板罐地电位在接地网断开前后变
化较小．说明接地网对储罐外底板电位影响较小
表2 接地网断开前后1 储罐外底板罐地电位测试结果
储罐外底板罐地电位／V (vs．CSE)
测试点
接地连接时 接地断开时
1 —1．06 -1．14
2 —1．O2 一1．15
3 —1．15 -0．96
4 —1．oo —1．O2
5 一1．13 —1．O2
6 -0．94 一1．16
2．3．2．3 接地网断开前后恒电位仪参数变化
接地网断开前后恒电位仪参数变化情况见表3
恒电位仪输出电压和输出电流基本不变．说明接地
系统并没有导致保护电流流失
3 结论
(1)通过对3种接地极的分析比较得出：低电
表3 接地网断开前后恒电位仪参数变化
输出参数 接地连接时 接地断开时
输出电压厂v 8．7 8．7
输出电流／A 9．1 9．1
阻非金属模块、热镀锌接地角钢有其各自的优势，
但是作为区域阴极保护系统的站场接地网来说，对
站场设备的阴极保护系统影响较大，站场设备和埋
地金属设施易被环境腐蚀：而锌包钢接地极则不存
在这个问题
(2 对改造并运行一段时间后的站场接地网的
检测结果表明．CET防雷接地极和接地线未见腐
蚀、而且接地网对储罐阴极保护系统的影响较小。
其主要原因是采用CET接地极改造接地网减小了
接地极与罐底板的电位差．有效减小了阴极保护电
流流失
参考文献：
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对比分析Ⅲ ．石油工程建设，2011，37(5)：46—49．
作者简介： 熊金根(1965一)， 男，江西南昌人， 高级工程
师．1986年毕业于华中工学院电力系统及其自动化专业．
现从事电力设计和输油气管道腐蚀与防护专业检测及技术
研究X-作。
收稿日期：2012—12—21
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(上接第49页)
5月26日顺利完成了新管道的置换投产．标志着
本次天然气管道改线项目取得了圆满成功 实践证
明，通过科学设计施工方案、精心组织施工、缜密
控制关键施工工艺．不停输带压封堵技术可成熟应
用于天然气管道维修、改造等作业场合。本次不停
输带压封堵施工的成功实施．为今后类似工程的开
展积累了一定经验
参考文献：
[1]袁平凡，余立，左松涛．不停输带压封堵技术在川渝地区的应用
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[4]高利民，赵连河．膨胀筒式不停输封堵工艺在管道改造中的应用
删．石油工程建设，2006，32 (5)：37—39．
作者简介： 江 涛(1983一)， 男， 山东济阳人， 工程师，
2009年毕业于中国石油大学(华东)油气储运专业，硕士，
现从事长输天然气管道生产运营、安全管理方面的工作。
收稿日期：2013—06—18

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