關(guān)于對油田工程陰極保護(hù)系統(tǒng)調(diào)試的探究

王曉兵

(四川石油天然氣建設(shè)工程有限責(zé)任公司電氣儀表安裝公司,四川成都 610213)

關(guān)于對油田工程陰極保護(hù)系統(tǒng)調(diào)試的探究

王曉兵

(四川石油天然氣建設(shè)工程有限責(zé)任公司電氣儀表安裝公司,四川成都 610213)

本文對油田工程陰極保護(hù)系進(jìn)行了簡明的介紹,主要包括系統(tǒng)的三種工作方法和八個組成部分。重點提出了系統(tǒng)各個部分在調(diào)試中比較常見的問題和合理的解決辦法,并且分析了系統(tǒng)各種工作方法的適用性。

油田工程 陰極保護(hù) 系統(tǒng)調(diào)試

1 引言

油田工程陰極保護(hù)系統(tǒng)是對儲油罐和輸油管道的重要保護(hù)措施，它關(guān)系到原油儲運的安全以及油田企業(yè)的正常運行，因此對陰極保護(hù)系統(tǒng)調(diào)試的研究具有很大現(xiàn)實意義，對調(diào)試中常見問題解決辦法的探索具有重要的理論意義，本文將對此加以探究，以期對油田生產(chǎn)所有借鑒作用。

2 油田工程陰極保護(hù)系概述

油田工業(yè)是對自然資源進(jìn)行開采加工的重要產(chǎn)業(yè)，它的安全發(fā)展與人們的生產(chǎn)生活息息相關(guān)。油田工業(yè)的主要業(yè)務(wù)是對原油進(jìn)行開采，并且對開采的原油進(jìn)行儲存和運輸，這些業(yè)務(wù)是依靠鋼材質(zhì)的儲油罐和輸油管道完成的。因此，儲油罐和輸油管道的工作時限直接影響到了油田的正常運營和長遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。而電化學(xué)腐蝕是影響儲油罐和輸油管道工作時限的主要因素，油田企業(yè)目前大多采用陰極保護(hù)系統(tǒng)來應(yīng)對儲油罐和輸油管道的電化學(xué)腐蝕，長久以來的生產(chǎn)實踐表明，陰極保護(hù)有利于儲油罐和輸油管道工作時限的延長。

2.1 油田工程陰極保護(hù)系工作方法

陰極保護(hù)就是要使鋼質(zhì)的儲油罐和輸油管道免于電化學(xué)腐蝕，究其根源就是對鋼質(zhì)儲油罐和輸油管道進(jìn)行失電子保護(hù)。目前，油田工程陰極保護(hù)系有一下集中工作方法：第一，犧牲陽極法。這種方法就是選用比鋼鐵活性更強(qiáng)的其他金屬，使其與鋼質(zhì)儲油罐和輸油管道結(jié)合，形成一種不同的腐蝕電池。在這情況下，活性較低的鋼鐵是陰極，因而不發(fā)生失去電子的現(xiàn)象，而另一種活性較強(qiáng)的金屬會失去電子，這樣產(chǎn)生腐蝕電流，這樣一來也就達(dá)成了陰極保護(hù)的目標(biāo)。第二，強(qiáng)制電流法。這種方法就是用外部的電源對鋼質(zhì)儲油罐和輸油管道施以陰極電流，同時要在鋼質(zhì)鋼質(zhì)儲油罐和輸油管道裝置陽極，以形成回流，這一來就不會發(fā)生電子失去，起到了防止電化學(xué)腐蝕的作用。第三，排流保護(hù)法。這種方法并不是常見的陰極保護(hù)方法，如果輸油管的鋪設(shè)與電力線臨近時，雜散電流會對其造成影響，導(dǎo)致對輸油管道的腐蝕，因此要采取措施對雜散電流進(jìn)行排除。極性排流、電氣連接法、強(qiáng)制排流是最主要的三種排出雜散電流的方法。

2.2 油田工程陰極保護(hù)系的組成部分

一般情況下，油田工程陰極保護(hù)系是強(qiáng)制電流與犧牲陽極法的結(jié)合運用，陰極保護(hù)系主要包括8個組成部分。(1)恒電位儀。當(dāng)采用強(qiáng)制電流法時，恒電位儀需要向被保護(hù)的儲油罐和輸油管道施以持久的陰極電流，而且這種電流是可調(diào)的。(2)輔助陽極。當(dāng)采用強(qiáng)制電流法時，輔助陽極主要是幫助陰極電流形成回流。輔助陽極包括陽極床和深井陽極。(3)犧牲陽極。它的主要是對強(qiáng)制電流替補(bǔ)。當(dāng)強(qiáng)制電流不能使用時，例如儲油罐的內(nèi)部，犧牲陽極就會發(fā)揮作用。比較常用的犧牲陽極包括鋁基、鋅基和鎂基三種。(4)參比電極。它是系統(tǒng)測量的參照物。比較常用的參比電極有飽和硫酸銅型、飽和氯化銀型和飽和甘汞型。(5)電纜。它陰極保護(hù)系統(tǒng)的連接裝置。一般有陰、陽極電纜、參比電纜等等。(6)控制臺。它是陰極保護(hù)系的管理和控制中樞。(7)自動監(jiān)測系統(tǒng)。它主要是起到輔助作用，對陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行實時監(jiān)測，保證其處于正常運行狀態(tài)。自動監(jiān)測系統(tǒng)包括主機(jī)、腐蝕信號的探測器和接收器等重要部分。(8)測試樁。它負(fù)責(zé)在系統(tǒng)巡查中提高電氣接線。

3 油田工程陰極保護(hù)系調(diào)試中的常見問題與應(yīng)對辦法

3.1 實際測試中電位不符狀況

在現(xiàn)場實際測試時，自然電位很可能會出現(xiàn)與設(shè)計電位不符的情況。電位不符是陰極保護(hù)系統(tǒng)調(diào)試中較為常見的問題，它關(guān)系到系統(tǒng)有效性的判斷，因此對這一問題的排除工作是刻不容緩的。隨著溫度的變化，鋼質(zhì)儲油罐和輸油管道相對于參比電極的自然電位會發(fā)生較大的偏移。但是，通常的自動檢測系統(tǒng)中都沒有溫度調(diào)節(jié)的功能，所以，在溫度發(fā)生變化時，要對偏離的電位進(jìn)行校正。

3.2 某些陰極電位因跳變而發(fā)生異常

與電力系統(tǒng)的高電壓、大電流、交流電等特點相比，陰極保護(hù)系統(tǒng)是電壓、電流較小的直流電。但是二者在施工方面是相同的，都屬于埋地作業(yè)。這就使得二者出現(xiàn)了臨近交匯的可能，電力系統(tǒng)往往會產(chǎn)生雜散電流，輻射半徑可達(dá)15-20米，所以陰極保護(hù)系統(tǒng)很可能會受到這些雜散電流的影響，使電位跳變，進(jìn)而導(dǎo)致異常情況的發(fā)生。要解決這一問題，在陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備埋設(shè)時避開電力系統(tǒng)，使其處于雜散電流輻射范圍以外。

3.3 長輸管道部分測試點電位設(shè)計不合格

長輸管道的一般站間距離可達(dá)到50千米以上，這種長距離的管道鋪設(shè)，必然會經(jīng)過不同的地質(zhì)地貌以及土壤環(huán)境。這種情況，一些管道的兩端落差較大，其所處的土壤環(huán)境也大不相同，最主要是土壤的電阻率存在差異。我通常對管道采用的犧牲陽極法僅適用于電阻率低的土壤中，而對于在較高電阻率的土壤中不能使用，這就導(dǎo)致了在施工正常的情況下，某些測試點的保護(hù)電位設(shè)計不合格。對于這一問題，可以在土壤電阻率較高的區(qū)域采用不受地質(zhì)土壤環(huán)境影響的強(qiáng)制電流法陰極保護(hù)來代替陽極犧牲法。

3.4 多臺恒電位儀運行時,某些保護(hù)電位因跳變而發(fā)生異常

在運用電荷性質(zhì)中看出，即使幾臺恒電位儀的保護(hù)電流都能形成陰極電流回路，但是在它們位置比較接近時，會因電荷排斥現(xiàn)象而出現(xiàn)保護(hù)電流達(dá)不到的盲區(qū)，如果該盲區(qū)恰好是監(jiān)測點設(shè)定位置，那么就會出現(xiàn)電位跳轉(zhuǎn)異常。要解決這一問題，或者改變監(jiān)測點的位置，避開盲區(qū)；或者通過調(diào)節(jié)陰極保護(hù)電流來改變盲區(qū)的位置。

4 結(jié)語

油田工程陰極保護(hù)系統(tǒng)是對鋼質(zhì)儲油罐和輸油管道進(jìn)行防電化學(xué)腐蝕的重要手段，它的采用具有重要的安全和經(jīng)濟(jì)意義。但是，在陰極保護(hù)系統(tǒng)的調(diào)試中，系統(tǒng)會因不同的實際情況而發(fā)生一些異常問題，這就需要采取較為具有針對性的合理辦法來應(yīng)對這些問題，以此來保證石油儲運安全。

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