豎井陰極保護(hù)施工

李曉鳳

中石化第十建設(shè)有限公司 山東青島 266555

1 洞庫(kù)豎井的概況

黃島國(guó)家石油儲(chǔ)備地下水封洞庫(kù)工程原油洞罐，每組洞罐包含一個(gè)進(jìn)油豎井和一個(gè)出油豎井。豎井密封塞上部充水，正常水位為密封塞以上30m～40m或更高。洞室底部有0.5m高水墊層。豎井內(nèi)的所有鋼質(zhì)材料，均需要陰極保護(hù)。豎井深150m，密封塞位于離地面負(fù)120m深處。

豎井陰極保護(hù)系統(tǒng)由密封塞之下管道結(jié)構(gòu)的犧牲陽(yáng)極保護(hù)和密封塞之上管道結(jié)構(gòu)的外加電流保護(hù)結(jié)合組成。

2 犧牲陽(yáng)極的安裝

2.1 犧牲陽(yáng)極概述

本項(xiàng)目選用鋁-鋅-銦-鎘犧牲陽(yáng)極，陽(yáng)極規(guī)格為1400mm×(60+80)mm×65mm。陽(yáng)極塊數(shù)量依據(jù)設(shè)計(jì)壽命、油水電阻率、保護(hù)面積、保護(hù)電流密度、保護(hù)電位以及備用系數(shù)計(jì)算而得。按照要求陽(yáng)極塊均勻分布在被保護(hù)的管道外壁，安裝位置位于-120m～-150m 之間。直徑5m 的豎井內(nèi)分布從Ф914×25.4到Ф114的大小不等的11根管道?？臻g的狹小，給陽(yáng)極塊的安裝帶來(lái)難度。

2.2 犧牲陽(yáng)極安裝步驟

犧牲陽(yáng)極為支架式安裝，陽(yáng)極兩端的陽(yáng)極鐵芯焊接在管道壁上，根據(jù)陽(yáng)極塊分布圖，在管道壁上劃線、確定陽(yáng)極位置，對(duì)焊點(diǎn)的位置實(shí)施人工除漆、除銹，焊接要求陽(yáng)極鐵芯于管道間焊縫長(zhǎng)度不小于10cm，且保證焊接牢固，確?；芈废到y(tǒng)導(dǎo)電性能良好。焊后清理焊渣，并在焊口處補(bǔ)涂防腐覆蓋層，其防腐要求不低于管道防腐覆蓋層要求。為了提高施工效率減少井內(nèi)施工量，陽(yáng)極塊盡量在管道吊裝之前安裝，如此管道陽(yáng)極塊的安裝還要考慮管道的吊裝問(wèn)題，確保陽(yáng)極塊的位置不妨礙吊裝加強(qiáng)支架的安裝。

2.3 在犧牲陽(yáng)極安裝中的創(chuàng)新

陰極保護(hù)按照專業(yè)分類在防腐冊(cè)；圖紙出在管道工藝配套內(nèi)；項(xiàng)目上施工時(shí)見有恒電位儀控制柜、電纜等的施工材料一般劃分到強(qiáng)電或弱點(diǎn)專業(yè)施工。犧牲陽(yáng)極塊安裝要緊隨管道的施工計(jì)劃時(shí)間安裝，要在管道吊裝下井前焊接在管道外壁上，而兩個(gè)專業(yè)的施工人員之間的配合無(wú)法達(dá)到無(wú)縫銜接。預(yù)留施工人員等待安裝陽(yáng)極塊的時(shí)機(jī)就會(huì)造成浪費(fèi)人工的情況，并且同時(shí)要管道施工人員給陽(yáng)極塊安裝預(yù)留時(shí)間來(lái)安裝陽(yáng)極塊，這樣會(huì)影響管道施工的整體進(jìn)度的推進(jìn)和造成大型吊車的閑置時(shí)間。

因此，本項(xiàng)目將陽(yáng)極塊的安裝工作轉(zhuǎn)交給管道施工人員。安裝前給管道施工人員做好施工交底工作，安裝后下井前做好施工質(zhì)量檢查工作，確保數(shù)量、質(zhì)量符合要求。當(dāng)然這部分的費(fèi)用相應(yīng)地也劃到管道施工方面。這樣的調(diào)整給豎井管道的施工計(jì)劃節(jié)約了時(shí)間和不必要的人力、機(jī)械的浪費(fèi)和閑置，同時(shí)管道施工人員也能很好地穿插安裝陽(yáng)極塊的時(shí)間，一舉兩得。圖1為管道外壁上陽(yáng)極塊安裝的安裝示意。

3 外加電流保護(hù)

洞庫(kù)豎井內(nèi)管道和鋼結(jié)構(gòu)采用外加電流陰極保護(hù)，主要包括恒電位儀、防爆接線箱、測(cè)試樁、MMO陽(yáng)極、參比電極、陰/陽(yáng)極電纜、測(cè)試電纜等。恒電位儀、防爆接線箱以及陰保測(cè)試樁安裝在豎井地面上，安裝要牢固，位置、高度要方便操作。

電纜走向是2根陽(yáng)極電纜，2根陰極電纜經(jīng)防爆接線箱各匯流1根至恒電位儀，零位電纜經(jīng)防爆接線箱至恒電位儀，2根參比電纜經(jīng)防爆接線箱1根至恒電位儀，1根至測(cè)試樁。

圖1 管道外壁上陽(yáng)極塊安裝示意

封塞之上的管道垂直方向每間隔10m一個(gè)H鋼制作的導(dǎo)向支架，導(dǎo)向支架的陰極保護(hù)是利用16mm2跨接電纜螺栓固定連接導(dǎo)向支架和豎井內(nèi)管道，導(dǎo)向支架和就近的管道上焊接帶孔50×70mm預(yù)制片，每層導(dǎo)向支架安裝至少2個(gè)跨接電纜。預(yù)制片焊接后要進(jìn)行與結(jié)構(gòu)相同的防腐處理。

MMO混合金屬氧化物陽(yáng)極一組3個(gè)串接，每個(gè)間隔2m的距離采用電纜連接，共2組與ZFS-YJV320.6/1kV 1×25mm2電纜熔接成一個(gè)整體懸掛在豎井內(nèi)，選用聚乙烯吊繩懸掛分開布置，吊繩下掛配重塊，一方面是為了減輕電纜上的受力，二是為了日后維護(hù)更換方便，懸掛繩在井口H型鋼上使用特制的卡件固定。

銀/氯化銀參比電極電纜ZFS-YJV32 0.6/1kV 1*10mm2電纜固定在一起，兩組參比電極深入井內(nèi)的高度有個(gè)6m的差，借助聚乙烯吊繩懸掛在井口，與MMO陽(yáng)極電纜一樣引出井口到防爆接線箱內(nèi)。

兩個(gè)陰極電纜從井口管道上焊接的預(yù)制片引出，零位也從其中1個(gè)管道的預(yù)制片上壓接引出，整個(gè)的外加電流陰保就形成了一個(gè)完整的陰極保護(hù)系統(tǒng)。

安裝以上這部分時(shí)，MMO陽(yáng)極、銀/氯化銀參比電極都要保證豎直方向，最上面一個(gè)要在埋沒在封塞之上的水中，并且要在灌水后再投入使用。

4 系統(tǒng)調(diào)試

在現(xiàn)場(chǎng)犧牲陽(yáng)極塊、外加電流部分、恒電位儀控制柜安裝就位后，開始上電調(diào)試，運(yùn)行模式首選恒電位模式，次之恒電流模式，第三恒電壓模式，給定模式后在量程范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，超過(guò)量程范圍不與保存，設(shè)定好后此系統(tǒng)正式投入使用狀態(tài)。在單機(jī)工作中，出現(xiàn)電位誤差故障報(bào)警或超電位、欠電位故障報(bào)警時(shí)，恒電位狀態(tài)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為恒電流狀態(tài)，并輸出聲光報(bào)警，需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢查維護(hù)。

在豎井內(nèi)管道及鋼結(jié)構(gòu)的陰極保護(hù)施工中，施工工期受管道及結(jié)構(gòu)安裝的進(jìn)度牽制，施工過(guò)程無(wú)法連續(xù)性，要時(shí)刻關(guān)注施工進(jìn)展，穿插施工，給施工帶來(lái)一定的不便。為了防止因施工工期的不連續(xù)性引起的人、材、機(jī)械的閑置，需在前期選擇專業(yè)施工人員時(shí)遵循就近原則；施工過(guò)程中要隨時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)的進(jìn)度，隨時(shí)跟進(jìn)施工；隱蔽工程的共檢要及時(shí)；工程完成后的投用條件要滿足，方能使陰極保護(hù)系統(tǒng)正常安穩(wěn)的投入運(yùn)行。