论文 阴极保护技术在昆明城市燃气管网上的成功应用及探索
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城市埋地燃气管道阴极保护防腐技术研究摘要:经济的发展,人们生活水平的提高,促进城镇化进程的加快。
随着城市化和现代化不断提高,埋置地下的管道与数量也在不断增多,很多地下管道长期与土壤或水接触,会产生化学腐蚀,对管网的安全运行和使用寿命带来重大的危害。
因为燃气管道的腐蚀,需要对管道进行检查,更换,甚至停产,给国家和企业带来了直接或者间接的经济损失。
当燃气管道因为腐蚀穿孔发生漏气现象时,不仅会给环境带来影响,严重时还会引起爆炸和火灾,会给人们带来生命和财产的损失。
本文就城市埋地燃气管道阴极保护防腐技术展开探讨。
关键词:城市埋地燃气管道;牺牲阳极保护;防腐措施引言近年来,燃气管道物理防腐技术与化学防腐技术都有了一定的发展与进步,对其技术成果进行阐述,对我公司燃气供应管道维护具有一定的参考价值。
1埋地燃气管道的腐蚀原因现阶段我国大多数的燃气供气企业正在使用中的燃气管道主要为金属质地的管道,而金属管道本身埋在地下时难免会接触到地下水与氧气,金属质地的管道就会与环境介质产生化学反应,出现腐蚀或穿孔等问题。
同时在地下的金属管道也会产生电化学反应,电位值较低的位置容易失去电子,铁原子转化为铁离子流失,产生腐蚀反应。
埋地燃气管道的腐蚀主要产生在管道接头部分、管道外部以及管道内部,而这几个部分的管道腐蚀原因与管道铺设环境是密不可分的,埋地燃气管道周期介质的腐蚀性、物理性状、湿度及温度情况都会成为燃气管道腐蚀的诱因。
与此同时,部分埋地燃气管道在铺设时尽管设置了相应的防腐措施,但工程后续运营维护阶段并未对燃气管道的使用情况进行检测、维修,这为埋地燃气管道的腐蚀也埋下了隐患,若是燃气管道防腐措施产生老化、变形等问题,那么埋地燃气管道受到腐蚀的可能性就会大大增加。
2加强城市埋地燃气管道防腐的技术措施方法2.1严格按照行业标准进行方案的设计设计方案时因为有工程施工标准,所以必须严格按照行业和国家规范要求的防腐标准,进行施工设计。
阴极保护在城市管道保护中的应用摘要:本文从城市管道面临的问题及相应的一些保护措施入手,阐述了阴极保护的原理及分类,对牺牲阳极法与外加电流法进行了详细讲解,并讲解了二者在城市管道保护中的应用与区别。
关键词:城镇管道腐蚀管道保护阴极保护一、概述城市管道是每一个城市的重要基础设施,也是整个城市的发展命脉。
近年来随着城市化进程的不断推进,城市保障基础设施建设随之大量的增加,水利、燃气等基础设施管道也伴随城市的发展而不断延伸,因此对这些埋地管道的保护对于保障公众的人身与财产安全非常重要。
而且,我国城镇输配管道进入老化阶段,事故频发,严重威胁到国民的人身安全及财产安全。
这些事故的发生大部分是由于管道常年埋于地下而经受腐蚀等内在原因。
对易腐蚀的钢管的保护日趋重要。
二、我国城市管道存在的问题及保护措施1.城市管道中存在的问题我国城市管道具有种类繁多、隐蔽性强、管理复杂等特点。
正是由于这些特点,造成了城市管道在保护方面存在了各种各样的问题与难点。
城市管道主要有污水管道、自来水管道、热力管道、燃气管道、排水管道、电力管道等,数目的庞大,造成了城市管道泄漏的危险性极大,而且一旦破坏将严重影响市民的生活。
在管理复杂方面,各种市政管道都分属于不同的管理部门,不同部门交流欠缺,造成城市管道管理复杂。
在隐蔽性方面,城市管道几乎全部为埋地管道,因此隐蔽性很强,除了一些装有地面标识的管道外,不然很难被发现。
2.城市地下管道破坏因素及相应保护技术措施据统计我国城镇管道在日常抢修工作中碰到的泄露原因通常有腐蚀泄漏、外力破坏、质量及其他原因。
为了确保管道的安全运营,针对这些原因各管道公司也采取了不同的应对措施,主要有:2.1针对外力的破坏,在管道设计建造时,在穿越铁路、河流等特殊路段采取加套管、顶管等加固措施,确保管道的安全,在运行管理方面,管道管理公司通过设置地面标识、安全警示牌等标识来进行提示,并定期巡查有无违章建筑或施工。
2.2针对质量原因,在管道设计与施工时,根据不同的情况选择正确的管材、管径等,并采用先进的焊接工艺技术及焊缝检验技术等,来防止由于管道质量造成的泄漏。
天燃气长输管道阴极保护防腐技术的应用摘要:随着我国天然气产量的不断增加,天然气长输管道建设已经成为国家能源战略的重要组成部分。
长输管道的防腐技术是管道建设中的关键环节之一,其中阴极保护防腐技术是一种广泛应用的防腐技术。
本文主要探讨了天燃气长输管道阴极保护防腐技术的应用,分析了该技术的优缺点以及存在的问题,并提出了相关解决方案,旨在为天燃气长输管道的防腐保护提供参考和借鉴。
关键词:天燃气;长输管道;阴极保护;防腐技术;问题与解决方案引言:天然气作为一种清洁能源,具有节能、环保等优势,被广泛应用于我国的经济发展和生活。
为了满足能源需求,我国天然气产量逐年增加。
天然气长输管道作为天然气输送的主要通道,其安全运行至关重要。
长输管道的防腐技术是管道建设中的重要环节之一,阴极保护防腐技术作为一种广泛应用的技术,具有其独特的优势和局限性。
一、天燃气长输管道阴极保护防腐技术的概述阴极保护是一种利用外加电流的方式,将管道金属表面的电位调整到阴极区,使得金属的电化学反应倾向于阴极反应,从而降低金属的腐蚀速率的技术。
天燃气长输管道阴极保护防腐技术是一种通过对管道金属表面施加电流,使其处于阴极保护状态,从而减缓其腐蚀速率的技术。
该技术具有施工简单、成本低廉、效果稳定等优点,因此在长输管道建设中被广泛应用。
天燃气长输管道阴极保护防腐技术主要包括两种类型:直流阴极保护和交流阴极保护。
其中,直流阴极保护是应用最广泛的一种技术,其原理是将阴极电位设定在一定范围内,使得金属表面处于保护状态,减缓金属腐蚀的速度。
交流阴极保护技术则是在直流阴极保护的基础上引入交变电流,以使得管道表面的极化状态更加均衡,进一步提高防腐效果。
同时,阴极保护技术还可以通过监测管道电位的变化,及时发现管道防腐问题,提高管道的安全性和可靠性。
二、天燃气长输管道阴极保护防腐技术存在的问题(一)电极接地电位不稳定在管道长距离输送过程中,由于管道接地电位的影响,管道的电位变化可能会受到干扰,从而导致阴极保护效果下降。
燃气长输管线施工与阴极保护措施探讨阴极保护技术是电化学保护技术的一种,其原理是向被腐蚀金属结构物表面施加一个外加电流,被保护结构物成为阴极,从而使得金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制,避免或减弱腐蚀的发生。
本文结合实际工程就燃气长输管道的施工与阴极保护进行叙述。
标签:燃气;长输管线;施工;阴极保护一、主要施工方法及措施施工程序:施工准备-临时阴极保护安装-测试桩安装-强制电流阴极保护系统安装-阴极保护参数测试-试运行-正式运行-备品备件移交-竣工资料提交-交工二、施工准备提交工程用料及手段用料,确保工程开工前落实到位,进行设备材料进场验收并做好记录。
完成人员及设备机具的调迁。
进行全线实地勘察,对地下水位、地质、地貌及进出道路充分了解并作好记录,以便对全线进行统筹施工,切实作好人员的调配及对工程进度的合理安排。
进行全员技术交底,并作好记录。
下发关键工序作业指导书,并责任到人。
三、燃气长输管道的施工技术要求3.1嚴格管道选线在管道选线中,首先要严格执行国家和行业的相关设计标准和规范,以及国家和地方的法律、法规。
同时贯彻安全第一的原则,确保管道长期安全可靠运行,在线路选择中优化比选,消除不利因素。
选择合理走向,处理好与现有管线的关系,力求线路顺直,缩短线路长度,节省钢材和投资。
尽量绕避施工难点、不良工程地质段和地震活动断裂带。
其次在符合线路总体走向的条件下,合理选择大中型河流穿跨越位置。
还有线路走向尽量避开自然保护区和文物保护区,注重环境保护和水土保持,当绕避不开时,应尽量减少通过长度,并征得主管部门同意。
裸敷管线应注意管线的防晒及设防护栏、警示牌禁止人员攀越,防止危及管线及人员安全。
此外管线选线时,除考虑地质情况、线路整体走向外,还应充分考虑施工难度、水土保护工程量,确保管线安全及施工可行性。
3.2控制管道干燥我们知道,大多数天然气长输管道在投产前要进行管道试压,水试压是目前最常用也是最安全的一种试压方式,但也为今后的管道运行留下了一定的安全隐患。
我国城镇燃气管道自上世纪80年代开始建设,目前已经达到10万公里以上的规模。
随着城镇燃气地下管网的迅速发展,钢质管道的腐蚀与防护问题也日益突出。
为了延长埋地钢质管道的使用寿命,确保燃气安全生产、输送和使用,保护人民的生命和财产安全,我国GB/T21448-2008《埋地钢质管道阴极保护技术规范》和CJJ 95-2003 《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》标准明确规定:(1)所有新建钢质管道必须采用防腐层辅以阴极保护的腐蚀控制系统,管道运行期间阴极保护不应间断;(2)已建带有防腐层的管道应逐步追加阴极保护。
2. 阴极保护技术介绍阴极保护就是对其被保护的金属施加一定的阴极电流,使其产生阴极极化,当金属的电位负于某一电位值时,腐蚀的阳极溶解过程就会得到有效的抑制。
根据其提供阴极电流的方式不同,可分为牺牲阳极法和外加电流法两种。
前者是将一种电位更负的金属或合金与被保护金属结构物电性连接,通过电负性金属或合金的不断消耗溶解,向被保护物提供保护电流,使金属结构物获得保护。
后者是将外部交流电转变成低压直流电,通过辅助阳极将保护电流传递给被保护的金属结构物,从而使腐蚀得到抑制。
2.1强制电流法和牺牲阳极法的特点强制电流阴极保护法和牺牲阳极阴极保护法两种方法各有优缺点,但可靠性是一致的,在选择上应针对具体情况下扬长避短,使其充分发挥作用。
强制电流阴极保护主要适用于郊区等地下管网单一地区的燃气主管道或城镇燃气环网。
其优点是输出电流大而且可调,不受土壤电阻率限制,保护半径较大;系统运行寿命长,保护效果好;保护系统输出电流的变化可反映出管道涂层的性能改变。
其缺点是需设专人维护管理,要求有外部电源长期供电,易产生屏蔽和干扰,特别是地下金属构筑物较复杂的地牺牲阳极阴极保护主要适用于人口稠密地区和城镇内各种压力级制燃气管道。
其优点是不需外加电源,施工方便,不需进行经常性专门管理,不会生屏蔽,对其他构筑物也不会产生干扰,保护电流分布均匀、利用率高。
阴极保护在埋地燃气管道腐蚀防护中的应用一、阴极保护技术原理阴极保护技术是利用外加电流的方式,使金属结构表面成为阴极,从而减缓或阻止金属腐蚀的一种技术措施。
在埋地燃气管道腐蚀防护中,常见的阴极保护方式主要包括外部直流阴极保护和内部直流阴极保护两种。
外部直流阴极保护是通过埋地电流系统向管道施加一个与自然腐蚀电流相反的阴极保护电流,从而使管道表面成为阴极,进而抑制金属腐蚀的过程。
而内部直流阴极保护是通过向管道内注入一定的保护电流,使管道内壁成为阴极,实现对管道内壁的腐蚀防护。
1. 提高管道的使用寿命燃气管道长期埋地使用,易受到土壤、水分和微生物等环境因素影响,导致管道金属材料产生腐蚀。
而阴极保护技术可以有效地延长管道的使用寿命,减少其腐蚀速率,提高管道的安全性和可靠性。
2. 降低管道维护成本传统的管道防腐方法往往需要定期进行外部涂层维护和修复,而且持续时间较短。
而采用阴极保护技术可以减少对管道的维护频率和维护成本,降低运行成本。
3. 提升管道的安全性阴极保护技术可以有效地阻止管道腐蚀的发生,保护管道的完整性,降低管道泄漏的风险,提升管道的安全性和稳定性。
4. 减少环境污染一旦燃气管道发生泄漏,不仅会引发安全事故,还会造成环境污染。
采用阴极保护技术可以有效降低管道泄漏的风险,减少环境污染。
阴极保护技术在燃气管道腐蚀防护中已经得到广泛应用,并且在工程实践中取得了较好的效果。
以某市某燃气公司的某工程为例,该工程采用了外部直流阴极保护技术,通过在管道埋地段设置良好的接地电极和阴极保护装置,建立起有效的阴极保护系统。
工程运行一段时间后,通过对管道的腐蚀情况进行检测和分析,发现管道表面出现了明显的腐蚀现象,并取得了良好的防腐效果。
阴极保护技术的应用也需要充分考虑管道的材质、设计参数和实际使用环境等因素,以确保防腐效果的可靠性和持久性。
未来,随着我国燃气行业的发展和对阴极保护技术需求的增加,阴极保护技术在燃气管道腐蚀防护中的应用将会得到更加广泛的推广和应用。
阴极保护远传监控系统在城镇燃气管线上的应用付山林 程彤 曹备 张琳 王长征(北京中腐防蚀工程技术有限公司 100083)摘要:埋地管道必须采用防腐层辅以阴极保护的腐蚀控制系统,并要求加强阴极保护生产运行管理过程的监测检测。
本文通过介绍阴极保护远传监控系统在城镇燃气管线应用的优点、主要实现的功能,说明了远传监控系统是一种非常有效且实用的系统,可有效减少了燃气管线的腐蚀事故的发生,具有十分重大的意义。
关键词:远传监控 阴极保护 数据1 前言阴极保护是埋地管道腐蚀控制的重要技术之一,我国有关标准规定:埋地管道必须采用防腐层辅以阴极保护的腐蚀控制系统,并要求加强阴极保护生产运行管理过程的监测检测,定期管理维护阴极保护设备装置,采集评定阴保数据和运行参数,确保其运行连续性和保护有效性,使之充分发挥作用,有效减少腐蚀事故和损失,保障生产安全和公共安全[1,2]。
2 阴极保护远传监控系统的优点被阴极保护的设备分布的地理情况比较复杂,自然环境也各异,如有的在海里如军舰和采油平台等,有的在江上,如桥梁的立柱,有的在电厂,如大型球罐,有的在地下,如地下燃气管道等,因此防蚀设备上阴极保护会因为各种条件如自然环境气候的变化而变化,监测人员往往需要定期到现场对节点设备做监测,但防蚀工程现场测试点数量较多具体分布情况往往较复杂,各个测试点的状态也不一样,节点很难做到同时监测,在一个固定间隔里监测数据,难免出现个别节点的异常情况不能及时被发现。
一旦个别节点出现异常,就可能直接或间接对企业带来损失。
实施阴极保护远程管理系统后,燃气企业的这一状况可以大大得到改善。
在企业监测中心的服务器上部署阴极保护远程管理系统,在每个防蚀节点的阴极保护设备上安装电子采集装置,采集装置会根据在线阴极保护远程管理系统(以下简称远程管理系统)的指令以指定的频率、方式实时采集数据。
远程管理系统会以用户指定的周期或时间去采集装置提取数据并对数据加工分析。
阴极保护在燃气长输管道中应用摘要:如今我国国民经济发展迅速,对于能源消耗量不断增加,其中石油天然气能源对于人们日常生产和生活有着非常重要的影响作用,如今管道运输过程中,各项工程建设数量不断增加,其中出现的管线腐蚀情况也更多,因而相关人员对于如何更好达到防护效果更加关注,现在各种防腐技术层出不穷,选择哪种方式去防腐,需要进行科学合理调整,技术发展中,阴极保护及时是其中一种关键技术内容。
基于此,本文主要对阴极保护在燃气长输管道中应用进行了简要的分析,仅供参考。
关键词:阴极保护;燃气长输管道;应用引言伴随着经济的发展和进步,对于管道工程的建设任务和速度都有所增加,在进行长输管道建设过程中,对于管道防腐工作进行防护工作至关重要,想要完成防护工作,可以通过电化学的方式来达到保护效果,当前我国石油、燃气工程在输送过程中通过长距离埋地管道实现整个过程的,一般选择管道的材料都是钢制螺旋焊管,同时长输管道一般都是在地下进行敷设的,但是各个地区地形以及土壤都是不相同的,想要顺利将管道埋设进去,需要从各个方面去进行努力,其中对于这些因素对其形成的腐蚀作用是一项重要内容,阴极保护是一种对金属进行抑制作用的方式。
1然气长输管道阴极保护站的常见问题1.1阴极保护输出遭受影响第一项常见问题是由于因电缆损坏或接头损坏等原因而导致的阳极失效、通气管气阻以及阳极端位土壤干燥等因素而影响到了阴极防护的输出,该问题的预防和解决措施是定期测量阳极地床的电阻,从而从根源上避免阴极损坏情况的出现。
1.2阴极保护段管道遭受影响第二项常见问题是在负荷的定向性影响等杂散电流源影响下产生了恒定电流,从而影响到了阴极保护段管道,导致其不能正常输出,更使得线路失去了全面的防护。
1.3未按要求安装跨接电缆第三项常见问题是未按照相关要求和具体情况安装跨接电缆,例如阴极上下游管道的实际保护电位差异过大,上游四千米处的通电电位已达-1.5V,而下游却仍处于-1.2V,上下游之间电位差达0.3V;其次是站内外绝缘连接测试桩未进行跨接线,上下游管道绝缘处的连接仅通过一个通电节点来实现。
阴极保护在埋地燃气管道腐蚀防护中的应用阴极保护是一种常用的防腐措施,在埋地燃气管道腐蚀防护中起到了重要作用。
本文将从阴极保护的原理、应用场景以及优缺点三个方面来阐述阴极保护在埋地燃气管道腐蚀防护中的应用。
阴极保护原理主要是通过引入外部电流,使金属结构处于保护状态,从而抑制其腐蚀。
对于埋地燃气管道来说,阴极保护可以减缓或阻止金属管道的腐蚀,延长其使用寿命。
阴极保护在埋地燃气管道腐蚀防护中的应用主要分为两种形式:外部阴极保护和内部阴极保护。
外部阴极保护是通过在埋地管道周围埋设阳极,通过阳极释放的电流保护管道;内部阴极保护是通过向管道内部注入一定的保护电流,保护管道内部的金属结构。
在实际应用中,阴极保护主要适用于以下场景:1)埋地燃气管道:由于埋地环境中存在潮湿、高盐分等腐蚀因素,阴极保护可以有效抑制金属管道的腐蚀;2)长输天然气管道:长输天然气管道运行时间长,使用寿命较长,阴极保护可以延长其使用寿命,减少维护成本;3)海底燃气管道:由于海底环境的特殊性,燃气管道容易受到海水侵蚀,阴极保护可以有效保护管道。
阴极保护的优点主要包括:1)简单易行:阴极保护的安装和操作相对简单,不需对管道进行大规模改造;2)维护成本低:一旦建立了阴极保护系统,只需要定期维护和监测,维护成本相对较低;3)效果稳定:阴极保护可以稳定地对管道进行保护,延长使用寿命。
阴极保护也存在一些缺点:1)电流分布不均匀:由于管道表面存在不同的电流分布情况,有些区域可能没有得到很好的保护;2)所需设备较多:建立阴极保护系统需要安装阳极、电源等设备,成本较高;3)环境要求较高:阴极保护对电解液的要求较高,需要定期检查和维护。
阴极保护在埋地燃气管道腐蚀防护中有着广泛的应用。
它是一种简单、有效的腐蚀防护方法,能够减缓或阻止燃气管道的腐蚀,延长其使用寿命。
阴极保护也存在一些不足,需要根据具体情况来选择合适的防腐措施。
阴极保护技术在燃机电厂地埋管网中的应用本文主要说明了阴极保护技术对于埋地管道防腐保护的必要性,介绍了阴极保护技术的基本原理和应用范围。
同时,针对某燃气蒸汽联合循环电厂工程的实际情况,介绍了在工程中使用埋地管道阴极保护的具体方法,并讨论了在工程中使用埋地管道阴极保护技术所需要注意的一些问题。
标签:阴极保护;燃机电厂;埋地管网;镁极0.引言天然气作为一种洁净、高效的能源载体,已经越来越多地被应用到我们日常生产和生活中。
目前对于燃气轮机联合循环项目,其燃气输送管网的最终管材仍然主要是钢管,这是由于钢管具有塑性良好、应力能承受较强、便于安装焊接等优点,不过钢管仍有一个很大的缺点,就是易遭受腐蚀。
因此地下燃气管道的腐蚀泄露问题,已逐渐成为燃机电厂安全生产的重大隐患之一。
天然气在生产过程中的泄露事故,不但会导致机组非计划停机,影响电厂的正常生产运行,而且天然气泄漏还极易发生爆炸,造成人员伤亡,酿成重大安全责任事故,因此越来越多的电厂已经开始重视对厂区埋地管线进行防腐蚀性保护。
埋地钢制管道的保护,除了使用防腐层保护外,对管道实施阴极保护已成为被国际公认的最经济有效的防护措施之一。
阴极保护可在有效保护期内延长管道寿命约20年,为企业带来巨大的经济利益以及社会效益。
随着国家《地埋钢制管道阴极保护技术规范》(GB/T21448-2008)的正式颁布实施,对已运行机组的地埋管网采取阴极保护技术也势在必行。
1.电化学腐蚀与阴极保护1.1金属电化学腐蚀金属在水溶液或土壤中的腐蚀属于电化学腐蚀,主要原理是因为当金属表面在接触电解质时,发生阳极反应、阴极反应,发生反应时,由于阳极区的金属正离子进入电解质,从而形成管道腐蚀。
埋地钢管所发生的腐蚀主要就是这类电化学腐蚀。
埋地钢管的氧化反应(阳极反应)与还原反应(阴极反应)的主要反应方程式如下:1.2阴极保护技术阴极保护是一种基于电化学腐蚀原理的防腐蚀保护技术。
阴极保护主要是依靠外加能量施加阴极电流,使金属的电位充分负移,从而不被氧化,以达到保护钢管不受腐蚀的技术。
阴极保护技术在昆明城市燃气管网上的成功应用及探索[摘要]本文介绍了昆明燃气管网自投入运行十五年来牺牲阳极保护在城市管网中的成功应用经验和将来的发展方向。
前言城市燃气管网是城市的重要基础设施之一,担负着输送能量的工作,是城市生存和发展的必要保障,被称为城市的“生命线”。
随着经济的快速发展,城市燃气管网建设发展很快,各种管线纵横交错。
这些管道埋设于地下,长期受到外部土壤和内部介质的强烈腐蚀而经常发生腐蚀泄漏事故,常常导致管道设备非计划性检修、更换和停产,造成了巨大的直接和间接的经济损失。
据资料统计,一个工业发达国家,每年由于金属腐蚀的直接损失,就占国民经济总产值的4%。
阴极保护是指将被保护金属(如煤气管道)进行阴极极化,使电位负移到金属表面阳极的平衡电位,消除其化学不均匀性所引起的腐蚀电池,使金属免遭环境介质(如土壤)的腐蚀。
即用辅助阳极或牺牲阳极材料的腐蚀来代替被保护管道、设备的腐蚀。
从而达到延长被保护管道的使用寿命,提高其安全性和经济性的目的。
经实践证明这是一项投资少,其经济和社会效益明显的技术。
阴极保护技术发源于160多年前,70年代初阴极保护技术日趋完善,成为欧、美、日等国的(联帮)法规标准。
我国早期的部颁标准SYJ7-84就已规定油、气管道必须采用阴极保护。
从环境保护和根据中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T系列规范均要求,对油、气管道建设均须实施阴极保护。
概述阴极保护分为外加电流保护和牺牲阳极保护两种方式,目前昆明市煤气输配管网系统除在昆明焦化厂至昆明城区l号17.9KMφ630中压主干管采用外加电流阴极保护外,二号主干管和其余城区管网均普遍采用牺牲阳极保护。
因其施工方便,可靠性高,投资少。
一般阴极保护系统投资只占管网总投资的3-5%。
其在有效保护下,可延长管道使用寿命一倍以上。
(阴极保护系统是指阴极保护设施:如外加电流保护站、牺牲阳极、绝缘法兰、检测桩和被保护对象——煤气输配管网。
以及相应的检测、管理软件。
)2000年底统计,城市燃气管网总长1113.82公里,城市燃气用户38万户,牺牲阳极总计1200多组,大口径绝缘法兰近4000套,调压站252座,煤气阀门567个,煤气集水井4142口,城市燃气管网设施总投资405461314.37元人民币。
目前已服役15年以上的埋地燃气管网和设施已面临着进入大修甚至部分更换的阶段了。
对我市燃气管道的腐蚀原因进行深入调查和管网运行15年来阴极保护运行效果综合评价,可以总结成功经验,同时检讨工作中的问题和不足之处,做好管网腐蚀工作,提前预测和防范事故隐患,尽量减少突发事故发生和经济损失。
由于埋地燃气管道遭受土壤腐蚀和其它干扰影响,据国内一些地区的地下管道使用寿命统计,低的3-5年,高的10多年,严重的几个月就会使管道腐蚀损坏和发生泄漏事故。
昆明城市燃气管网工程自1982年开工建设以来就实施了阴极保护,投入运行至今,由于腐蚀穿孔泄漏造成的事故仅有二例。
总结经验,我们主要做了以下几方面的工作。
一、环境调研、确定方案自1982年昆明煤气工程开工建设以来,煤气管网不断扩大,煤气管网从1986投入运行至今已有15年,在1988年《昆明市煤气管道腐蚀调查与阴极保护应用效果》报告中,曾邀请省外专家对煤气管网阴极保护作过(首次)调查结论:1、昆明市区土壤腐蚀性:中等、强腐蚀各占50%。
因采样浅,实际土壤腐蚀性比分析化验值高。
2、采用阴极保护最大保护度为98%,平均保护度为59%。
3、采用阴极保护与未采用阴极保护管道平均失重,平均最大腐蚀深度、平均最大腐蚀速度之比分别为:1:2.76,1:2.52,1:2.494、采用阴极保护防腐技术可减缓管道腐蚀,延长管道寿命1.49—1.76倍,其经济效益是显著的。
昆明城市燃气管网工程全面实施阴极保护,(当时)在国内城市燃气管网中尚属首次大规模应用,并取得成功。
根据对昆明市土壤腐蚀性和土壤电阻率等项的调查结果,从经济性、管理和安全性考虑,我们采用在城郊主干管实施外加电流阴极保护,在城区中低压管网和庭院小区实施镁、锌牺牲阳极联合保护。
二、加强管网防腐、绝缘和阴极保护昆明城区煤气管网普遍采用沥青玻璃布加强和特加强级防腐,其中也在昆明烟厂和龙泉路段试用了10多公里的聚乙烯胶带防腐,由于环保等方面的要求,今年开始采用环氧煤沥青防腐。
按照规定在防腐管出厂前,均要求作电火花耐压试验。
在现场施工中有要求对防腐层破损点和接口进行现场防腐和电火花检查,对回填土的要求也有具体的规定。
为了确保管网的保护电位和避免交叉影响,我们首先将中低压主干管和城区管网用绝缘法兰分隔开,同时又将城区中低压管网与小区和大庭院管网用绝缘法兰实施分隔,城区中低压管网也同时按四个片区分隔开。
把调压站、阀门井也同时采用绝缘法兰隔离,两端管道用电缆跨接“送电”。
在城区燃气入户立管处全部采用φ57绝缘法兰隔离。
这样做投资相对增加,但对保证管网阴极保护效果也是必要的。
采用镁、锌牺牲阳极进行联合保护,平均每l至2KM埋设一组,同时在各片区选择10处埋设了“腐蚀样片”,便于将来作对比分析。
检查桩的设置根据管理的需要和各区段电位的调控确定。
三、配合大修改造、有针对性的实施腐蚀控制在煤气管网投入运行初期,由于焦化厂出产的煤气气质净化不好,腐蚀性杂质硫化氢含量过高,在2—4g/Nm3,经脱硫工段后,效果不佳,含量仍高达1.5g/Nm3。
而城市煤气质量标准规定H2S含量不能大于20 mg/Nm3。
另外氯化物、溶解氧、二氧化硫、二氧化碳等杂质和水的含量过高,使管网冷凝液中吸收了大量的腐蚀性介质,必然对金属产生腐蚀。
特别是冷凝液在主干管和城区中低压干管凝水器和坡度较低的管段聚集。
[注:后期(1993年以后)由于煤气气质净化得到了进一步提高,有关指标均接近或达到了部颁标准]1989年3月,为配合昆明西站立交桥的建设,需要对煤气中压干管进行改造,我们借此机会对两个中压凝水器内壁和部份管段部位内壁进行了取样分析和化验。
结果证明管道凝水器内壁的腐蚀最严重,集中在凝水器液相部位和焊缝处(其中如两处凝水器内抽水管的腐蚀液相部位外壁最大腐蚀坑深达0.95—2.88mm/年)。
两处凝水器内液相侧壁最大腐蚀坑深2.34—3.66mm,平均最大腐蚀坑深2.01—2.73lmm,平均最大腐蚀速率0.923—0.43lmm/年,两处液相封头最大腐蚀坑深1.6l—2.80mm,平均最大腐蚀坑深0.892—2.147mm,最大腐蚀速率0.635—1.095mm/年,气相封头部位最大腐蚀速率0.35l—0.356mm/年,液相侧壁和封头连接处焊缝部位平均最大腐蚀坑深2.12—5.34mm,最大腐蚀速率1.388—2.934mm/年。
为了解决凝水器内部的(液相部位环境)腐蚀问题,我们采用了小规格镁阳极和锌阳极安装在凝水器内部实验,阳极钢芯一端焊接在凝水器测壁下部,两端面作防腐处理,并在阳极底部作绝缘处理,用以替代凝水器内(电解)液体对内壁的腐蚀。
现已在φ219以上管段的凝水器中推广应用,至今未发现因凝水器内壁腐蚀穿孔的事故。
四、防止贵昆电气化机车杂电干扰,保障主干管安全运行在昆明焦化制气厂至昆明城区17.9Km的l号φ630中压主干管上,我们采用了外加电流保护,保护度为98%。
其中有一段约4km长与贵一昆电气化铁路横穿和平行交叉,杂散电流干扰较强。
(贵昆电气化铁道建设方案于1981年通过国家级鉴定,先于煤气管网建设,贵昆电气化采用将llOKV经降压至27.5KV(即铁道上方接触网上),供电方式采用BT单相单边供电,该BT供电技术不先进,经铁轨流入地中的杂散电流大(AT 供电先进)。
沿线建14个牵引变电所,其中在金马村就有一处变电所。
贵昆电气化铁道的负荷及牵引电流,初期是单机运行,牵引电流平均值300A,损失580A,今后是双机运行,牵引电流将增加一倍,平均为600A,瞬时1000A。
其机车牵引电流由牵引变电所→架空接触网→机车→钢轨(和土壤)→回流线→牵引变电所。
虽然按技术要求,钢轨与枕木间采用绝缘,但流入地中的杂散电流为总牵引电流的50%,在短路的故障时更高。
据国内有关部门报道,电气化机车由于杂散电流泄漏对其它地下金属设施干扰强、范围大,在几公里内均属受干扰的范围,在杂散电流和感应电的影响下,管道上感应电可达57V,对钢管造成的腐蚀率为2mm/年,严重可达6mm/年,东北输油局长输管道松山段,曾遭受交流杂散电流腐蚀达5mm以上。
造成油气管道腐蚀穿孔的故事时有发生)。
经协商,铁二院同意在金马村向贵阳方向2400米至昆明站采取吸回装置,可减少地中杂电90%,以减轻杂散电流对煤气管道的影响,同时二院要求煤气主干管采用接地排流措施。
由于杂电干扰腐蚀速度远大于土壤腐蚀速度,为避免这4KM煤气主干管与贵一昆电气化平行交叉段受杂电干扰腐蚀,当时我们在原17.9KM煤气主干管已采用外加电流阴极保护的情况下,在与贵一昆电气化铁路平行交叉的煤气主干管上增加了6组镁阳极作为接地排流措施。
经多次检测,并在1993年邀请福建三明无线电厂的专家一起对主干管杂电干扰影响进行现场测试,(从昆明往贵阳方向开行列车时,在沿铁路附近干管上测得的交流电Vac=0.46—0.01V,Vac起动=0.59—5.70V,在干管与铁轨交叉处外加电流保护站电测点测得的Vac=2.4V……)结果证明,采取吸回装置和牺牲阳极排流措施后,杂散电流对主干管的影响得到了有效的控制,保证了煤气主干管的安全。
五、运行保护效果和失效原因分析从十多年的累计测试数据和近期的数据分析,运行保护效果如下:1、1号17.9KMφ630主干管的平均保护率为98%;2、2号18.5KMφ630主干管的平均保护率为87%左右;3、城区一至四片区中低压干管的平均保护率为80%左右,其中三片区一处,二片区四处未达到—0.85V保护电位;4、城区一至二片区庭院、小区平均保护率为80%左右;5、城区三片区庭院、小区平均保护率为70%左右;6、城区四、五片区庭院小区平均保护率为68%左右,其中有2l处庭院末端电位在0.592V-0.823V;7、(二环路以外及郊区)五、六、七、八片区中低压干管平均保护率为65%左右;失效原因分析:1、由于一期工程和二期部分工程中对主干管和城区中低压干管等的防腐层质量较为重视,生产维护管理也跟得上,特别是一期工程和二期部份工程中煤气管道和牺牲阳极的施工单位均属国有集团公司对工作质量把关较严,责任心较强。
因此,一号主干管和一至四片区城区中低压干管的保护效果都较好。
2、二期工程后半期和三期工程中由于牺牲阳极施工和监督相对脱离,而验收时发现的问题又未能及时返工和处理,造成防腐层破损等原因导致的保护电位下降。
如:阳光小区等大片区庭院。