大型复杂在运输气站区域阴极保护设计和应用.pdf
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1、全面腐蚀控制第37卷第09期 2023年09月25经验交流Experience Exchange技术大型复杂在运输气站区域阴极保护设计和应用延旭博(河北省天然气有限责任公司管道分公司,河北 石家庄 050000)摘 要:当前越来越多在运输气站采取追究区域阴极保护的措施,提升站内管道的安全性。某输气站已运行近20年,经过多次改造和扩建,工艺系统、接地系统及地下电缆情况复杂。通过对该输气站的调研、分析,提出了馈电试验和数值仿真结合的区域阴极保护系统设计方法,有效的指导了恒电位仪选型、回路设计和阳极优化。关键词:区域阴极保护复杂输气站场馈电试验数值仿真中图分类号:TG174 文献标识码:A DOI:
2、10.13726/ki.11-2706/tq.2023.09.025.05Cause Analysis on Corrosion Failure of A Plant Chemical Pipe Design and Application of Cathodic Protection in Transport Gas Station Area under Complex Conditions YAN Xu-bo (Pipeline Branch of Hebei Natural Gas Co.,Ltd.Shijiazhuang 050000,China)Abstract:At present
3、,more and more measures are adopted to investigate the area cathodic protection in the transportation gas station to improve the safety of the pipeline in the station.A gas transmission station has been in operation for nearly 20 years,and after many transformations and expansions,the process system
4、,grounding system and underground cable are complicated.Based on the investigation and analysis of the gas transmission station,the design method of regional cathodic protection system combining feed test and numerical simulation is proposed,which effectively guides the selection of potentiostat,loo
5、p design and anode optimization.Key words:area cathodic protection;complex gas station;feeding test;numerical simulation作者简介:延旭博(1991),男,河北易县人,工程师,硕士,主要从事长输天然气站场运行管理相关工作。0 引言随着站内管道完整性管理理念的普及,对在运输气站场追加区域阴极保护已成为腐蚀控制的必要手段。对于运行多年、经过多次扩建的站场,其工艺流程及接地系统复杂、新旧管道互联互通,且地下的各类电缆位置、埋深情况不明,区域阴极保护的设计和实施存在一定难度。单纯的理论
6、计算已无法满足其设计的需求,在详细调研的基础上,结合馈电试验和数值仿真的方法,对区域阴极保护系统进行设计,并检验其效果。1 概述1.1 输气站基本情况输气站Z位于华北平原地区,占地面积40亩,涵TOTAL CORROSION CONTROLVOL.37 No.09 SEP.202326经验交流Experience Exchange技术盖三条输气主管线以及两条支线管道,基本参数如表1所示。站内工艺管道建成年代不一,材质不同,早期站内工艺及接地系统图纸已无法参考,另外经过多次改造,如加手动阀门更换为电动阀门、就地压力表、温度表更换为压变、温变等,新增大量接地。近年随着输气量增加和管网互联实施,在老
7、旧工艺区东侧新建工艺区。厂区平面图如图1所示。图1 输气站Z平面图1.2 资料调查在资料收集和调查阶段,主要调研站场工艺管道管径、埋地管道基础参数、现场测量土壤环境条件、接地网的规模、材料类型以及区域的分布情况,以便充分掌握站场的相关资料,分析实施区域阴极保护的可行性条件及需要注意的问题。(1)现场埋地管道调研情况站内区域阴保的对象包括站内埋地工艺管线、放空管线、排污管线等。埋地管道规格有20 1219等多种,总长度约2641m,总表面积约2502m2,统计表如表2所示;表2 站内埋地管道规格统计表规格长度(m)表面积(m2)50446.91 60407.54 897520.971141686
8、0.17 1599245.96 168568299.78 219659453.40 406679866.06 508210335.15 1219106405.94合计26412502(2)土壤电阻率调研经使用ZC-8接地电阻测量仪实地测量,Z输气站的土壤电阻率调研数值如表3所示;表3 站内土壤电阻率调查表深度(m)阻值()平均电阻率(.m)24.35453.4106.7101.487.92150.984.78200.670.65250.475.36300.382.425表1 输气站Z输气管道参数序号管道管径(mm)设计压力(MPa)管道类型投产时间1A5086.4干线20012B121910干
9、线20223C121910干线20214D2194.0分输支线20065E2192.5分输支线2002全面腐蚀控制第37卷第09期 2023年09月27经验交流Experience Exchange技术(3)其他资料收集收集Z输气站的工艺流程图、新建工艺区的设计资料、接地系统资料、与管道连接的放空、排污管道资料及所在区域的地质勘查报告等。2 Z输气站区域阴极保护系统设计2.1 保护方式选择对于工艺简单、规模较小的站场,可以考虑采用牺牲阳极法保护,但该方法电流输出量小,对于大型场站很难实现有效保护。结合GB/T 35508-2017场站内区域性阴极保护等规范要求,采用强制电流法,同时输气站X工艺
10、较为复杂,阴极保护电流消耗量大,采用多回路设计,避免单回路负荷过大、电流分布不均匀等问题。2.2 阳极布置方式在已建成的站场追加区域阴保系统,阳极布置方式可以采用分布式浅埋阳极地床、深井阳极地床或两种方式结合1。(1)分布阳极多用于地表空间较大,且土壤电阻率不高的情况下。分布式浅埋阳极地床在合理布置的前提下,自身干扰较小,可以使被保护体拥有更为均匀的电位分布。分布式浅埋阳极对站内空间的要求较高,站内开挖工程量大,特别是补加区域阴保的站场,在开挖中难免与已有的接地系统、各类动力、通讯的强弱电的电缆交叉,增加施工风险。此外,在间距较近的情况下,分布式浅埋阳极会产生比较大的干扰问题,屏蔽现象也很突出
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