陰極保護(hù)的主要裝置

1、陰極保護(hù)的主要裝置陰極保護(hù)的主要裝置有：絕緣法蘭、測試樁、檢查片。陰極保護(hù)還需要電源設(shè)施，輔助陽極，或代替直流電源的犧牲陽極等。一、絕緣法蘭 絕緣法蘭是在管道上安裝的具有電絕緣性能的法蘭接頭。它包括一對鋼質(zhì)金屬法蘭和法蘭間的絕緣密封零件,法蘭緊固件,以及緊固件與法蘭間的電絕緣件,和與法蘭相焊的一對鋼質(zhì)短管。（一）絕緣法蘭的作用與安裝安裝絕緣法蘭的目的,是將被保護(hù)管道和不應(yīng)受保護(hù)的金屬體從導(dǎo)電性上分開。它是在施加陰極保護(hù)的管段上設(shè)置的,以切斷管道的電連續(xù)性為目的,具有電絕緣性的法蘭接頭。如果沒有此裝置,保護(hù)電流將會沿著金屬導(dǎo)體流到不應(yīng)受保護(hù)的管道、金屬體或大地從而增大電源功率的輸出,縮短保護(hù)長度

2、。在雜散電流干擾區(qū),絕緣法蘭還可用來分割干擾區(qū)和非干擾區(qū)，減少雜散電流的干擾區(qū)域。絕緣法蘭一般安裝在下列各處。1.管道與站、庫的連接處。2.支管與干管的連接處。3.有防腐層管段與裸管道的連接處。4.管道大型穿、跨越的兩端。5.新、舊管道,不同材質(zhì)管道的連接處。6.雜散電流干擾區(qū)。（二）絕緣法蘭的構(gòu)造與安裝絕緣法蘭分為比壓密封型（簡稱I型）和自緊密封型（簡稱型）絕緣法蘭。I型絕緣法蘭只應(yīng)用于公稱壓力PN2.5MPa的場合。I型和型絕緣法蘭的結(jié)構(gòu)分別見圖1和圖2。 絕緣密封墊片和緊固件絕緣零件在絕緣工作表面間的電阻值均應(yīng)不小于500M。有關(guān)絕緣法蘭的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)可參見SYJ1684絕緣法蘭設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定

3、。制作I型絕緣法蘭的絕緣墊片材料,可以采用橡膠石棉板、耐油橡膠石棉板、氯丁橡膠板、織物基氯丁橡膠板等。制作型絕緣法蘭的絕緣墊片材料,可以采用酚醛層壓布板、環(huán)氧酚醛層壓玻璃布板等。絕緣螺栓襯套和螺栓墊圈的材料,推薦采用高強(qiáng)度的酚醛層壓布板（棒）。有關(guān)絕緣法蘭的安裝有以下規(guī)定：1.絕緣法蘭的選擇根據(jù)絕緣法蘭應(yīng)根據(jù)使用的溫度、壓力及絕緣性能進(jìn)行選擇, 應(yīng)避免安裝在有可燃性氣體的封閉場所。應(yīng)預(yù)組裝、檢驗(yàn)合格后,才可整體焊接在裝設(shè)處。2.絕緣法蘭敷設(shè)防腐涂層絕緣法蘭嚴(yán)禁安裝在張為彎處,安裝后的絕緣法蘭外面應(yīng)敷設(shè)良好的防腐涂層。絕緣法蘭嚴(yán)禁埋地和浸泡在水中,法蘭兩側(cè)各10m內(nèi)的管道,應(yīng)做特加強(qiáng)防腐,防止短

4、路。3.內(nèi)壁防腐涂層輸水管道絕緣法蘭內(nèi)壁應(yīng)涂一定長度的內(nèi)防腐涂層，以防內(nèi)部導(dǎo)通，喪失電絕緣性。4.防電保護(hù)設(shè)施絕緣法蘭兩側(cè)應(yīng)設(shè)有預(yù)防雷擊和過電流的保護(hù)設(shè)施。（三）整體埋地型絕緣接頭絕緣法蘭是陰極保護(hù)的重要構(gòu)件之一。其絕緣性能的優(yōu)劣往往影響和決定工程的整體保護(hù)效果。絕緣法蘭絕緣不良,可導(dǎo)致陰極保護(hù)的失敗和大量保護(hù)電流的散失。但上述絕緣法蘭本身存在著很多隱患與缺陷。1.密封性能差絕緣法蘭密封性能不夠理理想。2.裝配缺點(diǎn)現(xiàn)場裝配很難滿足潔凈、干燥的條件。3.吸水性缺點(diǎn)絕緣材料吸水后易老化。4.接頭處易短路接頭處極易造成短路,大部分是由于外部異物掉入法蘭溝槽引起。5.耐壓弱耐擊穿電壓能力弱。6.不能直

5、埋必須設(shè)置檢修井或架空,維修費(fèi)用高。因此,絕緣法蘭是比管道更易淺漏的連接處和薄弱環(huán)節(jié)。近30年來隨著陰極保護(hù)技術(shù)的發(fā)展,電絕緣連接的方法也在不斷的改進(jìn)和發(fā)展。已發(fā)展了具有電隔離功能穩(wěn)定的固定可拆卸的管道連接器。特別是整體型絕緣接頭,其剛性設(shè)計(jì)使它具有出色的抗彎能力，可安全搬運(yùn)。其平均絕緣強(qiáng)度在15,000V和20,000V之間。機(jī)械性能與電性能均是高指標(biāo),見圖3。 如圖所示，整體型絕緣接頭由于現(xiàn)置兩道密封連接作用,而提供了防止較高內(nèi)壓下可能產(chǎn)生的漏泄。它可與管道同時敷設(shè)在地下而不用建測試井或閘井，從而方便了施工。國外發(fā)達(dá)國家如美國和西德己用整體埋地型絕緣接頭取代了絕緣法蘭。我國石油天然氣總公司

6、也研制了類似絕緣接頭，并開始在工程上使用。這對于陰極保護(hù)技術(shù)的推廣、尤其是在城市管網(wǎng)中陰極保護(hù)的普及，更為方便和經(jīng)濟(jì)，并節(jié)約了絕緣法蘭阱的占地。（四）絕緣法蘭的防護(hù)在有高壓強(qiáng)電線路的地區(qū)敷設(shè)管道，并安裝有絕緣法蘭時，為防止交流干擾或高壓故障對絕緣法蘭的破壞,常常安裝接地電池來保護(hù)絕緣法蘭見圖4。當(dāng)絕緣法蘭裝在有防爆要求的地方時，應(yīng)用玻璃布包纏并涂裝,以防止發(fā)生火花?；蛘咧苯影惭b帶有防爆火花間隙的絕緣法蘭見圖5。 二、陰極保護(hù)測試樁測試樁是從埋地管道上引出的,用于測量管道陰極保護(hù)參數(shù)的永久測試裝置。 測試樁也叫檢查頭,它沿管道安裝,每隔一定距離焊接一組測試導(dǎo)線,引到測試裝置上。測試導(dǎo)線可固定在水

7、泥測試樁上,或置于保護(hù)鋼管內(nèi)。因此有水泥樁和鋼管樁之分,測試樁有設(shè)置在地上的,有設(shè)置在地下的,長輸管線一般設(shè)置在地上,城市管線因占地的限制有些設(shè)在地表下，結(jié)構(gòu)都相同。測試樁的典型結(jié)構(gòu)及導(dǎo)線連接見圖6。鋼制地上測試樁,是由鋼制成的或是合成材將型的,其上端呈扁平狀,由帶有編號盤的硬聚氯乙烯管,及一帶鎖的蓋板和后面裝有接線端子的絕緣板組成?；炷翗兜纳喜恳苍O(shè)有測試盒，鑄造的盒子內(nèi)裝有塑料板和必要數(shù)量的接線端子,通過帶有穿入口的2英才鋼管穿入電纜。設(shè)于地表下的測試樁經(jīng)常因地下濕氣和凝水的浸蝕受到損壞。為此,將測試頭密封在一個封閉的塑料盒內(nèi),且按線端一律選用鋼制品。否則會造成測試誤差。測試樁一般應(yīng)設(shè)立在

8、(對于長輸管線)：1.被保護(hù)管道每隔l2公里設(shè)一電位測試樁；2.被保護(hù)管道每隔58公里設(shè)一電流測試樁；3.管道穿、跨越過鐵路、公路、河流處，；4.絕緣法蘭兩側(cè)；5.雜散電流干擾區(qū)；6.與其它管道、電纜交叉處。城市管線則應(yīng)根據(jù)地形和地理位置和管線分布的實(shí)際情況設(shè)置必要的測試樁。例如：高、中壓線，中、低壓線的交接處；主干線與支線的相交處等。上述第3、4、5、6條也適用于城市管線。三、檢查片為了定量測量陰極保護(hù)效果,而在管道沿線典型地段埋設(shè)的與被保護(hù)管道相同材質(zhì)的鋼質(zhì)試片。檢查片一般成對埋設(shè),一片與管道相連（施加電保護(hù)）,另一片不相連。經(jīng)一定時間后開挖、稱重、計(jì)算保護(hù)度。式中G1無電保護(hù)檢查片的失重

9、，g；S1無電保護(hù)護(hù)檢查片的面積，cm2；G2有電保護(hù)檢查片的失重，g；S2有電保護(hù)檢查片的面積，cm2。鋼試片的大小為：100mm×50mm×5mm。稱重精度為0.01g。試片要經(jīng)有機(jī)溶劑脫脂,酸洗除銹和去除軋制氧化皮。吹干干燥24小時后才能精確稱重。并用瀝青或石蠟將檢查片上編號和準(zhǔn)測試都位涂敷覆蓋,嚴(yán)格計(jì)算暴露面積。檢查片常規(guī)測試周期不得小于一年。推薦為1、2、5、10、20年。檢查片埋設(shè)參見圖7。 檢查片之間相距300mm。在雜散電流干擾區(qū),應(yīng)把檢查片埋在直流雜散電流從管道流出的地點(diǎn)。檢查片單位時間單位面積的失重按下式計(jì)算：式中V檢查片平均腐蝕速率，mg/（cm2&#

10、183;d）；W檢查片失重，g；A檢查片暴露面積，cm2；t檢查片埋設(shè)時間，d。檢查片單位時間的平均厚度損失為：式中VL檢查片平均腐蝕速度，mm/a；檢查片密度，g/cm3。四、均壓線為避免干擾腐蝕，用電纜將同溝敷設(shè)、近距離平行或交叉的管道連接起來,以消除管道之間的電位差,比電纜稱之為均壓線。地壓線安裝后,兩管道間的電位差不超過50mV。均壓線的施工多在己運(yùn)行中的管道上進(jìn)行,為保證不停輸?shù)膸菏┕l件,要求比施工必須快速、安全。為避免動火,我國四川氣田建設(shè)中采用了導(dǎo)電膠粘接技術(shù)。并經(jīng)實(shí)踐證明了用導(dǎo)電膠粘接均壓線完全符合使用要求。 導(dǎo)電膠不但要有一定的粘接強(qiáng)度,而且還要具有優(yōu)良的導(dǎo)電性,并能在短時間內(nèi)迅速固化，達(dá)到良好的粘接和導(dǎo)電。導(dǎo)電膠成份有,有市售導(dǎo)電膠和自制導(dǎo)電膠兩種配方。（一）市售導(dǎo)電膠配方有DAD-l和DAD-2兩種1.DAD-1導(dǎo)電膠的組分：303改性酮苯二酚甲醛三聚甲醛銀粉氫氧化鈉1份0.2份3.6份0.05份2.DAD-2導(dǎo)電膠的組分：聚酯樹脂改性的異氰酸酯銀粉1份4份10份（二）自制