输油管道中绝缘接头保护装置检测研究

1、 输油管道中绝缘接头保护装置检测研究 摘要：绝缘接头是根据绝缘法兰在使用中存在的问题进行改进的换代产品，是钢质管道阴极保护系统中的重要压力元件，广泛应用于钢制管道的阴极保护系统。它是对同时具有埋地钢质管道要求的密封性能、强度性能和电防腐蚀所要求的绝缘性能的管道接头的统称。它包含组合件、绝缘板、填料、密封环、短管等。绝缘接头的安装位置主要在站场的管道进出口、支线管道连接处、不同防腐层的管段间、不同电解质的管段间(如河流穿越处)、交直流干扰影响的管段上以及实施阴极保护的管道与未保护的设施之间。关键词：绝缘接头; 保护装置; 接地电池；阴极保护引言在阴极保护技术中，没有绝缘就没有保护。任何一个阴极保

2、护系统，能够取得成功的关键，必定具备有严格正确的绝缘处理手段。任何一处的绝缘不当，都会造成系统的短路接地，阴保电流的流失，从而造成保护电位的不合格或阳极的大量消耗。在项目实施过程中，这句话说起来容易，但真正做起来，做到位却很难。如何将各项阴保措施落实到位，确保管网绝缘性符合要求，这就要综合考虑各方面原因，多项对接，逐一排查落实。1长输管道阴极保护技术金属电化学腐蚀是指金属与电解质发生电化学反应所产生的腐蚀，阴极保护技术是利用保护电流使金属表面极化（极化电位在-1.20-0.85v之间），从而抑制金属与电解质发生电化学反应，避免腐蚀发生。阴极保护的方法有牺牲阳极法和强制电流法。牺牲阳极法因金属和

3、牺牲阳极之间的驱动电压有限，一般用于所需要保护电流较小的情况。强制电流法主要由恒电位仪、辅助阳极、电绝缘装置、参比电极等装置组成，因其保护电流大且可根据极化电位变化自动调节保护电流大小而得到广泛应用。2阴极保护技术的应用原理在油气长输管道中采取阴极保护技术，能够有效地提升管道的抗腐蚀性能，提高管道的使用年限，以下将进行具体分析。该项技术在油气长输管道中的应用，利用的阴极电流将金属阴极进行极化，具体会采取牺牲阳极或者增加外部电流的方式来实现。在验证是否实现了阴极保护时会采取密间隔测量的方式对管道的阴极数据进行测量，然后判断。在应用该项技术时需要注意以下几点问题：（1）主要是对周围存在导电介质的金

4、属进行保护，比较常见的是海水或者潮湿的土壤。是因为这些介质的性质特殊，便于在导电过程中形成闭合回路；（2）在应用该项技术时要使被保护的金属结构全部浸没在导电介质当中，这样金属表面电流才会更加均匀，阴极保护技术的效率才会更高。三是在对金属进行阴极保护处理时，要确保被保护的金属形状正常，以免阻碍电流的通过，导致距离阳极较远的位置得不到过多的电流，降低了阴极保护的效果。由此可见，油气长输管道自身的特征以及其所处的环境，更加适合应用阴极保护技术。3锌接地电池的检测锌接地电池是绝缘接头的配套产品，允许瞬时大电流冲击，可为管道绝缘连接提供防雷击和其他高压故障电流保护。接地电池由平行靠近的一对锌合金牺牲阳极

5、棒组成，中间用绝缘垫块隔开，然后一起装在装有填包料的棉布袋中，通过引出电缆焊接在绝缘装置(绝缘接头或法兰)的两侧，以防止强电冲击引起的损坏。锌接地电池一般会安装在绝缘接头、阀室等处。在绝缘接头处，它可以防止雷击或电击造成绝缘装置的破坏或操作人员的触电，及时把故障电流、雷击电流排入大地。在阀室处，通过接地电池将阀头与接地网连接，可以有效地避免阴极保护电流的流失，并同时起到安全接地作用。4阴极保护设备阴极保护系统的核心设备是电源（恒电位仪），国外也称之为电源（整流器），二者在功能和技术水平上基本相同。国内大部分管道进行阴极保护通电电位测试，较少测试断电电位。通电电位包括土壤ir降，不能反映管道真实

6、保护情况，特别是防腐层破损严重的管段。电流同步中断电位测量技术解决了阴极保护通（断）电电位测量，包括时钟同步电流中断器和电位采集器。从应用效果看，电流中断器的周期性中断恒电位仪电流输出，测试中产生阶跃性电压、电流峰值变化，中断时间差异对测量结果造成影响，对恒电位仪也产生损害。研发新型的管道阴极保护通（断）电电位测量仪器是发展方向。另一方面，管道存在交直流干扰情况下，无法应用电流中断电位测试技术。国际管道研究协会prci提出使用试片法进行电位测量，基本原理是试片可等同于管道上相同面积防腐层漏点的阴极保护特性和保护效果，实施方法是通过测试桩连接管道与试片，切断管道和试片瞬间测试电位。5地极保护器的

7、检测地极保护器提供非带电金属部件与地极没有连接环境下的等电位连接。地极保护器可用于2个距离较近的独立地极之间的等电位保护、绝缘法兰的绝缘保护，防雷击接地网在超出1kv以上电压时的金属器件保护，防止在雷电来临时会产生空气放电的危险。地极保护器内部由一定间距的2个电极组成绝缘腔，如果发生了雷击现象，由于过电压的作用，绝缘腔体内会发生气体放电，这样两电极之间就会由原来的隔离状态转变为临时的电气连接状态。地极保护器的内部电极采用钨铜金属，该材料具有非常高的抗老化性，使其寿命显著增长，同时具有ex(防爆)设计，允许在有防爆要求的环境中使用。地极保护器自带连接端子，可以直接通过螺丝安装在被保护设备上。ob

8、o地极保护器用于在运行时不可以相互连接的电气设备的电分隔。如果由于雷击使电气设备零件内出现电位升高，则隔离火花间隙可以确保提供导电连接并由此确保电位平衡。6阴极保护系统电绝缘及管道搭接阴极保护系统在恒电位仪自动模式下输出电流突然或逐渐增大，在恒电位仪手动模式下保护电位绝对值突然或逐渐减小，最大原因就是阴极保护系统电绝缘接头（法兰）及管道搭接问题，保护电流通过系统外接地体馈入大地。存在这种情况时，可采取以下技术措施：首先判断被保护系统范围内近期有无外来施工，排除外在施工造成与系统外金属管道搭接因素；其次对系统所属绝缘接头/绝缘法兰应用绝缘件的前后端，应用电位差法判断是否电绝缘失效。绝缘法兰绝缘失

9、效可通过更换绝缘套件修复，绝缘接头绝缘失效只能更换。若不是绝缘件失效，则判断被保护管道是否由于长期土壤沉降与系统外其他金属管道交叉搭接形成导体，可应用管道检测仪采用电流衰减法判断。如2015年某输油管道阴极保护电位全线下降，经该单位技术人员应用pcm管道检测仪，判定距该条管道起始点约800m处，与外单位交叉的金属管道经长期土壤沉淀产生了金属搭接，经开挖在两管道交叉点塞入绝缘电木板，使该条输油管道阴极保护系统恢复正常。7加强施工过程的质量控制一是绝缘接头各相关施工单位应具有相应的施工安装资质，绝缘接头施工安装不得转包或违法分包。二是在质量检验计划等质量体系文件中，应包括对绝缘接头安装施工的技术要

10、求，如埋地的绝缘接头应位于管道的水平或竖直管段上，不应安装在常年积水或管道走向的低洼处；绝缘接头与管件之间宜有不小于6倍公称直径且不小于3m的距离，最终应通过所在管道系统的应力分析计算确定；安装的绝缘接头两端12m范围内不宜有待焊接的死口。三是绝缘接头在现场安装前必须进行水压试验和电绝缘强度试验；绝缘接头在进行水压、严密试验时，若仅通过观察压力表变化情况判断是否渗漏，将难以发现微渗漏情况，现场应增加对微渗漏的检测方法。四是必须按照技术标准进行绝缘接头绝缘性能的日常测试评价；对于站内管道及进、出站绝缘接头处，可在地上埋设检测口，以便于第一时间发现绝缘接头的渗漏现象。结束语(1)由绝缘接头保护装置检测结果看出，保护装置的失效比例较高，对管道的日常运行造成了较严重的安全隐患，应引起足够的重视。应对检测出已经失效的绝缘接头保护装置进行更换。(2)由各种绝缘接头保护装置检测结果对比可知，锌接地电池失效比例最低。今后工程中在满足使用要求的前提下，应优先考虑使用锌接地电池。(3)从检测发现的问题来看，对绝缘接头保护装置进行检测是十分必要的。应按照检测周期的相关规定及时、准确地对保护装置进行检测。参考文献1李刚川,邓同军,汪恋,李气林.接地导致埋地管道阴极保护