为了解决阀门接地所带来的对阴极保护系统的影响,最终目的是要防止阴极保护电流从接地位置集中地流入或者流出,同时还要有效的防止静电的积累和雷击的危害,解决方法的基本思路就是隔直通交(阻止直流通过,降低交流阻抗)。
(1)尽量较少惰性材料(如Cu)接地极的使用,而采取活性材料接地的方式,这样能降低电偶腐蚀对阀门的危害。常用的材料包括:锌包钢、锌带等。另一方面,金属锌可以作为牺牲阳极使用,为阀门提供阴极保护的同时,电回路中还降低了阀门在阴极保护电场的电势。阀门电势的降低,减少了阀门与阳极之间的电势差,使在接地位置的阴极保护电流不会出现过于集中的现象。
但由于接地极与管道直接连通,不但增加了管道从接地极接受杂散电流的危险,而且在管道进行瞬间断电测量,评价阴极保护有效性时难以实施。另外,嵌位式排流方法也能起到隔直通交的作用,但其明显的不足是耐雷电流或故障电流的强电冲击性能较差,存在大电流毁坏设备的可能,管理维护繁琐、费用高,不推荐使用该方法。
(2)同态去耦合器加接地极的方式是国外应用较普遍的方式,也是NACE SP0177-2007标准和加拿大管道腐蚀研究会的专题研究报告PR-262-9913《交流接地对阴极保护的影响报告》中推荐的方式。由于其低阈值电压(-2V/+2V)和雷电冲击漏泄电流量大(100kA)的特点,具有降低感应电压效果好、维护方便、适用性强等优点,同时又能防止杂散电流在管道上汇集后对人体的危害。作为直流隔离和交流耦合装置,当遇到交流故障电流或雷电电流时同态去耦合器会切换到短路模式,以提供过压保护。当过电压过去之后,又自动切换回到直流隔离模式。
如果使用的是经过Fail-Safe认证的固态去耦合器,当遇到自身故障时,会自动变为短路模式,优先保证防止静电和雷击的危险。当固态去耦合器出现自身故障时,巡检人员能够通过测试桩的电位变化或者恒电位仪的输出电流的变化来判断固态去耦合器是否正常工作。特别是具有阴极保护远程传输系统的企业,可以实时的监测固态去耦合器的工作状态。而直接接地法和活性材料接地法这两种方式在出现问题或者故障时,往往不能及时地做出判断,使管道处于欠保护、静电、雷击等风险之中,虽然安装成本较低,但是却为阴极保护的运行和维护带来了很大的闲难。
(3)对于电动阀门,应该对电动部分与阀体部分进行绝缘隔离,还需要保证直流电动阀门的负极线与阀体之间的绝缘,交流阀门的中性线、零线与阀体之间的绝缘。在绝缘性检测时可以使用国外某公司的CE-IT绝缘测试仪,该仪器是一款能够全自动、高灵敏度的检测绝缘性的电子仪器,通常要比直接测试绝缘电阻更加可靠。在使用CE-IT检测绝缘性过程中,当测量结果为“short”时,表示所测两端的电压降在10mV或者更小,此时绝缘不合格,会出现阴极保护电流在短路点集中的问题;当测试结果为“900d”时,表示所测两端的对地电位极性相反或者电压降在大于10mV,同时泄露电流小于25%,绝缘合格;如果显示“Open”可能会需要进行更进一步的测量。
责任编辑:李玲珊
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