1 工作原理及主要技术参数
1.1 工作基本原理
恒电位仪是外加电流阴极保护系统中向被保护金属构筑物表面提供直流电流的关键设备。用于阴极保护的恒电位仪整体说是一个负反馈放大—输出系统,与被保护物(如埋地管道)构成闭环调节,通过参比电极测量通电点电位,作为取样信号与控制信号进行比较,实现控制并调节极化电流输出,使通电点电位得以保持在设定的控制电位上。其过程是:不管什么原因—供电系统电压波动,环境介质导电性变化,或电路参数漂移—使输出增大,导致通电点电位上升,则取样信号增大,取样信号是加在恒电位仪比较放大的反相输入端,与接在正相输入端控制信号比较后使放大器放大倍数下降,控制极化电源输出减小,使通电点电位下降,回复到原设定的控制电位值上;同样,如果什么原因使通电点电位下降,参比电极得到的取样信号下降,经过与控制信号比较使放大器放大倍数上升,控制极化电源输出增大,通电点电位上升,回复到原设定的控制电位值上。也就是当外部或内部任何原因造成被保护物对地电位变化时,恒电位仪都能相应地增大或减小输出把变化的电位拉回来,使通电点电位保持不变。
阴极保护的原理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。实现这一目的方法有两种:一种是牺牲阳极阴极保护,一种是外加电流阴极保护。
1.2 恒电位仪主要技术参数
名称:恒电位多用金属防腐仪,型号:MAS-2000,输出电流:10A,输出电压:20V,电源电压:220V,频率:50HZ,机组重量:150kg,外形尺寸(长×宽×高):60×45×130cm。
2 作业一区阴极保护现状
2.1 作业一区阴极保护概况
苏14-1站建立一个阴极保护站,由一台配套阴极保护控制台控制,两台恒电位多用金属防腐仪每月轮流使用、互为备用;深井阳极地床一组(8支)。恒电位仪在无人管理的情况下自动输出电流、电压并使管线稳定控制在最佳保护电位上,用阴极电缆将恒电位仪的阴极输出端接至管线上,使管线处在阴极被保护状态从而达到减缓腐蚀的作用;管线间相互跨接通电,而使每条管线处于被保护状态。采用零位接阴电缆将恒电位仪零位接阴端接至通电点处,采集信号与硫酸铜电极比较,建立自动控制。
作业一区共有集气支线10条,投运干管共计88条。以2016年4月*日至**日数据为例:
2.2 管线跨接方法和措施
由苏14-1集气站接入西二干线:因苏14-2站、苏14-5站、苏14-7站的天然气汇入苏14-1站;在苏14-1站通过接线扁铁,采用电缆跨接的方式将苏14-5站、苏14-7站来气的管线跨接,苏14-7站来气的管线和苏14-2站来气的管线跨接,苏14-2站来气的管线和苏14-1站至西二干线管线跨接,接入西二干线。
由苏14-4集气站接入西二干线:因苏14-3站、苏14-6站的天然气汇入苏14-4站,然后去苏14-1清管站进入西二干线;在苏14-4站通过接线扁铁,采用电缆跨接的方式将苏14-6站来气的管线和苏14-3站来气管线跨接,苏14-3站来气的管线和苏14-4站去苏14-1清管站的管线跨接,接入西二干线。
由苏14-6集气站接入西二干线:苏14-6站至苏14-4站管线通过接线扁铁,采用电缆跨接的方式和苏14-7站至苏14-6站管线跨接,接入西二干线。
3 设备巡护检查项目以及运行中注意事项
3.1 阴极保护设备投运后的巡护检查项目
(1)恒电位仪每日进行一次巡检;检查电流、电压、参比电位。
(2)检查设备本体、室内卫生是否清洁。
(3)每半月对A/B机进行一次切换使用,A/B机互为备用。
(4)每月对测试桩进行一次电位测试。
以2016年2月监测数据为例:
3.2 注意事项
(1)恒电位仪参比电位一般调整为1,参比电位调整范围为0.8~1.3。
(2)恒电位仪输出电压不能超过5A。
4 常见故障原因及解决措施
4.1 装置不工作
断流开关或保险丝电流过载;需重开启断流开关,更换保险丝,调查原因。
4.2 整流器上没有电压
接触电压保护,FU、F1关断,绝缘故障,雷电或高电压影响;需绝缘测量,安装阴极放电器防雷或高电压干扰,检查辅助接地电阻。
4.3 保护电流过低或没有
电缆或触电断开,阴极电阻升高,阳极耗尽;需测量电缆故障位置,测试连接端子,提供整流器电压或安装额外阳极,测试阳极连接,测试电流限制,排除过载或短路,设定控制设备。
4.4 电流无直流输出,电流、电压指示缺相报警
直流熔断器熔丝烧断;需更换新熔丝,检查故障。
4.5没有电位控制
整流器控制故障,控制电极电阻过高;需测试仪表装置,排除交流干扰,检查连接,测量电极的电阻与电位。
4.6 恒电位仪工作嗡嗡发响,无直流输出
恒电位仪半导体元件被击穿;需更换半导体元件。
5 结语
通过对恒电位仪投运后观察,设备运行良好;日常通电点电位检测数据显示效果较好,有效地延缓了集气支线的电化学腐蚀。
摘要：作业一区恒电位仪的投运,对苏14-2至苏14-1站等10条集气支线管线延缓腐蚀,增加使用年限起到关键的作用;通过对设备工作原理、日常检查、巡护内容的阐述,对存在故障提出处理措施,具有重要意义。
关键词：恒电位仪,延缓,腐蚀,使用年限,故障,处理措施