强制电流阴极保护在民用运输机场机坪供油工程中的应用

刘晓蕾

摘 要：国内大中型民用运输机场普遍采用机坪加油管道作为机场机坪供油系统，受机场运行时间和机坪场地特殊性的影响，若机坪加油管道发生腐蚀，需要破除并恢复相应的机坪道面板块，且需在机场停运时间进行维修，势必需要大量的投资，因此，机坪加油管道的完整性尤为重要。与牺牲阳极的阴极保护法相比，强制电流阴极保护从长远看更为经济且便利。结合公司多年的民用运输机场供油工程项目经验，介绍强制电流阴极保护在民用运输机场机坪供油工程中的应用，总结并提出相关建议。

关键词：民用运输机场；机坪供油工程；强制电流阴极保护

民用运输机场内供油工程主要包含机场油库、航空加油站、管线车停放点、机坪加油管道等。机坪加油管道由机场油库油泵棚或油泵房引出，进入飞行区围界，通过管道上的加油栓井为机坪机位上的飞机进行加油作业。机坪加油管道的敷设受机场油库位置、航站楼和机坪机位布置等因素的影响，敷设空间较为有限，构型较为复杂。管道全部敷设在机坪混凝土道面下，若发生腐蚀会影响管道的完整性，且后期的运行维护较为困难、投资较高，因此，机坪加油管道防腐对于保护管道的完整性尤为重要。阴极保护作为管道防腐的重要手段，主要有牺牲阳极和强制电流两种方式[1-7]。本研究根据公司多年的供油工程设计经验，总结强制电流阴极保护在民用运输机场机坪供油工程中的应用，并提出了相关建议。

1 强制电流阴极保护原理

强制电流阴极保护原理为电解池反应原理，管道作为电解池系统的阴极，辅助阳极作为电解池系统的阳极，具体如图1所示。民用运输机场机坪供油工程强制电流阴极保护采用恒电位仪提供强制电流，常用的辅助阳极有深井阳极和柔性阳极。

2 強制电流阴极保护设计

根据机坪加油管道的长度、管径、管道壁厚、土壤电阻率、钢管电阻率及管道的最大、最小保护电位等参数，计算出阴极保护站的保护面积、总的需求保护电流、单侧保护长度、深井阳极或柔性阳极的接地电阻以及恒电位仪的选用规格。其中，通过单侧保护长度和管道总长，可以确定保护机坪全部管道的阴极保护站数量。

2.1 深井阳极地床

目前，每个阴极保护站设置一个深井阳极地床，深井阳极地床深度为54 m，成孔直径Φ为300 mm，阳极地床设置13支混合金属氧化物（Mixed Metal Oxide，MMO）辅助阳极，阳极非活性区深度为15 m。采用Φ为25 mm×1 000 mm的MMO阳极，阳极间距约3 m，具体的深井阳极地床安装示意如图2所示。

2.2 柔性阳极地床

柔性阳极与机坪加油主管管道同沟平行敷设，具体的安装流程如图3所示。为管道的距离满足《阴极保护MMO/Ti柔性阳极》（GB/T 33637—2017）规范中的要求，间距要大于等于300 mm。目前，机坪加油管道的柔性阳极阴极保护采用MMO/Ti柔性阳极，其本质是用钛丝替代原柔性阳极中间的导电聚合物电缆。MMO阳极丝本身具有良好的电化学性能，即使焦碳粉消耗完了，MMO丝也可以单独作为辅助阳极使用。

强制电流阴极保护方式阴极保护站多数情况设置在机场油库或者航空加油站内，个别也有设置在机坪上面的情况。为便于阴极保护的日常管理，管道沿线每隔1 km左右设置一支阴极保护电位测试桩或可以远传信号的电位采集桩。为防止阴极保护电流通过不需要阴极保护的金属接地装置，影响阴极保护的效果，机坪加油管道与航空加油站在油库里的工艺管道连接处设置绝缘接头或绝缘法兰。为防止雷击或感应电压损坏绝缘接头或绝缘法兰，在绝缘接头或绝缘法兰处安装防电涌的火花间隙进行保护。同时，对于双管或多管敷设的情况，为避免管道间的电位差产生相互干扰，设置均压线。

3 结论及建议

（1）深井阳极地床具有阳极地床气阻随时间延长电阻率增大的问题，并且还会对周围其他金属构筑物造成一定的杂散电流干扰。采用柔性阳极地床时，柔性阳极沿被保护管道近距离敷设，可有效避免上述问题。因此，对于新建的大中型机场建议采用柔性阳极阴极保护方式。（2）每个机场的投资、建设阶段等方面存在不同，因而对于机场具体的强制电流阴极保护方式的选用，还应根据实际情况进行分析，例如对于改扩建机场，由于受机场机坪道面和机场运行时间的限制，从投资角度和施工难易程度等方面进行考虑，深井阳极阴极保护方式要优于柔性阳极阴极保护方式。

[参考文献]

[1] 张微.浅谈强制电流阴极保系统运维中存在的问题及解决办法[J].全面腐蚀控制，2019，33（10）：83-84，92.

[2] 沈立龙.强制电流阴极保护远程监测系统[J].煤气与热力，2019，39（9）：33-35，43.

[3] 孙方亮.阴极保护技术在站外埋地钢质管道上应用效果分析[J].化学工程与装备，2017（12）：110-112.

[4] 刘进博，赵志卫，王庆，等.地下储气库输气管线腐蚀影响因素分析及防范措施[J].化工管理，2017（31）：123.

[5] 陈良，刘薇.埋地输油管道的阴极保护措施探析[J].科技创新与应用，2020（12）：138-139.

[6] 胡钊.强制电流阴极保护实时腐蚀防护分析[J].科技创新导报，2019，16（6）：98，100.

[7] 郑海岩.应用均压线连接对多条管道实施强制电流阴极保护[J].全面腐蚀控制，2018，32（9）：39-41.