摘　要：隨著燃?xì)夤芫W(wǎng)的不斷發(fā)展與建設(shè)，閥門(mén)的使用量也隨之增多。閥門(mén)在安裝和使用時(shí)往往需要進(jìn)行接地，本文從手動(dòng)閥門(mén)、電動(dòng)閥門(mén)的接地問(wèn)題出發(fā)，分析閥門(mén)接地對(duì)管網(wǎng)陰極保護(hù)的影響，同時(shí)根據(jù)不同情況，提出了解決接地影響的方法。希望本文能為科學(xué)研究和生產(chǎn)建設(shè)提供一定的參考和依據(jù)。

關(guān)鍵詞：閥門(mén)　電動(dòng)閥門(mén)　接地　陰極保護(hù)　管道

Abstract：With the continuous development and construction of the gas pipeline network，the amount of using valves also increases．Installation of valves often requires grounded．With the manual valves and electric valves grounded problems，this article will analyze the effects of grounded valve to the cathodic protection of pipelines and give solutions of the grounded methods under different circumstances．Hoping this article can provide sonic reference and basis to scientific research，production and construction．

Keywords：Valve Electric Valve Grounded Cathodic Protection Pipeline

隨著燃?xì)夤芫W(wǎng)的不斷發(fā)展與建設(shè)，管網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，閥門(mén)的使用量也隨之增多^[1]。由于燃?xì)馐且环N易燃、易爆的介質(zhì)，燃?xì)庑袠I(yè)存在高危險(xiǎn)性。在燃?xì)廨斔瓦^(guò)程中，必須保證管網(wǎng)防靜電、防雷電、陰極保護(hù)等相關(guān)保護(hù)設(shè)施的正常運(yùn)行，以保證燃?xì)膺\(yùn)營(yíng)的安全。

為了保證燃?xì)忾y門(mén)的密封性，在管網(wǎng)建設(shè)中普遍采用的是軟密封球閥。按照開(kāi)關(guān)操作方式將球閥分類(lèi)，可以分為手動(dòng)球閥和電動(dòng)球閥。囚傳統(tǒng)的手動(dòng)球閥具有對(duì)外界環(huán)境條件要求較小、開(kāi)關(guān)限位能得有效保證等方面的優(yōu)點(diǎn)，在管網(wǎng)建設(shè)中使用量最大。但隨著電工電子技術(shù)的發(fā)展和遠(yuǎn)程控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的推廣與應(yīng)用，電動(dòng)閥門(mén)的安裝使用也不斷增多。無(wú)論是手動(dòng)閥門(mén)和電動(dòng)閥門(mén)，出于安全的目的往往都需要進(jìn)行接地^[2]，常見(jiàn)的接地方式主要有直接接地、惰性材料接地、鋅包鋼接地等。但是，閥門(mén)接地會(huì)給管網(wǎng)的陰極保護(hù)帶來(lái)很大的影響，特別是采用外加電流的陰極保護(hù)系統(tǒng)。一旦陰極保護(hù)失效，埋地鋼質(zhì)管道發(fā)生腐蝕的風(fēng)險(xiǎn)增大，甚至?xí)斐晒艿谰植扛g、腐蝕穿孔、腐蝕開(kāi)裂等現(xiàn)象，直接影響著燃?xì)獍踩a(chǎn)與運(yùn)行。本文將從閥門(mén)不同的接地方式同時(shí)結(jié)合閥門(mén)的操作類(lèi)型，對(duì)接地問(wèn)題中給陰極保護(hù)帶來(lái)的影響進(jìn)行分析，提出解決的方法。

陰極保護(hù)系統(tǒng)電路路徑的構(gòu)成包括：土壤、管道、導(dǎo)線^[2]。對(duì)于直流電路來(lái)說(shuō)，根據(jù)歐姆定律可以知道，電路中的電流在流動(dòng)過(guò)程中，電流會(huì)始終傾向于在電阻較小的路徑流動(dòng)。當(dāng)管道的防腐層面電阻率變化不大、防腐層沒(méi)有出現(xiàn)嚴(yán)重的破損點(diǎn)和接地的情況時(shí)，管道表面陰極保護(hù)電流的分布是相對(duì)較為均勻的，如圖1所示。

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但是由于接地原因直接與大地形成電通路(短路)時(shí)，接地短路點(diǎn)位置上的電阻是極小的。在這種情況下，陰極保護(hù)電流在流動(dòng)時(shí)會(huì)優(yōu)先選擇電阻較小的接地點(diǎn)位置，會(huì)在接地點(diǎn)的位置形成陰極保護(hù)電流的集中流入^[3](根據(jù)陽(yáng)極的位置情況、雜散電流的分布情況，也可能會(huì)出現(xiàn)電流集中流出的現(xiàn)象，電流流出的位置會(huì)受到強(qiáng)烈的腐蝕)，接地點(diǎn)附近的其他位置將得不到足夠的陰極保護(hù)電流而處于欠保護(hù)的狀態(tài)，這種現(xiàn)象也叫做陰極保護(hù)的短路屏蔽效應(yīng)，如圖2所示。處于欠保護(hù)位置的管道，在水、土壤等環(huán)境的作用下發(fā)生腐蝕反應(yīng)，使管道壁厚減薄，管道處于腐蝕失效的風(fēng)險(xiǎn)之中。

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從防腐層破損點(diǎn)的角度上看，接地點(diǎn)的位置相當(dāng)于一個(gè)較大的破損點(diǎn)。對(duì)于正常的帶有防腐層的管道，一般在陰極保護(hù)設(shè)計(jì)和運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中，認(rèn)為防腐層破損點(diǎn)的面積只占防腐層總面積的1％-10％左右，而在出現(xiàn)接地點(diǎn)后，特別是由于接地極或接地網(wǎng)引起的接地短路(接地電阻在幾個(gè)歐姆或者零點(diǎn)幾個(gè)歐姆)，在陰極保護(hù)的電流需求計(jì)算時(shí)，折合成破損點(diǎn)的面積時(shí)甚至可能會(huì)占到總面積的50％以上，在這種情況下可能會(huì)使接地點(diǎn)附近幾公里的管線得不到有效保護(hù)。

另外，在管道有接地發(fā)生時(shí)，會(huì)使陰極保護(hù)所需要的電流增大，增加了陽(yáng)極消耗速率，降低了陽(yáng)極壽命。對(duì)于外加電流系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，輸出電流的增大，造成了不必要的電力浪費(fèi)。所以接地問(wèn)題應(yīng)該在陰極保護(hù)設(shè)計(jì)和運(yùn)行維護(hù)中引起關(guān)注。

在輸送易燃、易爆氣體時(shí)，應(yīng)該對(duì)管道進(jìn)行防靜電處理使靜電不會(huì)形成積累過(guò)程，常用的方法是將管道、閥門(mén)、法蘭等關(guān)鍵位置進(jìn)行接地。對(duì)于場(chǎng)站、野外的露空閥門(mén)還要采取防雷擊處理措施，將露空閥門(mén)接地能夠有效地防止雷擊帶來(lái)的大電流放電、擊穿損壞等。閥門(mén)接地還能降低或避免人員在開(kāi)關(guān)操作時(shí)觸電的危險(xiǎn)。

閥門(mén)直接接地常見(jiàn)于閘井中，對(duì)于大口徑的閥門(mén)，為了有效的避免懸空帶來(lái)的自重下墜的趨勢(shì)風(fēng)險(xiǎn)，往往將閥門(mén)下方砌筑平臺(tái)。如果平臺(tái)是磚砌、砂石、混凝土結(jié)構(gòu)，閘井內(nèi)的環(huán)境一般都陰暗潮濕，這些平臺(tái)會(huì)在水的作用下，變得濕潤(rùn)、導(dǎo)電，接地電阻變小。如果閥門(mén)的外防腐或者防銹漆脫落、破損時(shí)，會(huì)與平臺(tái)、大地形成電通路。在沒(méi)有絕緣隔離措施或者線路跨接的情況下，陰極保護(hù)電流會(huì)通過(guò)土壤、平臺(tái)、閥門(mén)構(gòu)成的短路點(diǎn)位置集中地流入，會(huì)引起管道的其他位置陰極保護(hù)電流不足，管道處于欠保護(hù)的狀態(tài)。