保障油氣管道生產(chǎn)運(yùn)行的雷電與靜電防護(hù)措施

劉良子 西南管道貴陽輸油氣分公司

為了將油氣管道防護(hù)雷電靜電工作更好地開展，系統(tǒng)地總結(jié)了油氣管道容易遭受雷擊與靜電的情況，以便生產(chǎn)管理人員對(duì)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行更好地識(shí)別，對(duì)防護(hù)雷擊靜電工作有重點(diǎn)有目的地進(jìn)行開展。有關(guān)防護(hù)措施和標(biāo)準(zhǔn)建立健全，無論對(duì)于油氣管道的安全運(yùn)行，還是防護(hù)雷電與靜電，都具有至關(guān)重要的現(xiàn)實(shí)意義[1]。

一、油氣管道場站受雷電和靜電的影響

（一）雷電影響

相對(duì)于埋地管道，油氣場站的跨越管道和管道地面部門，都屬于比較好的接閃器。管道有雷電出現(xiàn)時(shí)，管道的下方地面就會(huì)有大范圍的靜電場形成，如同大地一樣，埋地管道也會(huì)有反電荷產(chǎn)生，積累電荷達(dá)到一定的程度，并且放電的條件已經(jīng)具備時(shí)，就會(huì)表現(xiàn)出強(qiáng)放電現(xiàn)象。管道PE三層因?yàn)榫哂薪^緣的性能，油氣管道很慢才能夠感應(yīng)到泄放的速度，管道局部進(jìn)行放電時(shí)，在管道內(nèi)，其他感應(yīng)電荷會(huì)對(duì)地消散形成強(qiáng)電流。管道絕緣層的電阻如果比較低，不會(huì)很大程度地破壞管道，管道絕緣層的性能如果比較好，在管道絕緣的地方，浪涌會(huì)有高電壓產(chǎn)生，導(dǎo)致二次放電，嚴(yán)重地破壞油氣管道設(shè)施和設(shè)備[2]。普通金屬管道，自身就屬于良導(dǎo)體，容易導(dǎo)致通道泄放直擊雷電，造成雷擊的現(xiàn)象出現(xiàn)。在油氣管道中，雷擊無論對(duì)于防腐蝕電源，還是陰極保護(hù)設(shè)備，都會(huì)有影響，電容和放電管以及集成電路等是受損的關(guān)鍵，雷擊嚴(yán)重容易損壞設(shè)備主板。陰極保護(hù)設(shè)備主要運(yùn)用接陰電纜和陰極電纜連接管道，無論是管道上的感應(yīng)雷，還是直擊雷，產(chǎn)生的雷電電流對(duì)設(shè)備都有直接地?fù)p害。

（二）靜電影響

油氣管道運(yùn)輸?shù)倪^程中，沉降、流動(dòng)、過濾、飛濺以及晃動(dòng)等相關(guān)情況都會(huì)出現(xiàn)，分離和摩擦的過程中，靜電很容易產(chǎn)生。油氣管道場站中，噴射、流動(dòng)、沉降以及沖擊等有關(guān)靜電情況經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)。流動(dòng)帶電是最常見的靜電情況，流動(dòng)在油氣管道中，由于油品流動(dòng)使雙電層出現(xiàn)了變化，帶走了油品電荷，束縛了原管壁內(nèi)側(cè)的電荷，跑到外側(cè)變成了自由電荷，導(dǎo)致油氣帶電情況發(fā)生，在管道傳輸噴射帶電的過程中，管道噴射輸送油品時(shí)，束狀油品接觸和分離空氣的現(xiàn)象發(fā)生，造成油品帶電出現(xiàn)。產(chǎn)生靜電時(shí)，很容易造成管道爆炸等現(xiàn)象出現(xiàn)，嚴(yán)重地影響管線運(yùn)輸?shù)娜松砗拓?cái)產(chǎn)安全[3]。

二、保障油氣管道生產(chǎn)運(yùn)行防護(hù)雷電與靜電的措施

（一）油氣管道生產(chǎn)運(yùn)行中防護(hù)雷電的措施

其一，接閃。防護(hù)直接雷擊，若想實(shí)現(xiàn)，必須要裝置防雷，場站周圍油氣管道場站防雷措施與接閃設(shè)備必須一同設(shè)計(jì)。其三，接地。從當(dāng)前來看，多點(diǎn)接地和浮地是油氣管道場站儀表接地的主要措施。浮地就是建筑物與儀表工作地的接地系統(tǒng)必須保持絕緣，油氣管道內(nèi)電磁就不會(huì)干擾儀表，地電位變化也不會(huì)影響儀表系統(tǒng)，但是，若雷電比較強(qiáng)時(shí)，浮地?zé)o法保障儀表設(shè)備的電壓，高電壓容易擊穿絕緣間隙，損壞儀表電線路，該接地方式將就近接地的優(yōu)勢(shì)突出來了，使接地線寄生電感變小，以防高壓電損壞電子電路。其二，均壓。雷擊出現(xiàn)時(shí)，瞬態(tài)雷電電壓路徑就會(huì)升高，導(dǎo)致周圍金屬物體與路徑呈現(xiàn)瞬態(tài)電位差，瞬態(tài)電位差發(fā)生高于二者之間的絕緣耐受強(qiáng)度時(shí)，介質(zhì)就會(huì)被擊穿，該擊穿放電會(huì)損壞儀表設(shè)備，產(chǎn)生電磁脈沖，損壞油氣管道的儀表設(shè)備。為了將擊穿金屬物體和雷電瞬態(tài)電流路徑消除，必須要連接現(xiàn)場儀表的構(gòu)架、金屬外殼、設(shè)施、金屬設(shè)備、組織元件外殼以及儀表控制室等，同時(shí)還要連接接閃防雷接地的系統(tǒng)，從而使等電位連接完善得以實(shí)現(xiàn)[4]。

（二）油氣管道生產(chǎn)運(yùn)行中防護(hù)靜電的措施

其一，控制管道內(nèi)油氣的流速。油氣在管道內(nèi)流速越高，靜電量產(chǎn)生就會(huì)越高，所以，將油氣流速合理地控制，對(duì)于靜電量的控制和減少都是重要的措施，但是，流速如果過慢，會(huì)提高效益和成本，所以，浸沒管道口以后，可以適當(dāng)?shù)靥嵘蜌饬魉佟Ｆ涠档透咂痣姴馁|(zhì)與油品的摩擦。無論管道運(yùn)輸時(shí)，還是裝卸時(shí)，電導(dǎo)率降低的高起電材質(zhì)，例如，高分子聚合物、雜質(zhì)、水以及空氣等，不可以采用綢套過濾，輸油的過程中，必須處理好輸油系統(tǒng)的雜質(zhì)和水分，封閉好吸入口系統(tǒng)，不能吸入空氣，不可以使用非導(dǎo)電塑料桶作為油氣裝罐桶。其三，控制油氣管道裝卸油的方式。油氣頂部的噴濺裝卸，油品會(huì)對(duì)罐壁進(jìn)行沖擊，油品在罐內(nèi)會(huì)產(chǎn)生膠東，不但會(huì)使油氣的霧化和蒸發(fā)速度加快，而且，還會(huì)不斷地增加容器內(nèi)油品的靜電量[5]。有效運(yùn)用潛流式裝卸，能夠使噴濺和沖擊很大程度地減少。管道場站裝卸時(shí)，還應(yīng)該展開密閉，油罐與油管的距離不能超過0.2米。其四，人體靜電的防護(hù)。操作人員經(jīng)常會(huì)在比較危險(xiǎn)的地方接觸設(shè)備和工作，由于電氣化可能會(huì)造成事故發(fā)生。人體穿的內(nèi)衣和外衣材質(zhì)不同，穿著與脫下，產(chǎn)生的靜也不一樣。人體的內(nèi)衣和外衣，若是羊毛織物和化學(xué)纖維織物，最高靜電產(chǎn)生并放電，會(huì)將爆炸性混合氣體點(diǎn)燃。所以，化學(xué)纖維衣服應(yīng)該避免在危險(xiǎn)場所穿，操作人員應(yīng)該穿棉布衣服和防靜電的衣服。

在管道系統(tǒng)工作中，防御油氣管道的雷電與靜電至關(guān)重要，防護(hù)雷電與靜電的過程中，應(yīng)該將防護(hù)技術(shù)綜合運(yùn)用，合理科學(xué)地規(guī)劃管道的電路，從而使雷電與靜電導(dǎo)致的災(zāi)害問題得以避免。