油气管道阴极保护技术分析

油气管道阴极保护技术分析

王自喜

锦州石化公司   121001

摘要：随着油气行业的规模不断扩大，在未来遇到的影响生产运行的腐蚀情形会越来越复杂，而阴极保护技术作为一种保护管道的重要手段，也要与时俱进，不断更新和发展，这样才能确保和延长管道的使用寿命，进而确保和促进整个行业的发展和进步。

关键词：油气管道；阴极保护技术；应用

引言

阴极保护技术是当前社会发展过程中的一个热点话题，受到社会各界的广泛关注与支持，与油气管道息息相关，有着不可或缺的作用，同时也是进一步保证油气管道运输的一项关键性技术，对油气领域的发展有着重要的意义，是现代化社会发展背景下的必然趋势和必然结果。

1油气储运管道腐蚀的不良影响分析

在油气运输管道的应用过程中，因管道自身质量问题、管道安装问题以及各种外部因素的影响作用，使得管道很容易出现腐蚀现象。如果油气管道的腐蚀问题长时间得不到有效处理，就会引发油气泄漏事故发生。这样的情况不仅会加大油气储运过程中的损耗，进而对油气企业的经济效益造成不利影响；同时也会预留严重的安全隐患，甚至会引发火灾、爆炸等重大的安全事故。由此可见，油气储运管道腐蚀具有非常严重的不良影响，因此在具体应用中，油气企业一定要通过合理的技术措施来做好管道防腐工作。

2管道防腐的重要性

众所周知，油气管道工程是我国重点发展的项目之一，且在现代化经济与科技迅速发展的社会背景下，人们对油气资源的需求量正呈现不断上升的趋势。在这样的大环境下，也极大推动了我国油气领域的相关发展，此领域面临的既是机遇也是挑战。但是，在实际的发展过程中，由于油气管道本身就具有一定的安全隐患，很多油气存在易燃、易爆、有毒、腐蚀等特性，特别是在长时间的运作下，导致在实际的运输过程中经常会发生一些安全事故。而通过阴极保护技术，可以在很大程度上加强对管道的保护作用，更好地保障油气运输的安全性。

与此同时，油气管道通常铺设在地下，由于管道建设本身就具有一定的系统性，其涉及领域十分的广泛，因此，在地下管道铺设的过程中，具有一定的复杂性和难度性。与此同时，管道受客观因素的影响较大，一方面表现在受地下环境的影响较大，首先地下资源丰富，也存在分布不均匀的问题，因此造成了很大的差异性；其次能量石油和天然气管道周围的环境相对复杂，气候条件、土壤都是腐蚀管道的重要原因。

另一方面表现在受运输物质的影响较大，极其容易引发管道腐蚀等问题，加剧了运输过程中的安全隐患，导致安全事故问题屡见不鲜。除此之外，管道部流动加速了远距离输油管道的腐蚀速度，且在长时期不间断的工作过程中，导致输油管道出现了一定的磨损，大大降低了其使用寿命，影响了其性能的正常发挥，不仅大大增加了成本，而且会对自身及他人的生命安全造成严重的威胁。因此，管道防腐是当前油气领域发展过程中的重点问题和难点问题，相关领域必须予以充分的重视，切实加强管道防腐的实际成效，加强管道保护，提高耐腐蚀性，更好地保障油气领域的高质量发展。

3油气管道阴极保护技术应用

1)管道质量方面

①选择防腐性能更优秀的管材，提高油气管道本身的质量。②提高腐蚀裕量，增加管道的壁厚。这样虽然管道的造价会更高，但是极大提高了管道的安全性，在一定程度上减少甚至杜绝了管道泄漏的风险。③使用加强级3PE保护层。目前国内油气管道普遍使用的是普通3PE保护层，使用加强级3PE可以大幅提高防腐层的质量。④管道施工时严格按照施工规范施工作业，注意保护管道外部保护层。此外在穿跨越地段，应在管道外部加上一层套管，根据具体的条件采用钢管套管或混凝土套管，以提高整体的安全性。

2)恒电位仪方面

①内部原因:对于恒电位仪设备，设备老化后，不仅保护效率会下降，内部的电子元件的故障率也会大幅提高的问题。解决的方法就是更换新的恒电位仪。②外部原因:应仔细检查阴极保护系统的其它部分。例如，电缆、参比电极、辅助阳极，及时的修复。

3)阳极方面

①补充新的阳极、检查阳极和管道之间连接是否正常以及周围的地质环境对阳极的影响，如果连接松动，就要修复。②检查绝缘层是否老化或者受到破坏以及故障周围的地质环境是否发生了改变，如果有破损，就要重新铺设绝缘层。③对于有可能是阳极本身的质量不高，含有非常多的杂质，不仅导致电流效率不高，自身也受到局部的腐蚀的问题，解决方法就是选择和更换质量更高，材质更纯的阳极。

4)杂散电流方面

①直流杂散电流干扰:改进原有的阴极保护系统，使其能抵消干扰电流的影响;移除干扰电源或者增大管道与干扰电源之间的距离;安装排流装置。②交流杂散电流干扰;安装绝缘接头;安装排流装置。

4未来方向展望

1)更完善的阴极保护设计规范

阴极保护规范能够指导阴极保护系统的设计及运行，对于阴极保护技术十分重要。目前国内的主要参考标准是《埋地钢质管道阴极保护技术规范》(GBT21448－2017)，距今已经过去了数年时间，不能完全满足油气管道生产运行高效、稳定的需求，因此应该进一步开展相关科学研究，建立更完善的阴极保护设计规范:①根据我国油气管道生产运行的现状，通过理论推导以及实验验证可行性，完善现有的阴极保护设计规范;②针对干扰电流对阴极保护系统的影响，如直流杂散电流干扰，可以开展理论研究以及引进国外相关的先进标准，完善我国直流电干扰下管道的阴极保护标准;③针对干扰电流对阴极保护系统的影响，如交流杂散电流干扰，可以研究相对应的腐蚀机理，必要时可以引进国外有关的专业标准，完善我国交流电干扰下管道的阴极保护标准。

2)更仿真的阴极保护数值模拟技术

数值模拟技术对于阴极保护理论推导和计算十分重要，通过计算机软件验证理论的可行性，同时也是未来的发展趋势，有2个主要的发展方向:①继续提高阴极保护数值模拟的精度，不断深入研究管道拟真极化曲线测量，进一步完善各种环境下的管道极化曲线数据库，以此提高理论计算水平，使模拟的数据更加靠近实际生产时的数据，便于解决实际工程问题。②充分利用电脑软件相较于人工在计算分析层面的长处，开发出更智能、准确的软件。使其能够更好地帮助设计人员对油气管道阴极保护系统尤其是复杂油气管网阴极保护系统进行设计以及维护。

3)更智能的阴极保护数字化系统

目前，部分管道的阴极保护系统设备尚不能进行断电后的电位测量，不能满足石油天然气生产运行日益扩大的要求。因此，随着未来科学技术的进步，尤其是当卫星同步技术、计算机电子技术、阴极保护技术三者结合在一起后，阴极保护技术就会更有效率。在未来，数字化的阴极保护系统不仅能通电电位检测，还能断电电位检测，同时将数据上传至服务器终端，使各项数据更加准确和完善，从而满足石油天然气生产运行日益扩大的实际需求。

结束语

随着社会经济的不断发展和社会生产力的不断上升，油气集输管道和油气长输管道的规模也越来越大。但是油气集输管道在实际的生产运行中，有时会因为各种原因引发安全事故。与此同时，长输油气管道因为穿跨越距离长、管道沿线的自然地质环境复杂多变，以及偶然发生的自然灾害等因素，可能会导致管道泄漏，进而引发安全事故。安全事故的发生在一定程度上是因为管道的防腐保护层被破坏，而传统的管道监测和保护方式又费时费力。因此，有必要对阴极保护这一管道防腐技术进行分析。

参考文献

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