摘要：本文从阴极保护技术应用的现状以及石油天然气中阴极保护系统的架构来展开论述。
关键词：石油天然气；管道；运行；阴极保护；探讨
阴极保护主要起源于20世纪40年代，针对于石油以及化工原料的大量使用，为了避免输送管道被腐蚀，由此而出现了阴极保护技术。阴极保护的理论研究在20世纪80年代已经趋于完善，近年来对阴极保护的研究，主要集中在对理论的技术性研究，具体指的是设备、材料以及工艺等方面。我国阴极保护技术的发展相对较晚，但是技术水平相较于国家先进水平已经差别不大。
1 阴极保护应用现状
阴极保护技术主要是针对金属腐蚀现象，目前国内对于阴极保护技术的应用主要集中在四个方面：一是埋地金属的阴极保护，主要是对金属材质管道、钢筋混凝土等的保护；二是船舶的阴极保护，主要集中在对船体、液体舱和冷却系统之中；三是港口码头，主要是对港湾构造中含金属成分的构造物的防海水腐蚀；四是储罐、化工容器的阴极保护，主要是在内壁安装牺牲阳极，达到阴极保护效果。
2 天然气长输管道阴极保护站出现问题是影响其有效性的重要因素之一
天然气长输管道阴极保护站是其进行正常工作的重要前提和保证，在某种程度上决定着阴极保护的有效性。因此，保证天然气长输管道阴极保护站的正常工作至关重要。然而，在现实生活中，由于受到各种因素的影响，长输管道阴极保护站经常会处于失效的状态。比如，在其运行的过程中，由于电缆或接头受到破坏等会引起阴极保护失效，同时通气管气阻以及相应的阴极一端中土壤环境比较干燥，会在一定程度上引起阴极保护输出出现一定的问题，因此，必须要不断的进行维修和保护，包括组织相关的人员对其进行定期的检查和检测。同时，在阴极管道上出现的问题也会在一定程度上影响阴极保护。比如在一些不稳定的电流源的波及影响下产生恒定电流，会在某种程度上使阴极保护的管道受损，进而能够影响天然气的正常输出，这也必然使长输管道失去必要的保护与防护。第三，操作上的不当，或者是未按标准要求安装跨接电缆。众所周知，为了更好的满足社会对于天然气的需要，天然气长输管道需要在各种各样的地形中进行铺设，因此再由高地向低处进行跨越时需要谨防电压的差异过大，比如在四千米时的通电电位可能达到-1.5V，而到相对较低处时可能只是达到-1.2V，而要真正的保证阴极保护正常运行，必须要努力的缓解两级电压，而作为跨接电缆在更好的平衡两地的电压的过程中具有十分重要的积极作用。然而，未按照相关要求安装跨接电缆的现象极为常见，这也是导致阴极保护失效的一个重要因素。最后，长效参比电极失效也会导致阴极保护的失效。究其原因，主要就是在天然气的长输管道的某一定位置上，出站端长效参比电极和正常的参比电极相比，电位具有较大的差距，这会严重的影响天然气长输管道阴极保护的有效性，因此必须及时更换相应的设备，也即更换长效参比电极。
3 石油天然气管道运行中的阴极保护
3.1 阀室阴极保护电流发生相应的外漏也一定程度上会影响天然气长输管道阴极保护的有效性
要真正实现阴极保护的有效性，实现其天然气长输管道的正常运行，首先最重要的就是要保证阀室阴极保护的电流正常。然而，在现实的生活中，由于操作不当或者是一些其它因素的影响，阀室阴极保护的电流也会发生某种泄漏，最终会严重的影响其正常工作电流的稳定性，进而极易导致电位的差异逐渐的增大，最终影响阴极保护的有效性[7]。通过对于天然气长输管道的阀室检测时不难发现，在很多情况下内部管道的电位在刚开始通电时电位都比较正常，符合相关的标准，但是在附近的测试桩周围进行检测时却发生了相应的变化，电位也开始变得忽高忽低。这种现象的出现极可能就是由于阀室内上下游的放空管道与主管道连接的地下部位出现问题，尤其是出现一些防腐层的破损点时更容易出现上述的问题。与此同时，管道保护段与非管道保护断在进行连接时出现故障，特别是连接时出现短路时更加容易导致阀室的阴极电流发生变化，电位异常，也会影响阴极保护的效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆要真正的解决这一问题，也需要对其进行断开接地连接，漏电现象便会自然消失，之后在对具体的阀室进行相关的检查，彻底找出阀室阴极保护电流外漏的原因，并及时采取相关的措施。除此之外，阀室管道防腐层被破坏也会在某种程度上影响阀室阴极电流保护的外漏，最终影响阴极保护的效果。针对这样的问题，必须要想方设法的采取相关措施来避免其防腐层遭受破坏。比如可以采取各种具有较强性能的防腐材料，或者是加强对于该工程的建设与施工的力度，定期加强对其监督和监测等等，这些都会在一定程度上减缓防腐层被腐蚀，最终加强天然气长输管道阴极保护的有效性。除此之外，影响天然气长输管道阴极保护的因素还有很多，比如施工过程中所采用的施工材料、施工人员的素质、地形等等。因此，要真正的实现对然气长输管道阴极保护的有效性，必须要综合考虑影响的各种因素，真正的将天然气长输管道的阴极保护有效性提到最高。
3.2 接地电池
接地电池是牺牲阳极保护施工中的一个重要项目，接地电池的作用主要有两点，一是绝缘体将阴极保护中的电流进行控制，确保不会对管道中其余部分发生干扰。二是起到分散电流的作用，当管道受到电击时，将大量电流导入土壤中，避免对阴极保护系统产生影响[2]。接地电池的位置一般与绝缘体一致，特别注意的是在地下水分较多且含有腐蚀性的情况下，要对接地电池做好防腐处理。
3.3 管道埋设
管道埋设的步骤主要分为三步：一是对材料的调制，注意要保持其处在液态的状态；二是插入阳极，将阳极材料放置在调料的中心，并做好压实硬化工作；三是管道焊接，并对焊接处进行特别防腐处理，之后就可以按照施工图纸进行电缆以及管道的埋设。
3.4 电气绝缘
电气绝缘指的是阴极保护工作中的一项重要工作，只有保证了与外界的电气绝缘，才能保证管道内部电气的连续性。因此为了保证电气绝缘，可以采用三种措施：一是管段进，在出口法兰处安装绝缘接头，保证管道连接处电流不外泄；二是金属构件不直接接地，通过防电材料来对管道外部的金属材料进行包裹；三是在管道埋藏过程中，要注意与接地网之间的隔离。这三项措施，都能有效地保证阴极保护系统中的电气绝缘。
3.5 防腐密封管道
防腐密封处理工作是阴极保护系统中的一项难点工作，目前我国采用的方法主要是牛油胶布密封外包的方式，该方法使用的材料是一种还有大量动物油脂的带状无纺毡，具有很强的粘附性能和很高的加工性能。在进行包裹的过程中，动物油脂可以从毡体中渗透到管道的细小缝隙中，起到隔绝空气水分及其他化学物质的作用。
目前我国在能源运输领域还存在着很多的问题，特别是石油天然气领域，由于能源形态属于液态和气态，因此只能通过管道运输，在管道运输过程中经常出现管道老化以及腐蚀现象。阴极保护技术能有效防止石油天然气管道受到外界土壤以及石油内部腐蚀性元素的影响，是一种值得推广普及的技术。
参考文献：
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[3]郑晓东.浅析天然气管道的腐蚀原因及解决对策[J].石化技术，2017，24（10）：193.
[4]张本同，王孟孟，宗丽娜.天然气长输管道腐蚀及防护研究[J].山东化工，2017，46（18）：134-135+138.
[5]熊建森，古道金.基于天然气管道实践下的阴极保护思路构建[J].化工管理，2017（27）：247+249.
论文作者:姚斌斌,张武清
论文发表刊物:《基层建设》2019年第3期
论文发表时间:2019/4/26
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