关键词：管道阴极保护；问题；应对措施
引言
近年来，国内外管道建设加速，全球管道里程持续增加。作为管道最常用的保护方法之一，强制电流阴极保护系统在管道外涂层泄漏点后为管道主体提供辅助防线，从而保护大多数长距离管道。强制电流阴极保护技术通过直接通过直流电源向钢管提供保护电流，使管道实体极化为阴极，管道接地电位向负方向发展，从而在防腐层泄漏点抑制腐蚀，实现管道实体的保护。
1管道的阴极保护
目前应用的管道大部分采用金属材料，在长时间的使用中会产生不同程度的腐蚀，特别是埋地管道的腐蚀最为严重，情况严重时会导致管道在局部上的穿孔从而影响油气的运输。阴极保护是一种电化学防腐蚀方法，具体实施的方案分为牺牲阳极的阴极保护与强制电流(外加电源)阴极保护，根据实际的应用的结果发现强制电流阴极保护在方案的实施和防腐蚀的效果等方面都更好。埋地管道的阴极保护结构原理，接电源正极的辅助阳极与接电源负极的被保护埋地管道构成一个保护回路，通过参比电极的电位反馈对电流输出进行调整进而达到保护埋地管道的目的。大部分埋地油气管道采取阴极保护都可以有效地解决埋地管道的腐蚀问题。
2接地导致埋地管道的问题
在输送期间管道的内部和输送物质直接碰触，输送的物质中不但有天然气，其中还含有二氧化碳、溶解氧、硫化氢、水合物等多种化学物质，在输送过程中通过温度、流动速度、压力的不断变化，输送物质极易出现某种程度上的改变，从而依附在管道的内部，进而导致较重的腐蚀现象。其主要原因有：①在进行管道输送期间其拥有输送量多、不间断的输送、输送距离长等特性，再加上输送的过程中会产生较高的温度和压力，而恰恰就是这样的高温高压能够激活酸性气体中的动能和活性因子，因此使得管道内部的金属受到了更为严重的腐蚀。②在输送期间还会产出部分自由液相化学物质，一般来讲气体、固体、液质三种物质会共同存在于管道中。这三种物质综合运动，更加剧了管道内部的腐蚀，同时被腐蚀最强的地方当属管道的拐弯处，受到腐蚀的管壁会慢慢变薄，直到出现泄漏现象。③对管道产生最强腐蚀的当属混合物质产生的化学腐蚀和电解质化学腐蚀。
3接地导致埋地管道阴极保护失效的应对措施
3.1直流电绝缘
干线管道系统与接地网物理隔离是消除两者相互影响的最直接方法。特别是，为了解决管道和重叠的部分，所有电气仪表、电子控制装置、接地扁铁等在触点上使用绝缘垫片、绝缘连接器等来删除电气连接。或者，在所有接地线和接地网之间安装直流耦合器，可确保管道和接地网之间的隔热性。此方法的问题是解决触点，因为只要剩下一个触点，整个电绝缘就会导致错误。缺点是与大量土方开挖相关的大规模施工，即使接地实验室中的电绝缘得到保证，也不能保证店铺部分和部分隐藏接触点的绝缘性。
3.2区域牺牲阳极热点保护
对于部分不能满足保护要求的地区，在管道上安装牺牲阳极和补充负电流是常见的热点保护方法。但是，在地极没有正确清点和整顿的情况下，草率地采用爱节点热点保护法是一个效率较低的方案。尤其是接地网是铜包钢、硅铁、石墨等材料时，上面提到的惰性物质因铁的保护电位而极化，因此所需的保护电流密度必须根据现有管道保护电流密度提高2 ~ 3个步长。这将导致所需的牺牲阳极数量巨大增加，所需速度也不知道接地极数等情况，因此不能草率采用。
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3.3电化学保护法
因为金属埋藏在土壤的过程中会生成电化学反应，其拥有很强的腐蚀力，久而久之使输送管道发生腐蚀的情况，这也是长输管道发生腐蚀情况的最主要因素。金属电极中若是在电位比较低的情况下，就会由于电子过少发生阳极的情况，相反若是在电位比较高的情况下，则会由于电子的获取发生阴极的情况。阳离子在输送管道腐蚀期间会通过吸取阳离子产生氧化现象，从而发生腐蚀情况。运用外界的电流把金属自身的带电位改变，这便是电化学保护法，其能够减少输送管道受到腐蚀，延长管道使用的寿命。依照保护电位变化方位的异同可以将电化学保护法分为两类：一个是阳极电化学保护，一个是阴极电化学保护。但是当前国内使用最多的当属阴极电化学保护法。
3.4结合修理和更换，降低埋地管道维护成本
在完成埋地管道敷设后，应该注重加强对埋地管道的后期维修和改造，以此达到防腐的目的。在后期维修、改造阶段，应该坚持维修为主、更换为辅的基本原则，将修理和更换有机结合，严格控制埋地管道质量，降低成本费用支出。另外，还应该做好埋地管道防腐施工的监督，避免在施工的过程中破坏到管道。一旦发现管道出现穿孔，应该及时进行补漏抢修，完成补漏抢修后，需要及时恢复埋地管道的防护层，最后再敷土。对于个别特殊情况，不能及时将防腐层修复的，应该在规定时间内，完成管道防腐层的修复，避免管道遭到二次腐蚀，从而造成管道穿孔。
3.5因地制宜，加强对埋地管道的阴极保护
对于埋在低洼和较多水泡位置的管道，其保温外层出现破损后，外漏在潮湿土壤中的管道，很容易受到电化学腐蚀。针对这些埋地管理，应该因地制宜，加强对埋地管理的阴极保护。对于阴极保护系统中普遍存在的问题，建议在农耕时期，加强对埋地管道阴极保护设备的巡查，避免又因为农耕破坏到管道防腐阴极保护设备。另外，随着科学技术的不断发展，一些阴极保护设备已经很难适应现阶段埋地管道的防腐要求。因此，应该加大埋地管道阴极保护设备的资金投入，及时更新已经老化的阴极保护设备。并且，还应该注重加强对相关工作人员的培训，定期的组织其进行阴极保护设备操作技术的学习，以此保障阴极保护系统的稳定运行。
4阴极保护系统验收和运行维护
4.1被保护管道的检查
为了保证牺牲阳极系统的正常运行，在实施前检查元帅管道，包括检查元帅管道起始端、阀门、管道支架等绝缘措施是否正确；检查管道表面涂层是否完整，是否有泄漏点。检查管道是否具有良好的连续导电性。
4.2运行管理和维护建议
阴极保护系统需要定期检测和管养维护，其目的是确认阴极保护系统工作长期有效，建议依据《埋地钢质管道阴极保护技术规范》，对其进行日常检测和管理维护。
结束语
综上所述，埋地管道在各种因素的影响下，很容易遭到腐蚀。一旦管道出现腐蚀，将严重影响管道的正常运输。因此，必须加强埋地管道防腐设计和施工，因地制宜，加强对埋地管道的阴极保护，从源头上治理管理的腐蚀，并结合修理和更换，降低埋地管道维护成本，从而最大限度的保障埋地管道的正常运行。
参考文献
[1]闫家鹏.局部强化外加电流阴极保护对长输管道防腐效果的研究[J].山东化工,2020,49(01):10-12.
[2]张良,何沫,张凌帆.800kV特高压直流入地电流对埋地钢管道的影响[J].天然气工业,2019,39(12):134-138.
[3]杨精伟,景伟,刘晓,南贝.输油管道阴极保护监测与GPS巡检系统融合设计与实现[J].石化技术,2019,26(11):231-232.
[4]何萌,吴文林,秦硕.我国埋地钢质管道阴极保护研究现状[J].广州化工,2019,47(14):36-38+65.
[5]季寿宏.直流输电系统接地电流对管道腐蚀机理研究[D].西南石油大学,2017.
论文作者:杜萌
论文发表刊物:《科学与技术》2019年21期
论文发表时间:2020/4/17
标签：管道论文; 阴极论文; 电流论文; 电化学论文; 阳极论文; 系统论文; 电位论文; 《科学与技术》2019年21期论文;