关键词：天然气管道；阴极保护；意义；趋势
天然气管道输送过程中，不同地区土壤中还有的腐蚀成分不同，会对管道造成不同程度的腐蚀。如果给金属通以阴极电流，整个腐蚀原电池体系的电位将向负的方向偏移，使金属阴极极化，这就可以抑制阳极区金属的电子释放，从根本上防止金属腐蚀。阴极保护是有效保护天然气管的的有效措施，并广泛应用于石油天然气的管道运输中。
1天然气管道阴极保护技术的意义
阴极保护技术的应用能够有效防止天然气管道的腐蚀，增加天然气管道寿命，大大降低了天然气管道的维修成本，减小由于天然气管道腐蚀、泄漏问题所带来的安全隐患，对整个城市天然气管道网的建设起到了推动作用。
1.1 增加天然气管道的使用寿命
天然气的运输是依赖于地下管道的运输，由于长时间接触土壤，天然气很容易发生腐蚀。天然气阴极保护技术的应用能够有效增加天然气管道的使用寿命，减少天然气管道的维修频率，在天然气管道网大规模建设的基础上，增加天然气的使用寿命相当于整个天然气工程前进了一大步。
1.2 降低经济损失
相关报告指出，我国年腐蚀损失约5000 亿元，全国约有数万公里的埋地管道，如果对这些埋地管道保护不力，那么仅仅是维修所花费的费用都将是一个天文数字，这对于全国整个的天然气工程有着不小的影响。阴极保护技术能有效的防止管道的腐蚀，增加了管道的使用时间，可以降低因腐蚀所造成的经济损失。
1.3 降低安全隐患
天然气是一种混合型易燃性气体，埋在地下的天然气管道一旦遭受腐蚀而导致天然气的泄漏，那么会给整个城市带来安全隐患，虽然天然气管道是深埋地下的，但是如果发生爆炸也会给城市的安全带来威胁，轻则损坏管道上方的马路或者建筑，重则造成人员伤亡，而且许多天然气管道都是相通的，一旦发生爆炸很可能会产生爆炸的连锁效应。
2阴极保护方法的优缺点及应用范围
2.1强制电流保护法
此方法在对天然气管道进行保护时，主要表现为以下优点：一是具有较高的驱动电压，所以可以对实际保护过程中对输出的阴极保护电流进行灵活的调节和控制。二是具有较强的环境适应能力，主要表现在可以在具有较高电阻率环境以及其他恶劣环境中适用。三是通常具有较长的适用寿命，这主要是由于此方法采用的辅助阳极具有不溶或者难溶的特点。四是具有质量较高的管道腐蚀层，可以进行较长距离的单站保护。五是能够实现对具有较差防腐蚀层或者裸钢管进行阴极保护。但是此方法的一次投资比较高，而且在应用中需要使用外接电源，所以也具有较高的电能消耗，还可能会对周围的金属物体或者其他构筑物造成影响，并且运行管理过程也相对较为复杂。所以根据其特点，此方法主要适用于距离比较长、口径比较大的埋地管道，甚至是如前文所述，在具有较差的防腐蚀层以及较高土壤电阻率的埋地管道中使用。
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2.2牺牲阳极保护法
牺牲阳极保护法在对天然气管道进行阴极保护的应用中主要表现出以下优点：一是与强制电流保护法不同，其不需要采用外接电源，所以也就不会产生过保护的问题，也不会对周围的金属物体或构筑物造成不利影响。二是具有较为简单和方便的安装过程以及运行维护管理。三是具有较低的一次资金投入。四是可以同时做到对金属管道的阴极保护以及静电接地。
但是此方法由于具有较低的驱动电压，所以不像强制电流保护法一样可以对阴极保护电流的输出进行灵活调节和控制，而且不能在具有较高电阻率的环境中使用，所以应用范围也受到一定限制。此外其保护距离也相对较短，并且工作寿命也相对强制电流保护法较短，如果是在具有较差防腐蚀层的金属管道或者是裸钢中使用，则需要增加额外的投资。所以，综上所述，牺牲阳极保护法主要使用于具有较短的距离和较小的口径，并且具有相对较好的防腐蚀层质量和较低的土壤电阻率的埋地管道中，目前在我国城市建设中的城市管网以及工艺站场内部管网的区域性阴极保护中具有广泛的应用并发挥着重要作用。
3 天然气长输管道阴极保护现状和发展趋势
常见的阴极保护技术有强制电流和牺牲阳极这两种,这两种阴极保护技术在我国已经十分成熟并得到广泛的应用。随着我国天然气输送工程的加速发展,天然气埋地长输管道需要更高要求的阴极保护技术来确保钢制长输管道能够安全和可靠的运营。我国最新研制的以“组合式阳极阴极保护装置”为代表的新型专利技术可以完全解决传统牺牲阳极法中阳极的用量无法调节这一技术弊端。该技术的先进性体现在技术组合、阳极用量可调节以及技术的设计等方面,并且具有环保性、简捷性、经济性的特点和优势,因而逐渐被江苏、河北、山东等多家企业所接受和推广。在当今的信息社会中,软件己逐步成为一个公司技术水平先进性的指标,但是目前国内仍没有应用在石油天然气领域中的阴极保护专业性的设计软件。因此,开发出相关阴极保护设计和强电干扰两方面的软件是首先予以重视的,但考虑到开发软件的难度性,国内公司通常采用先引进和学习国外的软件,然后再进行深入的研发。
而国外在相关阴极保护的标准和规范的基础上,能够大胆的将新的并且合理的理论应用在阴极保护的设计中,这些理念相对于国内都较为先进,而且没有任何国度的限定,例如德国SSS公司曾提出一项全新的设计理念,即临时阴极保护技术。而且,国外在设计中选择和使用的材料以及设备通常都是全球最先进和最合理的。与此同时,国外公司为追求设计具有更强的科学性,既能够达到设计的合理性也能够体现出世界领域里先进性,因此在设计的前期投入了大量的人力和财力。国外管道业主将管道的腐烛控制全部委托给专业的防腐蚀公司来承担是国外的公司的管理体制,针对于管道业主本身并没有专业的防腐烛方面的管理人才,并且需要负责管理监控的公司同时还是多方业主的承包商,技术娴熟,而且技术要求高,因此远程遥测和遥控技术就产生了。该项技术是利用软件通过电脑或手机对管道定位、覆土深度、阴极保护参数等进行检测和控制。强电线路会对相邻的地下管道造成交流干扰影响, 国外对于交流干扰这一领域的研究已经有约为一百多年的历史,在理论和标准以及技术成果上都十分成熟。在常规条件下,国内外的阴极保护技术己非常 成熟,但国外对于非常规条件下的阴极保护技术发展也非常迅速,比较突出的有长线形阳极的研制与应用等。目前国外阴极保护技术巳做到了法律化、标准化,比较重要的有国外NACE、DIN等相关标准和准则。
4结语
目前天然气的主要输送方式就是管道运输，且管道通常埋藏于地下，是目前最经济使用的输送方式。为了防止其发生电化学腐蚀，需要采用阴极保护的方式，而且在阴极保护设计时需要满足一定的条件，针对不同的特点和具体情况，选择最佳的阴极保护方式和配置。
参考文献：
[1]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）.
论文作者: 刘 伟
论文发表刊物:《中国电业》2019年22期
论文发表时间:2020/4/7
标签：阴极论文; 管道论文; 天然气论文; 阳极论文; 技术论文; 较高论文; 电流论文; 《中国电业》2019年22期论文;