摘要：现如今，外涂防腐层来进行对管道的阴极保护进行联合保护是长输管道常用的保护方法，这些防护措施主要是用于减小油气管道在输送过程中的外部腐蚀。在长输管道中阴极保护的方式，包含了电流强制法和牺牲阳极法，本文主要是从这几种方法在使用过程中存在的问题、优缺点以及如何升级保护进行分析研究。
关键词：长输管道；阴极保护；有效性；影响因素分析
引言：随着我国经济的不断发展，对于油气的使用量不断增加，我国的油气长输管道的建设规模和面积也就与日俱增，在这个过程中，很多的安全性等问题也就随之浮现出来，根据相关的调查表明，长输油气管道的主要问题在于长期使用的腐蚀和材料的质量问题，所以，要加强对长输油气管道的腐蚀问题管理。
1.长输管道阴极保护工作现状及问题
由于长输管道阴极保护受到交流干扰，在保护管道周围会有散乱的电流通过，使得恒电位仪在使用过程中，无法正常工作，管道得不到正常保护，影响正常使用。长输管道阴极保护站在阳极地床上会容易出现漏电现象，极其容易造成腐蚀，给地床下面的通气设备造成严重阻塞，阳极周边的土壤很容易干燥等情况。电位在电缆的上位和下位容易不平衡。电极一旦失效，电位差值就会比较大。在长输管道外侧的防腐层很容易被腐蚀，更严重的话，出现漏点现象。由于长输管道中的极少部分管道虽然到达了保护电位的要求，但是大部分的管道还是未达标的，这就给管道的腐蚀埋下很大的隐患，从而加大内部的电阻值，很难达到标准电压。在对阴极保护进行测试的时候，由于个别地方存在腐蚀点，所以，会造成在连接点容易出现短路的现象，从而造成漏电。
2.长输管道阴极保护方法的优缺点和注意事项
我们在对长输管道保护的时候，都会采取阴极保护的措施，其中使用较多的是牺牲阳极法，这种保护方式使用更多的是在电阻率比较小的土地、湿地、沼泽等管道中进行，好处就在于这种管道口的半径比较小，而且距离比较短，造价较低。另外，也可以使用口径比较大的管道，在使用这种管道的时候，前提是在这种管道中含有高质量的防腐层。在工程中，常见的牺牲阳极主要是锌和镁的合金。长输管道主要是铺设在电阻率比较小的土壤上，当土壤的电阻率大于15的时候，这时就必须要使用镁合金牺牲阳极，当电阻率大于150的时候，就必须采用专门的材料做为牺牲阳极。
使用牺牲阳极系统的方式进行保护的时候，其优点有很多，首先比较简便，不需要在外部设置电源，其次是能够减少对周边的金属伤害，干扰性比较小，对管道的维护比较方便，能够最大程度的节约资金；再次是工程的费用能够随着保护的时间增加而增加，最后也是最重要的一点就是能够保障管道内的电流分布比较均匀合适。
但是这种保护方法也是有缺点的，有很多的限制条件，比如说，不能够在电阻值比较大的时候使用，电流虽然能够分布的比较均匀，但是不能够进行调节，在长输管道上必须添加了防腐覆盖层，而且防腐覆盖层的质量必须能够达到标准，对于锌和镁合金的使用，需要定期进行更换，杂散的电流处也不能够使用，而且出现电极逆转的现象也时常发生。这种牺牲阳极系统的方式有以下几种注意事项：①使用这种系统进行保护，需要按照相对应的技术支持，防止出现阳极钝化的情况，这会严重影响了阳极的寿命。②牺牲阳极系统，要将阳极包全部埋到地下，并全部湿透；③减少高温作业，要尽量避免在温度六十摄氏度以上的温度工作，这个温度的时候，锌、镁、铝合金的化学功能减弱，而且很可能会造成电极极性反转的情况。④要对当地的土壤进行实际勘查，摸清楚土壤的电阻率，然后对阳极能够进行布设和使用。
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3.影响管道阴极保护的主要因素分析
3.1油气管道保护性套管会影响到管道阴保效果
要想使油气长输管道成功的进行阴极保护，就必须要使阴极保护电流到达管道表面，并且使管道表面过剩的电子状态下各点达到同一电位，这样才能起到有效的保护作用。但是在实际的施工中，因为管道在穿越过程中采取钢套管进行保护，这么一来原管道的阴极保护电流就不能够到达管道的每一个点的表面，而是将会到达保护管道的钢套管上，从而导致阴极保护的作用降低或者失效。另外，长输管道还会由于采取钢套管保护，使得部分长输管道与钢套管接触后发生短路现象，这样一来给长输管道阴极保护系统带来了新的隐患，阴极保护系统的有效性也会受到影响。
3.2长输油气管道周围的电气化铁路对阴极保护系统的影响
因为长输油气管道会经过非常复杂的地质环境，因此对其产生影响的各种因素也较多。其中对长输管道影响最为明显就是周围途径的一些电气化铁路。因为目前的电气化铁路都会涉及到接触系统和牵引供电网，从而导致一部分的泄漏电流沿着轨道沿线进入大地，而如果这时周围存在油气长输管道，则将会对其原有的阴极保护系统中的电子进行破坏，从而使其超出阴极保护系统的范围，最终造成保护失效。一般情况下，当长输管道带负电位置中有较多的杂散电流流入时，会形成一个阴极区，而这时管道不会产生腐蚀，但是当金属管道表面在电位值过负时，就会发生析氢反应，从而造成长输油气管道防腐层脱落。此外，当长输管道带正电的位置有杂散电流流入时，会形成阳极区，阳极区在杂散电流的作用下，产生剧烈的电化学反应，从而对管道形成电化学的腐蚀现象。
4.提高长输管道阴极保护有效性的对策
4.1提高管道本质安全
上述问题中已经说明钢套管的存在，会对长输管道的阴极保护产生一定的影响，使得管道的腐蚀现象加剧。因此，我们在进行长输管道的建设时，当需要穿跨越某些障碍物，可以抛弃增加钢套管的措施，通过采用增加管道自身壁厚的方法来保障长输管道的安全性。而当管道需要穿跨越铁路或公路时，应采用混凝土套管，并在混凝土与管道之间增加一层绝缘层，这样能够有效的防止对阴极保护产生的不利影响。同时，还可以在套管的两端增加阳极材料的数量，从而增加管道金属接受的电子数，以便能够全方位的保障阴极保护系统的安全运行。
4.2采取接地排流的方式确保阴极保护系统正常
由于电气化设备引起的杂散电流没有较好的避免措施，只能通过排流的方式来有效的保障阴极保护的进行，接地排流方式主要有以下两种。首先，极性排流。这种排流方式是在充分利用杂散电流的前提下，使一些电流分流入阴极，而另一部分流入大地中，从而达到排流的目的。其次，去耦合剂排流。这种方法是目前国际上最为先进的技术，由于去耦合剂具有较为成熟的固体技术，因此其外部有一层非金属材料，从而帮助排除杂散电流或雷电对管道内金属的影响，有效的延长管道寿命的同时，又能够防止杂散电流的聚集，因此对长输管道的保护非常有效。
5.结语
长输管道的阴极保护，有牺牲阳极法和强制电流法保护，工程中要对各个方面进行综合分析，考虑到土壤的电阻率、受干扰程度、管道的长度以及工程造价等，综合考虑后选用合适的阴极保护方法，加强对管道腐蚀的防护，避免产生重大事故。
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[4]汪春付，董华清，尹恒.长输管道阴极保护有效性影响因素分析[J].石油工程建设，2014，40（03）：83-84.
论文作者:张城
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/16
标签：管道论文; 阴极论文; 阳极论文; 电流论文; 套管论文; 电阻率论文; 系统论文; 《基层建设》2018年第30期论文;