長輸管道站場埋地管網(wǎng)區(qū)域陰極保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

張磊

摘 要：隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平有了質(zhì)的飛躍，對(duì)物質(zhì)生活的要求也在不斷轉(zhuǎn)變，生活中天然氣、油氣的使用范圍變得越來越大。現(xiàn)如今天然氣、油氣等資源的輸送工作，大部分都是依靠長輸管道戰(zhàn)場的埋地管道進(jìn)行輸送。為了不影響人們的正常使用，就需要保證管道運(yùn)輸?shù)馁|(zhì)量，加強(qiáng)長輸管道站的建設(shè)，運(yùn)用管道的陰極保護(hù)技術(shù)，對(duì)管道表層進(jìn)行保護(hù)，減慢管道腐蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生，增加管道運(yùn)輸?shù)陌踩裕尮艿赖氖褂脮r(shí)間得以延長，防止發(fā)生氣體泄露現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞：長輸管道；區(qū)域保護(hù)；陰極保護(hù)技術(shù)；應(yīng)用分析

引言：在進(jìn)行長輸管道站場埋地管網(wǎng)的區(qū)域運(yùn)輸時(shí)，一般會(huì)使用鋼管進(jìn)行輸送，為了不影響人們的交通，會(huì)把管道埋在地下，這樣一來輸送于四面八方的管道，就會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)綜復(fù)雜的現(xiàn)象，而且周圍的環(huán)境會(huì)對(duì)管道表層有所影響，土壤介質(zhì)會(huì)腐蝕管道，時(shí)間一久就會(huì)發(fā)生泄露現(xiàn)象，造成不可挽回的后果。所以要對(duì)管道采取相應(yīng)的保護(hù)措施，讓氣體的運(yùn)輸有一層保障，使運(yùn)輸工作得以安全運(yùn)行。

一、簡單介紹陰極保護(hù)工作

1.陰極保護(hù)的定義

陰極保護(hù)，其實(shí)就是一種電化學(xué)的保護(hù)技術(shù)，犧牲陽極，產(chǎn)生對(duì)陰級(jí)的保護(hù)。由于鐵失去電子后，與氧、水結(jié)合形成鐵銹，之后會(huì)被溶解在水中，最后鋼結(jié)構(gòu)就會(huì)一點(diǎn)一點(diǎn)的被腐蝕掉，然后就研究出陰極保護(hù)技術(shù)，該技術(shù)的主要作用是防止土壤氧化對(duì)金屬物質(zhì)的腐蝕，減小土壤、空氣以及水等介質(zhì)對(duì)金屬的影響，形成對(duì)金屬表層的保護(hù)，有效解決金屬所發(fā)生的被腐蝕現(xiàn)象。

2.陰極保護(hù)的原理

由于正極得到電子后會(huì)形成氫氧根，那么我們就可以通過人工進(jìn)行外加電流，為鋼結(jié)構(gòu)提供負(fù)極電子，從而得到保護(hù)，這樣一來鋼結(jié)構(gòu)中的鐵，就不會(huì)因?yàn)槭ル娮樱鴮?dǎo)致被氧化腐蝕了。這種陰極保護(hù)的原理，其實(shí)就是利用人工技術(shù)給金屬加入大量的電子，讓被保護(hù)的金屬表面處于電子過剩狀態(tài)，然后使金屬各點(diǎn)的電位都負(fù)到一定程度時(shí)，金屬的原子就不會(huì)因?yàn)槭ル娮佣兂呻x子，最后溶于水中，會(huì)使金屬表面所產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象得到有效抑制。簡單的解釋就是，如果我們把二塊銅板，每塊都接上導(dǎo)線后放在一個(gè)裝有導(dǎo)電液體的容器里，并保持適當(dāng)?shù)木嚯x，然后再將兩條導(dǎo)線分別接在一個(gè)直流電源的陽極和陰極上，這時(shí)陽極上的銅板電子，會(huì)漸漸脫離陽極板，通過液體在陰極的銅板上聚集，但是，如果我們想要保護(hù)這個(gè)液體里的金屬，比如河水中的鐵質(zhì)水霸，設(shè)法在水里放一塊金屬做陽極，而水霸的鐵做陰極，這樣陽極的金屬就會(huì)受到損壞、腐蝕，而陰極的就不會(huì)被腐蝕，于是就保護(hù)了水霸，這就是陰極保護(hù)的原理。

3.陰極保護(hù)的方法

（1）利用外部電源對(duì)被保護(hù)的金屬施加強(qiáng)制電流。

使用這種方法進(jìn)行陰極保護(hù)，可以保護(hù)的區(qū)域范圍比較大，而且運(yùn)用這種方法進(jìn)行保護(hù)的范圍越大越經(jīng)濟(jì)實(shí)用，所輸出的電流連續(xù)可調(diào)，并不會(huì)受到環(huán)境電阻率的限制，可以進(jìn)行長時(shí)間的保護(hù)。但是進(jìn)行區(qū)域保護(hù)時(shí)，會(huì)需要大量的外部電源，對(duì)周邊金屬構(gòu)建物的影響也比較大。

（2）利用犧牲陽極的方法，對(duì)陰極進(jìn)行保護(hù)。

使用這種方法進(jìn)行陰極保護(hù)，對(duì)周邊金屬構(gòu)建物的影響較小，而且不需要外部電源，進(jìn)行保護(hù)的范圍越小越經(jīng)濟(jì)實(shí)用。但是會(huì)受到電力阻率環(huán)境的影響，在高電阻率的環(huán)境中不能使用，要求覆蓋面積的周邊環(huán)境必須好，而且對(duì)保護(hù)物體的的情況也有要求，保護(hù)電流一般都是定值，并且會(huì)消耗有色金屬。

（3）可以進(jìn)行排流保護(hù)，分為極性排流和強(qiáng)制排流。

極性電流的保護(hù)方式，是指利用分散的小電流進(jìn)行保護(hù)管道，這種方法比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用，而且操作比較簡單，但是會(huì)對(duì)周邊構(gòu)建物有干擾影響，并且容易產(chǎn)生負(fù)電位。強(qiáng)制排流的保護(hù)方法，是以干擾源的負(fù)饋線代替輔助陽極，讓結(jié)構(gòu)變得簡單化，當(dāng)干擾源開始停止運(yùn)作時(shí)，仍然可以進(jìn)行保護(hù)管道，不會(huì)受到陽極的影響，但是會(huì)需要借用外部電源，還要保護(hù)排流電位不受影響。

二、長輸管道站場埋地管網(wǎng)區(qū)域進(jìn)行陰極保護(hù)的意義

石油天然氣以及油氣的運(yùn)輸工作，是十分重要的，為了運(yùn)輸方便，所以會(huì)將運(yùn)輸?shù)墓艿缆裨诘叵拢?dāng)管道進(jìn)行埋地處理后，最后導(dǎo)致管道不能使用的原因，大部分都是因?yàn)槭艿礁g的影響。為了可以抑制這種情況的發(fā)生，然后研究出了陰極保護(hù)技術(shù)，這種技術(shù)可以減少百分之三十金屬腐蝕的損失，最大程度的減小腐蝕的危害，她的經(jīng)濟(jì)意義與社會(huì)意義都是非常巨大的。

三、進(jìn)行區(qū)域性陰極保護(hù)工作存在的問題

1.需要進(jìn)行陰極保護(hù)工作的范圍比較大

由于長輸管道所經(jīng)過的區(qū)域范圍比較大，管道交錯(cuò)的情況錯(cuò)綜復(fù)雜，而且進(jìn)行站內(nèi)保護(hù)比保護(hù)地下管道的情況還要復(fù)雜的多，需要保護(hù)的對(duì)象種類不同、情況不同、分類不同。在站內(nèi)實(shí)施保護(hù)時(shí)，陰極保護(hù)會(huì)受到相鄰管道陰極保護(hù)的制約，會(huì)存在很多不利于保護(hù)工作進(jìn)行的問題。

2.需要進(jìn)行陰極保護(hù)管道的情況不同

在進(jìn)行站內(nèi)陰極保護(hù)時(shí)，管道長度的不同、直徑的不同、腐蝕情況的不同、材質(zhì)的不同、管道分布的不同等等，這些因素都會(huì)影響到保護(hù)管道的效果，會(huì)根據(jù)不同管道的情況限制不同的電位，會(huì)加大陰極保護(hù)工作的難度，如果出現(xiàn)差錯(cuò)，可能就會(huì)需要對(duì)陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行重新規(guī)劃，影響保護(hù)工作的進(jìn)行。

3.需要進(jìn)行陰極保護(hù)的管道會(huì)受電流的影響

在進(jìn)行長輸站場埋地管網(wǎng)區(qū)域處理時(shí)，首先要考慮到保護(hù)電流形成流失情況的影響，以及造成屏蔽與干擾的影響，并進(jìn)行相應(yīng)的隔離處理。其次，管道的防腐內(nèi)置結(jié)構(gòu)、絕緣性能以及一些其他情況，這些問題很難掌握，所造成保護(hù)電流流失的因素也不確定，就會(huì)影響保護(hù)工作的進(jìn)行，選用陽極保護(hù)的位置不合理，也會(huì)給陰極保護(hù)工作造成很大的困難。

四、進(jìn)行區(qū)域性保護(hù)工作需要注意的問題與對(duì)策

1.要注意進(jìn)行陰極保護(hù)工作時(shí)，選用設(shè)備型號(hào)的問題。

在進(jìn)行戰(zhàn)場區(qū)域陰極保護(hù)工作的準(zhǔn)備時(shí)，對(duì)于選用設(shè)備型號(hào)的問題，要進(jìn)行仔細(xì)分析，盡量采用多路恒電位儀，可以讓每路電流分別對(duì)一個(gè)區(qū)域進(jìn)行保護(hù)，這樣就能按照管道的區(qū)域分布情況，解決陰極保護(hù)相互影響的問題，分別對(duì)各個(gè)區(qū)域進(jìn)行陰極保護(hù)工作，單獨(dú)控制各路運(yùn)行的電流，完善陰極保護(hù)的不足。

2.進(jìn)行陰極保護(hù)工作，可以選擇使用分流方案。

在進(jìn)行戰(zhàn)場區(qū)域陰極保護(hù)工作的過程中，可以針對(duì)不同的回路，設(shè)置陰極和陽極的分流箱，制定出各線路的輸出電流，必須要進(jìn)行試運(yùn)調(diào)整和檢查工作，排除所有故障，達(dá)到電位平衡的要求，完成定量輸出陽極電流的目的，確保各路極化電流均勻分布的情況，促使保護(hù)工作的順利進(jìn)行。

3.進(jìn)行陰極保護(hù)工作，要盡量遠(yuǎn)離站外被保護(hù)管道的“通電點(diǎn)”

進(jìn)行應(yīng)急保護(hù)工作時(shí)，所選擇的“通電點(diǎn)”的位置非常重要，其位置應(yīng)當(dāng)遠(yuǎn)離輔助陽極的區(qū)域，避免產(chǎn)生干擾現(xiàn)象，導(dǎo)致造成恒電位儀的輸出失準(zhǔn)，影響保護(hù)工作的進(jìn)行。

五、結(jié)束語

為了使管道運(yùn)輸工作得以安全運(yùn)行，有關(guān)部門對(duì)地下管道的使用，采取了陰極保護(hù)措施，經(jīng)過長久的研究，陰極保護(hù)技術(shù)已經(jīng)慢慢得走向完善，得到了有關(guān)安全部門的許可，然后大范圍的進(jìn)行防護(hù)。管道的使用時(shí)間可以在三十年左右，但是也要進(jìn)行不斷的改進(jìn)與完善，提高陰極保護(hù)技術(shù)，降低經(jīng)濟(jì)成本，促進(jìn)運(yùn)輸工作的進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]魯?shù)て剑牌G霞，唐德志，段蔚.油氣輸送站場區(qū)域陰極保護(hù)研究現(xiàn)狀及存在問題[J].腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)，2018，30（01）：84-93.

[2]李軍龍，徐星，鞏毅超，金劉偉，潘媛.長輸油氣站場陰極保護(hù)[J].天然氣與石油，2016，34（03）：79-82+10.

[3]陳振華，柳寅，王德吉，藍(lán)衛(wèi).不同陽極形式在區(qū)域陰極保護(hù)中的應(yīng)用效果[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，2016，35（06）：629-633.