試析天然氣長輸管道陰極保護的有效性影響因素

張耀東 王海茹

摘 要：天然氣是我國的重要資源，其長距離輸送主要依靠的是管道運輸，基于天然氣本身的易燃易爆特性，天然氣管道長期埋于地下。我國當前已經構建起了天然氣管道運輸網絡系統，促進天然氣長距離運輸得到有效的發展，但不可忽視的是，天然氣長輸管道運行中還存在許多安全隱患，其中以陰極腐蝕問題較為嚴重，如何對天然氣長輸管道陰極進行有效的保護是關鍵問題。本文基于天然氣長輸管道的現狀，探討影響管道陰極保護有效性的因素，并提出建議措施。

關鍵詞：天然氣;長輸管道;陰極保護

中圖分類號：TE988.2 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）03-0124-02

隨著我國城市化進程的不斷快速發展，當前天然氣已經成為了人們生產與生活中不可缺少的重要資源，城市建設離不開天然氣的使用，工業化進程也離不開天然氣的使用。而天然氣管道長時間埋于地下，受到各種不同因素的影響，難免產生一些運行故障，這很容易造成生產與生活活動的受限。因此，針對天然氣傳輸管道的保護，需要重視問題的產生原因與影響因素，并加以解決。本文以管道保護中的陰極保護為主要探討對象，進行影響因素的剖析。

1 天然氣長輸管道陰極保護的現狀

天然氣長輸管道陰極保護是保障長輸管道能夠安全運行的一種方式，其影響著天然氣長輸管道的正常運行，通過對陰極保護電位的判斷是驗證長輸管道是否受到保護、保護措施是否成功的標志之一。陰極保護指的是在被保護的金屬構筑物上施加陰極電流，通過陰極的極化使得金屬電位產生負移，減少陽極溶解速度，降低金屬受腐蝕的程度，并通過陰極電流的充分提供，達到停止陽極溶解的目的。通常情況下，對天然氣長輸管道的陰極保護法會采用這種外加電流保護的方式，能夠有效防止管道的腐蝕。但這種方法的使用一般有一定的條件限制，例如被保護金屬表面需要有電解質如海水、潮濕土壤等的存在，這樣才能夠使外加的保護電流通過導電介質形成完整的閉合回路。傳統的陰極保護法中為了使外加電流能夠均勻分布于保護金屬的表面，并有效的提高對于管道陰極的保護效率，都會將金屬結構浸沒于導電介質中，因此，這要求被保護的金屬結構幾何形狀應更趨于簡單化。當前在天然氣的長輸管道陰極保護中，以更加先進的設備與儀器進行保護措施的提高，通過將電位更負的電子轉移到被保護金屬上，能夠有效的保護金屬，這種方法犧牲了陽極陰極保護，但不需要外加電源，能夠對腐蝕產生干擾，減少腐蝕的情況出現，一般作用于小型的金屬結構中。當前國內對于陰極保護的有效性檢測技術該不算特別突出，這也對陰極保護的影響因素提供產生了一定的限制，需要更好地挖掘影響陰極保護有效性的因素，通過針對性的解決，達到提高天然氣長輸管道陰極保護有效性的目的。

2 天然氣長輸管道陰極保護有效性的影響因素

天然氣作為重要的資源，能夠影響地區的發展與地區建設。近年來，我國對于能源利用與保護的關注不斷加強，在現代化科學技術手段不斷進步、國家經濟實力不當加強的當下，能源行業受到的關注是上升的，我國能源行業的進步與發展離不開長期的關注與重視。因此，在天然氣運輸業中，如何確保能源運輸安全與措施的利用是關鍵問題。以下針對天然氣長輸管道中陰極的保護有效性影響因素進行探討。只有充分研究影響能源運輸安全的原因，才能夠更好得加以解決。

（1）陰極保護站因素。陰極保護站是天然氣長輸管道陰極保護的關鍵，陰極保護站中存在的影響因素會直接導致陰極保護的失效。主要可分為以下幾類陰極保護站影響因素：首先，輸出影響。陰極保護站中若是出現接頭損壞或電纜損壞等因素的影響，容易導致陽極失效或通氣管氣阻等問題的發生，由于輸出受到了影響，容易造成陰極保護受到破壞，減低了陰極保護的有效性。針對這種問題，需要對陽極的地床電阻進行定期的檢查與測量，及時發現問題并加以解決;其次，陰極保護站安裝跨接電纜不規范。陰極保護站作為保護天然氣長輸管道陰極有效性的重要措施，其作業的科學與嚴謹是必須的，但在陰極保護站的作業中，常出現不規范作業情況，例如跨接電纜的安裝。在跨接電纜安裝中沒有根據行業標準與實際情況進行的安裝容易導致安全隱患的出現，嚴重影響天然氣長輸管道陰極保護有效性。也存在一些外絕緣測試樁未連接跨接線的情況，僅僅通過一個通電接點進行上下游管道絕緣連接，這是十分危險的，也不利于對陰極進行保護;再者，陰極保護段受影響。由于恒定電流的出現，容易對陰極保護段管道造成影響，而恒定電流的出現較難預防，其是因雜散電流源與負荷定向性因素形成的，因此在恒定電流的影響下，陰極保護段的作用大大減弱，難以保證天然氣管道的正常輸出與運行，并且也造成的了管道線路的防護影響，使得整段天然氣管道受到影響;最后，長效參比電極失效。長效參比電極的電位與普通的參比電極電位相比有很大差異，長效參比電極的失效對于陰極保護段中的天然氣運輸管道出站端的參數影響較大，并且也會導致恒電位檢測儀的檢測結果產生差異。這對于天然氣管道陰極保護的效果是不利的，也會影響陰極保護的有效性。需要及時的發現，并更換長效參比電極，才能夠保障參數的準確與科學。

（2）管道回路電阻影響。即使通過定期的檢測，將雜散電流產生的影響在經過管道檢測中進行排除，天燃氣長輸管道的陰極保護仍然會受到其他因素的影響。由管道回路電阻造成的影響較難及時檢測，由于其受到陰極保護參數的影響，產生回路的變化，回路變化難以達到標準電位要求時，容易導致陰極保護問題的出現，造成天然氣長輸管道的陰極保護有效性下降。以某山區建設的天然氣管道回路電阻事件為例。該山區在天然氣長輸管道的建設中對于防護電位的要求與標準的重視不足，實際建設內容中能夠達到防護電位標準的低于百分之五十，且管道的兩側管段大多沒能夠達到標準要求。針對這一建設問題，進行的專門的檢測，對山腳下的兩個破損點進行的挖掘，后通過檢測發現，破損點的管道管體已經發生腐蝕現象，并且腐蝕嚴重。再后來的檢測分析中發現，引起管體腐蝕的主要原因是由于防腐層的破損。在這種狀況下，該管段的回路電阻產生了較大變化，不僅沒能夠達到標準電位要求，還造成管道陰極保護效果的減弱。

（3）陰極保護電流的漏失影響。閥室陰極保護對管道的陰極保護效果而言有重要作用，由于閥室的陰極保護電流漏失因素的影響，使得天然氣長輸管道陰極保護有效性的大大減弱。以某市天然氣長輸管道的檢測為例，在對天然氣管道建設過程的閥室檢測中發現，盡管該管道在正常通電運行的情況下內部電位偏正，但仍舊存在部分測試樁附近電位呈現負數的情況。對于這種情況，需要通過專業的檢測手法進行有效的檢測，在該次檢測中發現，天然氣主管道與閥室內的上下游放空管道連接的部位中出現了防腐層破損點，并通過開挖進行了證實。由管道的保護端與非保護端間的短路異常進行的接地連接操作方式，能夠較好的解決漏電問題，保護管道陰極，并對閥室的保護效果有效提高。當然，該事件中也發現了其他導致漏電的影響因素，通過科學的手段綜合的解決能夠較好的處理該次事故。例如針對閥室管道防腐層破損的問題，其破損由多種因素造成，但在材料上進行維護是必要的，這也提醒我們需要對天然氣長輸管道的施工質量進行有效的監督與管理，選擇合適的防腐層材料，并進行定期的檢測，這樣才能夠將閥室陰極保護電流漏失的問題徹底解決。

3 天然氣長輸管道陰極保護有效性提高的措施

對于天然氣長輸管道的陰極保護而言，除了對相關的現場問題進行針對性的解決，如對陽極的地床電阻進行定期的檢查與測量、更換長效參比電極、選擇合適防腐材料等，還需要對一些外在因素進行重視，才能具有綜合性的提高對于陰極保護的有效性。在此認為應加強建設期間的監督與管理。天然氣長輸管道陰極保護措施并不是僅限與運行階段，在建設階段進行的有效監督與管理能夠加強對于管道陰極保護的實際效果。例如對于防腐層材料的選擇而言，受到成本等的影響，施工過程或許會出現選擇廉價防腐層材料的情況，這就對天然氣長輸管道建設施工中的每一個步驟的監督與管理提出了嚴格的要求，需要在監督管理上的落實與到位，才能夠較好的解決這種問題，減少材料質量不良的情況。再者，存在一些施工人員施工措施與施工手段不正確的情況，其沒能結合實際情況進行施工處理。從監督管理的角度上來看，及時制止與預防這種問題的出現，有利于天然氣長輸管道的正常建設與運行，也能夠很好的起到保護管道陰極的作用。

4 結語

天然氣長輸管道的建設是保障我國天然氣資源能夠得到較好利用與資源傳輸穩定性的主要方式，在天然氣長輸管道的運行中，可能會產生管道內陰極受腐蝕的情況等，這對于管道的正常運行是不利的，針對管道陰極的保護，本文探討了影響陰極保護有效性的幾項因素，主要包括陰極保護站中輸出影響、安裝跨接電纜不規范影響、長效參比電極失效影響等，還受到管道回路電阻影響與閥室保護電流漏失影響。在這些影響因素中可以發現，定期的檢測與施工監督管理是必要手段，為了能夠提高天然氣長輸管道的陰極保護有效性，需要進行有效的檢測與監管。

參考文獻

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