试述输气管道阴极保护系统存在的问题及解决方法

试述输气管道阴极保护系统存在的问题及解决方法

丁泽康

中石化石油工程设计有限公司山东东营257026

摘要：为了缓解我国东部区域资源短缺的问题，我国利用西气东输，其有效的推动了我国东部地区社会经济发展，同时也使西部地区的资源得到合理利用。要想使输气管道的使用时间延长，就需要做好地下钢质管道阴极保护工作。本文就对输气管道阴极保护系统存在的问题进行分析，同时提出有效的解决措施。

关键词：输气管道；阴极；问题；对策

在我国经济发展过程中，天然气所扮演的角色是非常重要的，能够更好地确保社会稳定，并且可以确保人们能够更好地进行生产生活，因此是一种非常重要的能源物质。在天然气输送过程中，输气管道存在的问题是非常多的，为了确保对天然气更加安全的进行输送，对输气管道进行阴极保护是非常有必要的。当前阶段，输气管道在对天然气进行输送过程中，会受到输送介质或者是外界环境等方面多种因素的影响，使得输气管道经常从出现腐蚀或者是出现针孔等问题，使得管道与外部腐蚀环境直接接触，这样在防腐层破损的位置就会出现比较严重的腐蚀，使管道发生非常严重的破坏。因此可以通过对管道采取阴极保护的方式对这个问题进行解决，确保防腐层破损的位置管道腐蚀速率减缓。但是当前阶段在对输气管道进行阴极保护过程中存在的问题还是相对比较多的，因此应该采取非常有效的方法，进行解决，确保输气管道可以始终处于安全稳定运行状态。

1、阴极保护的基本原理

阴极保护是一种对埋地钢管的防电蚀措施，原理是在被腐蚀的金属结构物表面加一个外加电流，让被保护的结构物成为阴极，从而使得金属腐蚀所产生的电子迁移得到抑制，以此避免或减弱腐蚀现象的发生。阴极保护分为外加电流阴极保护和牺牲阳极保护两种方式。外加电流阴极保护方式简单、易操作，适用于保护小型的金属结构。而对于天然气长输管道这类大型的金属结构，采用牺牲阳极保护，通过外加直流电源以及辅助阳极，给被保护的金属补充大量电子，让被保护的金属整体处于电子过剩状态，以此让金属长期处于负电位，能更有效的保护管道不受到腐蚀的侵害。

2、输气管道阴极保护存在的问题

2.1恒电位仪元器件老化

查阅民用输气管线恒电位仪台账及设备运行技术档案。根据《天然气管道阴极保护管理办法》中要求每周对阴保间的恒电位仪设备进行检查，并进行备用机的切换。维保班每月对在运行的恒电位仪进行切换，保养设备，并记录输出电压、输出电流及控制电位，设备运行正常。

2.2电缆与辅助阳极故障

在阴极保护的系统中，电缆作为核心的运行设备，如果出现短路或者其他的故障，在一定程度上会影响到整个保护系统的运作，还会加快长输管道损害的程度。与此同时，辅助阳极作为保护电流从电源引入土壤中的导电体，能有效的防止电化学腐蚀。在当前大部分阴极保护系统的施工质量没有合格、选择的阳极金属材料也未完全达标，导致腐蚀物的增多引起电阻的增大，从而降低管道保护的效果。

2.3附属设施问题

一般来说，输气管道的安全附件与附属设施并不直接关系到输气管道的安全问题，但是安全附件与附属设施的合格与否会影响输气管道的安全运行，是输气管道能够正常使用的保障。输气管道附属设施问题主要包括使用过程损坏、没有进行定期校验、选型不恰当等。

2.4防腐层故障与电流干扰

防腐层主要是使金属管道表面上，使其与各种腐蚀性介质相隔绝，是阴极保护的基本方法之一。由于防腐层长时间埋在地底之中，长时间下来会出现老化、脱落、脆弱等现象，会发生管道的腐蚀。此外，由于长输管道的线路较长，不可避免的会出现与其他杂乱的电流相互干扰现象，甚至会冲击整个阴极保护系统，出现加速腐化的反作用效果。

3、输气管道阴极保护问题的解决对策

3.1在输气管道的两端位置对阴极保护站进行设置

首先，在阴极保护站的首站位置，应该对恒电位仪输出电流进行一定的设置，并且可以对电压以及对电流进行一定的提高，这样可以将线路的保护距离延长上去。除此之外，对于恒电位仪也应该进行一定的设置，其目的就是要保证即使在输气管道的终点位置也可以达到保护所需要的电位，通过在输气管道的两端位置设置阴极保护站，可以很好的对输气管道进行阴极保护。除此之外，在输气管道的使用前期，还应经常对其进行日常维护保养，一旦输气管道的防腐层出现一定的破损，对后期的正常使用就会带来严重的影响，而且维护过程中也会花费比较多的资金，进而对输气管道的阴极保护系统正常运行造成非常严重的影响，从这个角度上看，对阴极保护系统进行前期维护工作是非常有必要的。

3.2在套管位置对牺牲阳极装置进行加设

对于输气管道而言，一般会穿越大中型公路，在穿越时可能采用套管的方式。在套管的位置，其腐蚀程度相对是比较严重的，因此在使用前期就应该采取很好的应对措施。比较常见的及方法就是在套管内部设置三层PE防腐层。通过对输气管道采取增加套管的保护方式，可以对管道起到一定的屏蔽作用，这样阴极保护电流对套管内部的腐蚀程度就会大幅度增加上去，因此这是阴极保护过程中比较薄弱的一个环节。为了更好地对这个问题进行解决，可以在套管内添加牺牲阳极保护装置，这样在套管内部就会形成一层防腐层，一旦有腐蚀性物质进入到套管之内，可以通过牺牲阳极的方法在腐蚀层的缺陷位置对保护电流进行提供，从而可以非常有效的对输气管道进行保护，确保输气管道不会受到腐蚀，将输气管道的使用寿命增加上去，进而对输气管道进行很好的阴极保护。

3.3配气站的阴极保护

在输气管道铺设过程中，通常情况下也会对配气站进行设置，因此也应该采取非常有效的方法对配气站进行阴极保护。由于输气管道大多数是露天的，因此为了避免雷击对其造成的伤害，或者是避免为保护侧受到阴极干扰而形成腐蚀，在配气站内部应该对绝缘接头进行设置，而且还应该对锌接地电池进行设置。在绝缘法兰位置，应该设置防雷器，然后通过对防雷器进行有效应用，使其与绝缘法兰的两侧进行连接，这样就可以有效的避免雷击对输气管道造成的伤害。

3.4过河管道时阴极保护

对于输气管道而言，所处的地形相对是比较复杂的，并且存在着非常多的管道需要穿过河流，因此需要将其埋在河道里面。对于水体而言，其导电性是比较好的，并且里面还含有非常多的矿物质，这样就使得河水对输气管道造成的腐蚀变得非常严重，因此对过河管道应该采取必要的阴极保护措施，将其对输气管道做成的腐蚀降低到最小，并且对输气管道的使用寿命进行延长，对于过河管道而言，一般会采取混凝土覆盖的方式，这样的覆盖方法对阴极保护电流发挥效果会产生一定的消极影响，因此很难对输气管道进行保护，为了更好地对这个问题进行解决，可以在施工过程中在过河压块下面位置对管道进行阳极焊接，这样就可以很好地进行阴极保护，确保输气管道长时间处于安全运行情况。

4、结束语

总而言之，外防腐层加电流阴极保护防腐技术广泛应用于输气管道的外防腐中，极大的延长了输气管的使用寿命，保证了输气管道正常使用与安全运行。相关人员应不断完善输气管道的阴极保护系统，使管道的阴极保护符合规定的标准，从而确保我国输气工作的平稳发展。

参考文献:

[1]李长勇.输气管道阴极保护系统存在的问题及解决方法[J].油气储运,2017,36(5):590-595.

[2]潘长满.关于长输管道的阴极保护及故障分析[J].化工管理,2018(1):146-147.

[3]吕文全,王荡,寇志超.天然气长输管道阴极保护的有效性影响因素探讨[J].化工管理,2017,(9):142-142.