1、关于长输管道的阴极保护及故障分析 弋海鹏 辽河油田建设工程公司 摘 要： 在天然气输送的过程中, 输送管道不可避免的会发生老化、腐蚀等现象而导致管道泄漏, 此时如果处理不当或者处理不及时就会对沿线的城乡带来不必要的伤害。除了天然气的长输管道还有石油长输管道等其它长输管道, 为了尽可能避免其腐蚀, 本篇文章对长输管道的阴极保护法及其故障进行了简要的分析, 希望能够为从事长输管道保护的工作人员提供一定的参考。关键词： 长输管道; 阴极保护; 管道; 腐蚀; 故障分析; 0 引言众所周知, 我国的天然气资源主要分布在塔里木河柴达木等盆地, 且这些盆地大多位于我国的西部省份。然而, 我国的天然气消费市
2、场大都集中在经济相对发达的东部地区, 所以要想充分利用西部的天然气, 必须通过长输管道运输。而这些长输管道在正常工作过程中可能因为化学腐蚀等其它原因发生损伤, 而在管道损伤之后就在很大程度上影响了长输管道沿线的安全, 因为无论管道中输送的是天然气、石油或者是其它物质, 其都存在着很大的安全隐患。为此, 必须对长输管道进行保护, 本文论述的方法为阴极保护法, 该方法的使用将在很大程度上防止长输管道的腐蚀, 以保证管道的正常运行。1 阴极保护法简介1.1 牺牲阳极的阴极保护法目前长输管道的材质绝大多数为钢管, 而牺牲阳极的阴极保护法便是保护钢管的一种有效方法。该方法可以在很大程度上防止金属腐蚀,
3、其原理是将还原性较强的金属作为化学反应的一端, 这样就可以与被保护的金属形成原电池;此时还原性较强的金属作为原电池的负极而被腐蚀消耗, 被保护的金属则作为原电池的正极被保护起来。使用这种保护方式不需要外接电源, 具备简单轻便的作用, 同时还可以达到保护长输管道的作用。而在目前的城市管道铺设工作中或者是在一些小型的储油罐、储气罐以及长输管道中, 都可以使用这种方法来保护管道。在实际的应用过程中, 这种方法在保护阴极金属时会因为氧化还原反应的进行而使阳极表面形成一层不导电的硬壳, 这就会在很大程度上影响阳极金属的导电率, 进而对保护阴极金属产生不良影响。所以在实际工程的使用过程中阳极金属的使用寿命
4、一般为三年, 并且尽可能在土壤电阻率较低的环境下使用。1.2 外加电流的阴极保护法为了使阴极保护法的效果更好, 可以使用外加电流的阴极保护法, 这种方法是在原来阴极保护的基础上外加了直流电, 这样就可以保证电流在土壤中形成有效的阴极保护措施, 这种方法在很大程度上提升了阴极保护的可靠性和效率。当加入外接直流电源后, 保护金属的结构电位便会低于周围土壤的电阻, 从而更好地保证了整个氧化还原反应的顺利进行。这种外加电流的阴极保护法基本都是用于保护那些大型的或者是电阻率较高的金属, 而在长输管道的金属保护中使用这种方法就比较合适, 更能发挥其功效。但是这种方法在使用时会增加投入成本, 并且使操作和维
5、护变得相对复杂一点。2 长输管道阴极保护法常见的故障2.1 恒电位仪故障在外加电流的阴极保护法中, 恒电位仪是经常发生故障的部件, 其主要发生的故障为内部电路及电子元件的损坏。总的来说, 恒电位仪发生故障的次数还是比较多的, 但是其处理过程相对还是比较简单的, 通常这种故障的处理是由相应的技术员根据所学专业知识及积累的操作经验自行处理的;如果遇到的问题较为复杂, 技术人员自身无法解决, 此时就需要公司联系恒电位仪的生产产家来进行处理。而实际情况是站场的技术人员专业知识不足, 积累的经验也有所欠缺, 其并不能完全处理出现的故障, 而同时又不和生产产家及时联系, 这就导致了恒电位仪故障处理的延后。
6、2.2 电缆、参比和阳极地床故障(1) 电缆故障。在外加电流的阴极保护法中, 如果电缆在使用过程中出现断路或者其他故障, 都会在很大程度上影响整个系统的正常运行。同时, 如果电缆出现故障, 还可以加快长输管道的被腐蚀的速度。(2) 长效参比电极故障。在外加电流的阴极保护法中, 恒电位仪起着非常关键的作用。而在恒电位仪中, 长效参比电极又是一个非常重要的部件, 如果此电极法发生故障, 整个阴极保护系统就无法正常工作。该故障在解决过程中可以使用便携式参比电极来进行故障排除, 如果长效参比不能正常工作, 此时就可以使用便携式参比电极将其替换, 当然这种替换只是临时性的。(3) 阳极地床故障。如果在阴
7、极保护系统中保护电位不变的条件下, 系统中的恒电位仪的电压会逐步升高, 此时阳极地床的测试电阻也会变大, 这就表明阳极的地床存在一定的故障。而引起这种故障的原因大致为在建设阴极保护系统的过程中施工质量不过关, 阳极金属的材料选择不合理使其表面产生很多腐蚀物导致其电阻变大, 或者是地床的排气孔因为某些原因被阻塞。2.3 绝缘法兰故障在阴极保护系统中, 绝缘法兰发生故障的可能性最小, 所以其对整个阴极保护系统的影响最小。当绝缘法兰发生故障时, 可以使用通断电位法来对其进行测试, 这种测试方法可以对绝缘法兰的漏电率进行测试进而判断绝缘法兰的绝缘性能。2.4 防腐覆盖层故障防腐覆盖层也是阴极保护系统中
8、不可缺少的一部分, 它主要是指管道表面整体覆盖的一层绝缘电阻。这层防腐覆盖层在发生故障后, 其管道末端的保护电位便会与正常的标准电位出现差别, 这就会在一定程度上影响到整个系统的工作性能。实际情况中, 这种故障经常出现在那些防腐盖层呈现老化趋势的管道上。2.5 外部交、直流干扰在长输管道运行过程中, 因为管道的长度很长、分布的支点也多、覆盖的范围较大, 这就导致在管道的铺设的沿线会与高压输电线路或者是电气化铁路相交汇。在这种情况下, 我们就应该找出干扰源, 并对保护系统进行一定程度的屏蔽保护。在实际情况中, 常见的干扰源有高压直流输电线路和管道沿线的电气化铁路。2.6 埋地管线与其它管道或金属
9、搭接当被保护的管线与其它没有被保护的管线或者金属搭接时, 此时阴极保护系统中的恒电位仪虽然可以正常工作并输出较大的电压, 但其保护距离会大幅度下降。这种故障在实际工程出现的概率也非常低, 但是如果发生了这种故障, 其在处理过程中会非常复杂。2.7 其它外部工程引起的故障可能引起长输管道阴极保护故障的外部工程通常是指保护系统本身与其它的施工或者改造工程。所以在其它工程的施工过程中, 必须注意到长输管道的阴极保护系统, 避免其它工程对该系统的影响。3 加强长输管道阴极保护的措施(1) 提高监管力度。在长输管道及阴极保护系统建设的过程中, 监管部门一定要做好质量监督, 保证工程的施工质量, 这样就可
10、以在很大程度上提升阴极保护系统的工作效率和长输管道的抗腐蚀性。(2) 提高维护人员的素质。对于阴极保护系统的维护人员, 一方面需要对其专业技能进行培训, 使其提高自己的专业素养;另一方面还需要提高其责任感, 使其在工作中能够尽职尽责, 全力维护长输管道及阴极保护系统的正常运行。4 结语在现阶段, 长输管道可能因为各种原因而使其发生腐蚀, 为此就需要采取一定的措施进行保护。本文使用了阴极保护法, 这种方法的使用可以在很大程度上提升长输管道的抗腐蚀能力, 进而保证长输管道的正常运行。参考文献1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 (3) :83-84. 2袁晔.关于油气长输管道阴极保护系统维护及提升的探讨J.中国新技术新产品, 2016, (17) :46-47. 3高洁玉, 孟波, 王民.长输管道阴极保护系统现状评价及对策研究J.化工管理, 2015, (24) :125-125.
