埋地输油管道的阴极保护措施探析

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　　摘  要：石油是关键能源，在经济发展中起到重要的作用，当前，石油储运过程中，特别是长距离油气输送，需要全面保证安全可靠，输油气管道阴极保护系统起到了关键的作用。埋地管道阴极保护能够保证管道的安全，对于经过的强腐蚀区域，必须要在管道埋入地下时加入临时阴极保护，有效避免出现安全事故。文章主要通过对埋地输油管道特点进行分析，全面提出完善合理的阴极保护措施。
　　关键词：埋地管道;强腐蚀区域;阴极保护
　　Abstract： Petroleum is a key energy and plays an important role in economic development. At present， in the process of petroleum storage and transportation， especially long-distance oil and gas transportation， it is necessary to ensure safety and reliability， and the cathodic protection system of oil and gas pipelines plays a key role. Cathodic protection of buried pipeline can ensure the safety of pipeline. for strong corrosion areas， temporary cathodic protection must be added when the pipeline is buried underground to effectively avoid safety accidents. Based on the analysis of the characteristics of buried oil pipeline， this paper puts forward perfect and reasonable cathodic protection measures in an all-round way.
　　前言
　　经济建设的深入发展，对能源需求量也在不断增加，石油是重要的能源，在各个领域都发挥着重要的作用。随着全球石油开采量的增长，石油的长距离运输也变得非常重要，特别是偏远区域的开采，更需要安全的措施保护，才能确保石油到达指定用油气地点，满足经济建设发展需求。我国输油管道也在技术创新中，不断发展变化，技术成熟度越来越高，有效保证了油气传输安全稳定。当前，国际油气流动较频繁，铺设的管道数量不断增加，特别是一些跨国干线的铺设，直接带动了别国经济增速，其安全可靠性直接影响国际国内用油质量，石油管道多为地下设施，只有全面做好防腐问题，才能确保不出现泄漏，节约能源，减少成本。管道输油是当前最为主要的传输方式，通过油气产地与用地间的连接，形成了一条油气传输专用管道，原油源源不断输送到需求地，满足了当地的油气需要，为区域经济建设提供强大动力支持。油气管道距离长、环境恶劣，在传输过程中，往往会遇到一些问题，影响了传输质量，近年来，管道运行不断出现事故，其中最为主要的就是管道腐蚀，受腐蚀影响油气泄漏的问题占到总问题的三分之一。油气管道腐蚀是多种原因形成的，恶劣的环境、复杂的地质，比如输油管道通过的环境地质情况恶劣，不同的区域周边土壤性质也不一样，长距离传输中，油气管道会经过盐、水量大的区域，而管道的孔隙就会出现腐蚀，在土壤pH 值影响下，就会出现腐蚀，另外，油气自身的性质也会影响到管道的使用，原油含有CO2、H2S 等流态不同的液体，在长期的使用后，管道腐蚀和破坏非常严重，这些问题的出现，严重影响到了石油传输效果。
　　1 阴极保护概念
　　石油是人类社会进步的阶梯，有了石油的普遍应用，才有了人类科技的发展创新，石油是社会的支柱。在油气开发过程中，需要先进的技术能力，才能确保整体的安全，作为油田工业的主要工作就是油气勘探、开发、钻井、运输和销售，任何一个环节都缺一不可，特别是在运输和销售过程中，需要全面保证整体安全可靠，运输和销售时使用的是钢质管道和储存罐。罐和管道的使用寿命关系到油田工业是否可以正常的发展，同时也关系到整个油田的经济效益。而管道的使用年限主要受到各种电化学的影响，尤其在强腐蚀区域，目前解决这种强腐蚀区域电化学腐蚀的主要方法是对管道采取阴极保护措施。
　　2 陰极保护方法的分类
　　要想全面保证输油管道的安全，最主要的就是保证管道不受到腐蚀，全面降低腐蚀电位就能够达到保护管道的目的，阴极保护就能够全面保证管道不受腐蚀，通过阴极降解的方法，全面提高管道使用效率，阴极保护就是给金属管道补充大量电子，这样，金属管道表面就会在一定的时间内始终处于电子过剩状态，也就是说，金属管道表面各点低于负电位，通过这种方式，这样做就可以使金属管道电子不流失，从而融入溶液，只要金属管道电子不出现流失，那么，管道就会有一个保护，金属管道自然不会受到环境的影响，不会产生腐蚀问题，强制电流和牺牲阴极两种保护方法是当前最普遍的方式，保证了管道的安全稳定。
　　2.1 牺牲阳极法阴极保护
　　牺牲阳极保护是在同一种电解质溶液中放两种不同金属，通过两种金属属性的区别差异，起到保护金属的作用，金属性越强越要放置更强的金属，这样，才能让这种金属失去电子被腐蚀达到保护管道的基本效果。这种方式使用的范围非常广泛，具有一定的优势，阳极保护在任何一种油气管网系统中都能用得到，整体效果非常明显;对于电流较小的阳极输出，而阴极不会产生剥离，有效保证了稳定性;要想全面达到阴极保护的作用，就需要在铺设管线时，全面做好阴极保护施工，减少成本费用，达到最好的效果;在长时间使用过程中，会出现损坏情况，那么，后期维护就会简便。这种方式的最大不足就是阳极输出的电流不能很好的得到有力控制。 　　2.2 外加电流法阴极保护原理
　　外加电流法阴极保护是对要保护的管线进行外部强制电流摄入，达到不让阴极腐蚀的目的，阴极腐蚀会出现部分电子损失，只有通过外在的补充，才能避免出现电子损失，电流通过阳极输入土壤，汇流点返回到电源设备中，这样，就能够有效保证补偿阴极的作用，避免出现电子的损失。这种方式使用范围并不广泛，只是在特定条件下才能使用，操作过程中，会产生大量的电流，运行中需要专业人员才能完成部分维护保养，费用大、时间长，主要用于区域性管网保护。
　　3 长输管道阴极保护施工技术
　　3.1 阴极保护施工前提条件
　　埋地管道受到环境影响，很容易出现腐蚀的问题，这是管道的正常现象，只有全面做好保护，才能保证安全。要想保证效果，则需要充分做好施工各项准备，一般管道纵向是能够连续导电的，只有足够的电阻管道覆盖层，才能降低腐蚀度，提高防腐能力。严格选择使用阴极保护电源，正规渠道采购，设备要有出厂证明，确保产品合格。要充分做好现场考察，保证阴极保护电源设备安装符合周边的环境条件，避免出现损坏情况。要充分提供稳定的电源电压与设备额定电压，保证二者数值的符合度，严格施工方案，以接线图为标准，做好直流电压审核。要科学安装可控硅恒电位仪，根据出厂标准全面检测交流输入、负载、干扰、流经参比电极等各种性能是否符合常规电流。汇流点及辅助阳极安装需要做好测试桩安装，要全面清理管道局部防腐层，正确进行焊接，保证引线焊后防腐的能力，科学处理线路，最后再回填避免出现碰断的现象。
　　3.2 阴极保护参数测试
　　管道保护做得好不好，需要进行测试，根据安装方案，做好严格的检测，通过测得管道电位进才科学的判定是最好的方法。最多见的测试方法包括管地电位法、地表参比法、近参比法、远参比法、辅助电极法等，要根据地理位置与土质差别，选择不同类别的检测方法，这样，才能提高测试质量，保证合格率。地表参比法主要是对管道自然电位、牺牲阳极开路电位进行测试。近参比法主要是对防腐层质量进行测试，特别是能够提高管道保护电位和牺牲阳极闭路电位测试水平。远比参法对强制电流阴极保护有良好的测试效果，能够全面测得管道对远方大地电位的情况，这样，能够得到偏移电位的参数。
　　4 长距离输油管线阴极保护问题及解决
　　4.1 现场实测自然电位与设计电位不符
　　在实际应用过程中，往往会出现各种因素，导致整体效果不良好，现场实测自然电位往往会受温度、湿度、导电率的影响，那么，测试时，就需要根据现场情况灵活调整，以实测数据为准，设计电位主要是实验室产物，不能代替实际情况，如果解决不好实则自然电位和设计电位的关系问题，那么，就无法起到保护作用。当前的仪器没有温度、湿度调整功能，进入现场后，需要进行科学的调整，保证数据精准。
　　4.2 正常阴极保护电位跳变不正常
　　电力系统是一个复杂的系统，对阴极保护非常重要，如果电力系统不稳定，电压高、电流大，则会产生不利的影响，特别是当前使用的都是交流系统，阴极保护系统是低电压且小电流直流电系统，要想全面保证稳定，则压根对进行调整，保证施工顺利进行。为了达到良好的效果，施工时，要科学设计电力系统，埋地铺设要有科学方案，输油管道和腐蚀信号检测探头属埋地式安装。如果电力系统突然中断，重新启动后就会产生强大的负荷，这时电流就不平衡，通过接地系统的安装就能够使强大的电流稳定。
　　4.3 不同地形产生的电阻率不同
　　长距离输油管道测试点比较稳定，但是在其他点位测试，则会出现问题，起不到阴极保护的目的，管道及牺牲阳极埋设深度2m到3m，而实际油田长距离输油管道都高出50公里，这种长距离传输過程中，往往会出现电阻率不同，不同的地理性质会产生不同的现象，导致了管道两头落差大，形地貌环境的不同，直接反映的就是地下地层结构变化，管道经过的区域会出现土壤、砂岩、泥岩、第四系马兰黄土、离石黄土等，区域不同，则电阻就会不同。
　　5 结束语
　　阴极保护要严格选择方法，全面解决好管道规模大、土壤电阻率高、被保护管道覆盖层差的问题，适当使用外加电流进行管道保护，通过上述分析，得出结论如下：
　　一是完善腐蚀计算模型能力，材料质量标准，做好定量防腐。二是注意电流控制，科学选择测试距离，避免出现误差。三是用外加防腐绝缘层和阴极保护法联合使用提高防护效果。四是科学设计分析原因，优化方案降低损坏。
　　参考文献：
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