探討輸氣管道陰極保護問題及解決對策

李巖

關鍵詞：輸氣管道;陰極保護;問題;對策

引言

當前我們國家天然氣使用量不斷增加，需要大量的長輸管道進行運輸，在管線建設過程中需要加強防腐工作，避免其出現(xiàn)風險問題造成人身安全事故，保證天然氣能源的有效利用，為我國經(jīng)濟發(fā)展提供助力。為了加強管道保護的作用，相關人員需要對陰極保護系統(tǒng)進行定期的檢查維護，并且要根據(jù)反應出的問題進行及時的處理。

1輸氣管道陰極保護存在的主要問題

1.1外部防腐層問題

針對于輸氣管道應用效率而言，管道外層的質(zhì)量非常關鍵，多數(shù)管道外部的防腐層沒有達到國家相應的質(zhì)量標準，材質(zhì)的應用缺乏規(guī)范性，加之對應的操作工藝流程不到位，就會增加安全隱患的發(fā)生幾率。另外，輸氣管道施工中沒有落實全過程保護機制，使得防腐層的破損問題非常嚴重，輸氣管道腐蝕現(xiàn)象頻發(fā)[1]。

1.2陰極保護站問題

（1）老化問題。一般會在輸氣管道的兩端設置對應的陰極保護站，配合恒電位設備未完成交替工作，從而維持輸氣管道的保護效果。但是，目前依舊存在設備老化問題嚴重的現(xiàn)象，無法提供永久性保護，必然會增加腐蝕的幾率，使得綜合應用質(zhì)量降低。（2）無獨立供電。部分輸氣管道項目在應用陰極保護站的過程中缺乏獨立供電系統(tǒng)的設置，使得線路實際應用效果不能滿足標準要求[2]。

2輸氣管道陰極保護對策

2.1合理應用防腐材料

在防腐材料的選擇上應該滿足管道防腐性能設計要求，從材料供應以及現(xiàn)場施工條件等因素方面，選擇最經(jīng)濟適用的防護材料。結合當前應用情況來看，熔結環(huán)氧粉末在黏結力以及熱穩(wěn)定性方面表現(xiàn)良好，但是對于碰撞問題表現(xiàn)敏感且容易受到?jīng)_擊破壞影響，而出現(xiàn)質(zhì)量隱患問題。二層聚乙烯結構材料在抗透濕性以及絕緣性能方面表現(xiàn)良好，同時在耐土壤應力以及耐化學介質(zhì)浸泡等性能方面表現(xiàn)良好，但是在黏結力方面表現(xiàn)稍遜色。三層聚乙烯結構綜合性能表現(xiàn)優(yōu)異，同時兼具聚乙烯與環(huán)氧粉末的優(yōu)勢特點，但是涂敷程序要求較為嚴格且造價成本高。因此在具體選用過程中，工作人員應該綜合考慮不同防腐材料的應用優(yōu)勢以及弊端問題，并主動結合工程項目防腐需求進行合理選擇與應用。

2.2防腐蝕涂層防護

首先，是地上跨越處防腐層的防護。在進行管道防腐層的修復時，要對管道的運行情況進行評估，制定出具有針對性的修復方案。在進行管線檢測過程中要利用鋼線刷將防腐層進行清除，完后開展修復，進行總干膜的涂刷，厚度要超過140μm，從而有效提升管線的防腐性能。其次是增加深埋處管道防腐層的防護技術。在管線運行故障檢測過程中，通常利用目測跟電火花檢漏結合的方式進行防腐層的修復。先進行除銹，然后利用無溶劑液態(tài)環(huán)氧涂料進行修復;再次，深埋達到設計要求位置的防護技術。對于腐蝕程度較低的管道可以利用地面防腐層檢漏儀進行檢測，如果發(fā)現(xiàn)異常，則進行開挖修補，保證修復效果符合設計需求。

2.3陰極保護技術

要做好陰極保護站的防護工作

在進行輸氣管線的管理過程中要恢復輸氣管線陰極保護措施，對防腐層進行修復。輸氣管線自身擁有的防腐層通常會暴露在外部環(huán)境中，管線也會受到外部的侵蝕，所以要利用陰極保護設備實現(xiàn)抵御腐蝕的效果，如果缺少電源裝置，可以利用蓄電池實現(xiàn)保護功能。

第二，犧牲陽極保護技術

土壤中犧牲陽極回避金屬材料具有更高的活性，在跟體電連接后會將腐蝕溶解，產(chǎn)生大量的電子，電子在被保護體表面產(chǎn)生陰極還原反應，實現(xiàn)對陰極的保護。在對天然氣管道應用犧牲陽極陰極保護技術時，主要是將相比管道還要負電位的金屬與管道連接在一起，陽極會不斷發(fā)生氧化反應而腐蝕，此時所產(chǎn)生的電流便能夠保護天然氣管道，防止天然氣管道出現(xiàn)腐蝕的情況。

第三，外加電流陰極保護技術

通過導線將金屬結構跟直流電源負極連接到一起，輔助陽極跟電源正極連接，電子會向陰極表面流動，也就是被保護的管道。當電子無法跟溶液中的物質(zhì)產(chǎn)生反應時，會在陰極表面急劇，電極電位向著負方向移動，產(chǎn)生陰極極化，電子釋放受到影響。當陰極電流不斷增大時，電子數(shù)量不斷增多，在金屬表層形成的電極電位負值增高，陽極產(chǎn)生電子的能力降低。當陰極極化到達一定程度是，會產(chǎn)生等電位的情況，使得電池腐蝕作用停止。

2.4科學配置陰極保護站

（1）在陰極保護站首站的位置進行恒電位儀輸出電流的固定設置，并且配合電壓、電流參數(shù)等落實相應的線路處理工作。值得一提的是，若是電流參數(shù)和電壓參數(shù)相應提高，就要適當延長保護線路的實際距離，并且確保輸氣管道的終點位置能滿足保護電位要求，無論是參數(shù)規(guī)范還是位置都能貼合輸氣管道的應用訴求。

（2）要在輸氣管道的使用前期進行日常的維護保養(yǎng)工作，確保能減少安全隱患問題的留存，建構完整的處理方案。尤其是要對防腐層進行檢查，若是出現(xiàn)破損就要及時修補，從而減少后期造成的不良影響。最關鍵的是，前期的合理性維護保養(yǎng)也能大大降低后期應用維護的成本，有利于實現(xiàn)經(jīng)濟效益、社會效益的共贏。

（3）要結合實際應用要求匹配電源結構，利用多路輸出功能以及獨立調(diào)控的陰極保護電源，就能在滿足實際應用規(guī)范的基礎上，維持管道單獨輸出的效率，從而確保應用水平符合預期。

（4）要結合輸氣管道應用規(guī)范和操作標準，合理性配合管控系統(tǒng)，特別是在計算機技術不斷發(fā)展的時代背景下，安裝完整、規(guī)范的管道陰極保護電位自動采集系統(tǒng)，能最大化提升應用處理效率，并且判定管道陰極保護的運行狀態(tài)，從而維持陰極保護綜合效果[5]。

2.5加強防腐管理力度

管道防腐管理工作能夠有效降低管道腐蝕現(xiàn)象發(fā)生率，因此施工單位必須加強管道防腐管理力度。首先，相關企業(yè)必須規(guī)范化生產(chǎn)工藝，以此避免受到工藝不規(guī)范的影響，從而導致管道出現(xiàn)腐蝕問題。此外，在油井注水過程中，必須禁止混合輸注現(xiàn)象發(fā)生。其次，必須提高管道防腐管理工作的有效性及持續(xù)性，并對管道埋設深度進行把控，確保其符合相關標準。此后，應對管道保溫層進行檢查，避免其存在破損現(xiàn)象。最后，為提高管道運行質(zhì)量，應根據(jù)腐蝕形成原因制定相應的檢測方案[6]。

結束語

綜上所述，腐蝕問題始終是影響油氣管道運行質(zhì)量的關鍵因素。為避免腐蝕問題對油氣管道安全運行構成威脅，建議現(xiàn)場作業(yè)人員應該立足于油氣管道運行環(huán)境，多個方面加強對油氣管道運行質(zhì)量工作的控制力度。

參考文獻：

[1]趙森，李慧瑤，贠智強，等.埋地輸氣管道陰極保護系統(tǒng)故障分析及防治措施[J].石油化工自動化，2020，56（04）：46-49.

[2]閆青松.輸氣管道陰極保護電位欠保護問題研究[J].中國高新技術企業(yè)（中旬刊），2018（03）：138-139.

[3]劉偉欣.試述輸氣管道陰極保護系統(tǒng)存在的問題及解決方法[J].化工管理，2019（09）：142-143.

[4]張時維，趙亮.天然氣長輸管道陰極保護的有效性影響因素探討[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2020，40（18）：39-40

[5]戚永富.油氣長輸管道防腐施工質(zhì)量關鍵控制探討[J].全面腐蝕控制，2019，33（01）：83-84.

[6]鄧楠.油氣長輸管道防腐施工質(zhì)量關鍵控制環(huán)節(jié)[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量，2019，39（14）：14-15