油气管道阴极保护技术现状与展望

沈飞军，吴 春，张 超

（中石油管道有限责任公司西气东输分公司，湖北武汉 430073）

油气管道阴极保护技术现状与展望

沈飞军，吴 春，张 超

（中石油管道有限责任公司西气东输分公司，湖北武汉 430073）

针对油气管道阴极保护技术在准则与装备两方面的现状，结合以往经验及研究资料提出现存问题，并根据生产运行要求，明确技术的发展方向，为油气管道系统的进一步优化提供防腐技术解决方案。

油气管道；阴极保护技术；技术现状；技术展望

阴极保护是应对防腐层漏点而提出的附加保护，对预防腐蚀有重要作用，是系统第二道防线。伴随油气系统升级，阴极保护技术不断发展，在综合水平提升的同时也暴露出一些准则、装备等方面的问题。

1 油气管道阴极保护技术现状

1.1 准则

准则是油气管道阴极保护关键指标，也是对保护状态进行评价的重要标准，对保护设计与保护运行有指导性作用。现行技术规范指出：阴极保护准则对应的评价标准主要为管/地断电电位，同时还给出两个常用判断依据：其一，保护电位不能超过-1 200～-850mV（CSE）；其二，如果以上准则无法实现，则可将极化电位差视作主要判断依据。

尽管以上准则现阶段已在阴极保护领域得到广泛应用，但是仍然无法避免一些问题：

（1）适用温度方面。ISO 15589：1指出：如果管道的实际运行温度在40℃以上，则以上准则将无法发挥保护功能。国家标准也证明了在高温环境下，阴极保护难以发挥应有的效果。国内的燃油管道实际运行温度经常比40℃高，所以目前的准则无法满足生产要求，需要对准则进行更深层次的研究与探索[1]。

（2）在经济发展进程中，管道所受直流干扰越发严重，在直流干扰下，管道会出现电位波动，则电位波动是引起电位偏离的主要原因。现行标准未对电位偏离允许度给予明确规定，导致准则在干扰条件下失去了运行管理方面的指导作用。在此方面，国外相关标准给出了严格的规定。因此，应积极借鉴发达国家的做法对准则进行完善。

（3）在交流干扰条件中，传统阴极保护将失去作用和价值。交流条件下被保护的金属通常处在一种加速腐蚀、自然腐蚀与阻碍腐蚀状态，严重影响阴极保护，最终产生腐蚀的现象。然而，目前国内外还没有提出关于交流干扰的应对准则。基于此，应通过对交流环境下金属腐蚀原理的深入探究，来制定一系列有效的保护准则。由此可见，国内现阶段掌握的准则还无法真正满足实际的生产需求，尽快构建完善、全面的准则是发展阴极保护重要基础。

1.2 装备

阴极保护系统由各种保护装备构成，阴极保护系统分为电源与测量两类。其中，电源系统包含阳极地床与电源，电源是系统的核心；测量系统包含仪表、参比电极与测试桩。我国的阴极保护电源以恒电位仪为主，而国外一般使用整流器。尽管二者在基本功能方面存在一定差别，但在技术水平上无明显差异。测量系统由参比电极、测试桩和万用表等构成。借助现有装备，仅可以对通电电位进行测量，无法测量断电电位。因准则提出的核心判断指标为断电电位，而现有测控主体却是通电电位，所以现有装备还无法满足准则要求，尤其是在运行管理方面，容易暴露出很多实际问题。

2 油气管道阴极保护技术展望

2.1 准则研究

准则作为技术基础，对设计、运行及管理都有着重要的指导作用。因当前的准则无法满足日常生产要求，所以需要积极开展研究工作，努力构建更完善的准则体系。首先，结合国内油气管道基本特征，借助计算与实验等方法，构建针对于高温条件下的保护准则，为高温保护的设计和运行提供可靠指导；其次，鉴于直流干扰越发严重的现状，应加强实验分析，也可直接从国外引进成熟标准，构建基于直流干扰的全新准则，为这一情况下的运行管理提供理论支撑；最后，鉴于交流干扰日益广泛和严重的现状，进行有关金属交流干扰腐蚀作用原理方面的研究，构建相应准则，为管道在这一环境下的运行安全提供保障[2]。

2.2 装备升级

开发新型电位测量技术，如电流同步中断，通过对全部电源的同步中断，对管道通电电位及断电电位实施准确测量。如果测量过程中存在一定直流干扰，由于无法对外部干扰进行切断，所以运用该技术测量得到的断电电位会有很大误差。对此，可借助试片法实施测量，测量原理为：管道和试片经测试桩直接相连，于管道连接和断开试片的瞬间，对断电电位实施测量。根据技术的作用原理，给出以下假设条件：当电流密度保持恒定时，试片面积不断增大，减小了极化程度，表现出更趋向于正值的断电电位。基于此，对某个标准试片对应断电电位实施测量，能近似算出该点电流密度。借助这一方法可对各区域系统保护能力进行评价。在难以对管/地电位进行测量的条件下，以上方法也能作为额外的保护效果评判措施。

3 结束语

油气管道蓬勃发展使其受到的腐蚀作用日益加剧，作为常用腐蚀控制技术，阴极保护正发挥至关重要的管道保护作用，但也经受着严峻考验。为解决技术应用及发展难题，除了要加强技术准则研究，更要优化更新装备、设施，结合现代化技术，进一步提升技术综合水平，从而适应生产需要，打造高效稳定、安全可靠的油气管道系统。

[1] 陈利琼，李卫杰，孙磊.油气管道阴极保护效果评估技术研究[J].全面腐蚀控制，2013，（9）：41-45.

[2] 李卫东.油气管道阴极保护技术现状与展望[J].化工管理，2016，（26）：206.

P r e s e n t S i t u a t i o n a n d P r o s p e c t o f C a t h o d i c P r o t e c t i o n T e c h n o l o g y f o r O i l a n d G a s P i p e l i n e

Shen Fei-jun，Wu Chun，Zhang Chao

Aiming at the existing situation of oil and gas pipeline cathodic protection technology in terms of criteria and equipment，this paper puts forward the existing problems and puts forward the existing problems according to the previous experience and research data.According to the production operation requirements，the development direction of the technology is clarified，and the anticorrosion technology is provided for the further optimization of the oil and gas pipeline system Program.

oil and gas pipeline；cathodic protection technology；technology status；technology prospect

TE988.2

A

1003-6490（2017）08-0033-01

2017-06-05

沈飞军（1983—），男，湖北汉川人，工程师，主要从事长输管道保护工作，包括管道工程及管道阴极保护。