长输管道站场埋地管网区域阴极保护技术的应用

张磊

摘 要：随着我国国民经济的不断发展，人们的生活水平有了质的飞跃，对物质生活的要求也在不断转变，生活中天然气、油气的使用范围变得越来越大。现如今天然气、油气等资源的输送工作，大部分都是依靠长输管道战场的埋地管道进行输送。为了不影响人们的正常使用，就需要保证管道运输的质量，加强长输管道站的建设，运用管道的阴极保护技术，对管道表层进行保护，减慢管道腐蚀现象的产生，增加管道运输的安全性，让管道的使用时间得以延长，防止发生气体泄露现象。

关键词：长输管道；区域保护；阴极保护技术；应用分析

引言：在进行长输管道站场埋地管网的区域运输时，一般会使用钢管进行输送，为了不影响人们的交通，会把管道埋在地下，这样一来输送于四面八方的管道，就会产生错综复杂的现象，而且周围的环境会对管道表层有所影响，土壤介质会腐蚀管道，时间一久就会发生泄露现象，造成不可挽回的后果。所以要对管道采取相应的保护措施，让气体的运输有一层保障，使运输工作得以安全运行。

一、简单介绍阴极保护工作

1.阴极保护的定义

阴极保护，其实就是一种电化学的保护技术，牺牲阳极，产生对阴级的保护。由于铁失去电子后，与氧、水结合形成铁锈，之后会被溶解在水中，最后钢结构就会一点一点的被腐蚀掉，然后就研究出阴极保护技术，该技术的主要作用是防止土壤氧化对金属物质的腐蚀，减小土壤、空气以及水等介质对金属的影响，形成对金属表层的保护，有效解决金属所发生的被腐蚀现象。

2.阴极保护的原理

由于正极得到电子后会形成氢氧根，那么我们就可以通过人工进行外加电流，为钢结构提供负极电子，从而得到保护，这样一来钢结构中的铁，就不会因为失去电子，而导致被氧化腐蚀了。这种阴极保护的原理，其实就是利用人工技术给金属加入大量的电子，让被保护的金属表面处于电子过剩状态，然后使金属各点的电位都负到一定程度时，金属的原子就不会因为失去电子而变成离子，最后溶于水中，会使金属表面所产生的腐蚀现象得到有效抑制。简单的解释就是，如果我们把二块铜板，每块都接上导线后放在一个装有导电液体的容器里，并保持适当的距离，然后再将两条导线分别接在一个直流电源的阳极和阴极上，这时阳极上的铜板电子，会渐渐脱离阳极板，通过液体在阴极的铜板上聚集，但是，如果我们想要保护这个液体里的金属，比如河水中的铁质水霸，设法在水里放一块金属做阳极，而水霸的铁做阴极，这样阳极的金属就会受到损坏、腐蚀，而阴极的就不会被腐蚀，于是就保护了水霸，这就是阴极保护的原理。

3.阴极保护的方法

（1）利用外部电源对被保护的金属施加强制电流。

使用这种方法进行阴极保护，可以保护的区域范围比较大，而且运用这种方法进行保护的范围越大越经济实用，所输出的电流连续可调，并不会受到环境电阻率的限制，可以进行长时间的保护。但是进行区域保护时，会需要大量的外部电源，对周边金属构建物的影响也比较大。

（2）利用牺牲阳极的方法，对阴极进行保护。

使用这种方法进行阴极保护，对周边金属构建物的影响较小，而且不需要外部电源，进行保护的范围越小越经济实用。但是会受到电力阻率环境的影响，在高电阻率的环境中不能使用，要求覆盖面积的周边环境必须好，而且对保护物体的的情况也有要求，保护电流一般都是定值，并且会消耗有色金属。

（3）可以进行排流保护，分为极性排流和强制排流。

极性电流的保护方式，是指利用分散的小电流进行保护管道，这种方法比较经济实用，而且操作比较简单，但是会对周边构建物有干扰影响，并且容易产生负电位。强制排流的保护方法，是以干扰源的负馈线代替辅助阳极，让结构变得简单化，当干扰源开始停止运作时，仍然可以进行保护管道，不会受到阳极的影响，但是会需要借用外部电源，还要保护排流电位不受影响。

二、长输管道站场埋地管网区域进行阴极保护的意义

石油天然气以及油气的运输工作，是十分重要的，为了运输方便，所以会将运输的管道埋在地下，当管道进行埋地处理后，最后导致管道不能使用的原因，大部分都是因为受到腐蚀的影响。为了可以抑制这种情况的发生，然后研究出了阴极保护技术，这种技术可以减少百分之三十金属腐蚀的损失，最大程度的减小腐蚀的危害，她的经济意义与社会意义都是非常巨大的。

三、进行区域性阴极保护工作存在的问题

1.需要进行阴极保护工作的范围比较大

由于长输管道所经过的区域范围比较大，管道交错的情况错综复杂，而且进行站内保护比保护地下管道的情况还要复杂的多，需要保护的对象种类不同、情况不同、分类不同。在站内实施保护时，阴极保护会受到相邻管道阴极保护的制约，会存在很多不利于保护工作进行的问题。

2.需要进行阴极保护管道的情况不同

在进行站内阴极保护时，管道长度的不同、直径的不同、腐蚀情况的不同、材质的不同、管道分布的不同等等，这些因素都会影响到保护管道的效果，会根据不同管道的情况限制不同的电位，会加大阴极保护工作的难度，如果出现差错，可能就会需要对阴极保护系统进行重新规划，影响保护工作的进行。

3.需要进行阴极保护的管道会受电流的影响

在进行长输站场埋地管网区域处理时，首先要考虑到保护电流形成流失情况的影响，以及造成屏蔽与干扰的影响，并进行相应的隔离处理。其次，管道的防腐内置结构、绝缘性能以及一些其他情况，这些问题很难掌握，所造成保护电流流失的因素也不确定，就会影响保护工作的进行，选用阳极保护的位置不合理，也会给阴极保护工作造成很大的困难。

四、进行区域性保护工作需要注意的问题与对策

1.要注意进行阴极保护工作时，选用设备型号的问题。

在进行战场区域阴极保护工作的准备时，对于选用设备型号的问题，要进行仔细分析，尽量采用多路恒电位仪，可以让每路电流分别对一个区域进行保护，这样就能按照管道的区域分布情况，解决阴极保护相互影响的问题，分别对各个区域进行阴极保护工作，单独控制各路运行的电流，完善阴极保护的不足。

2.进行阴极保护工作，可以选择使用分流方案。

在进行战场区域阴极保护工作的过程中，可以针对不同的回路，设置阴极和阳极的分流箱，制定出各线路的输出电流，必须要进行试运调整和检查工作，排除所有故障，达到电位平衡的要求，完成定量输出阳极电流的目的，确保各路极化电流均匀分布的情况，促使保护工作的顺利进行。

3.进行阴极保护工作，要尽量远离站外被保护管道的“通电点”

進行应急保护工作时，所选择的“通电点”的位置非常重要，其位置应当远离辅助阳极的区域，避免产生干扰现象，导致造成恒电位仪的输出失准，影响保护工作的进行。

五、结束语

为了使管道运输工作得以安全运行，有关部门对地下管道的使用，采取了阴极保护措施，经过长久的研究，阴极保护技术已经慢慢得走向完善，得到了有关安全部门的许可，然后大范围的进行防护。管道的使用时间可以在三十年左右，但是也要进行不断的改进与完善，提高阴极保护技术，降低经济成本，促进运输工作的进行。

参考文献：

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