试析天然气长输管道阴极保护的有效性影响因素

张耀东 王海茹

摘 要：天然气是我国的重要资源，其长距离输送主要依靠的是管道运输，基于天然气本身的易燃易爆特性，天然气管道长期埋于地下。我国当前已经构建起了天然气管道运输网络系统，促进天然气长距离运输得到有效的发展，但不可忽视的是，天然气长输管道运行中还存在许多安全隐患，其中以阴极腐蚀问题较为严重，如何对天然气长输管道阴极进行有效的保护是关键问题。本文基于天然气长输管道的现状，探讨影响管道阴极保护有效性的因素，并提出建议措施。

关键词：天然气;长输管道;阴极保护

中图分类号：TE988.2 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2019）03-0124-02

随着我国城市化进程的不断快速发展，当前天然气已经成为了人们生产与生活中不可缺少的重要资源，城市建设离不开天然气的使用，工业化进程也离不开天然气的使用。而天然气管道长时间埋于地下，受到各种不同因素的影响，难免产生一些运行故障，这很容易造成生产与生活活动的受限。因此，针对天然气传输管道的保护，需要重视问题的产生原因与影响因素，并加以解决。本文以管道保护中的阴极保护为主要探讨对象，进行影响因素的剖析。

1 天然气长输管道阴极保护的现状

天然气长输管道阴极保护是保障长输管道能够安全运行的一种方式，其影响着天然气长输管道的正常运行，通过对阴极保护电位的判断是验证长输管道是否受到保护、保护措施是否成功的标志之一。阴极保护指的是在被保护的金属构筑物上施加阴极电流，通过阴极的极化使得金属电位产生负移，减少阳极溶解速度，降低金属受腐蚀的程度，并通过阴极电流的充分提供，达到停止阳极溶解的目的。通常情况下，对天然气长输管道的阴极保护法会采用这种外加电流保护的方式，能够有效防止管道的腐蚀。但这种方法的使用一般有一定的条件限制，例如被保护金属表面需要有电解质如海水、潮湿土壤等的存在，这样才能够使外加的保护电流通过导电介质形成完整的闭合回路。传统的阴极保护法中为了使外加电流能够均匀分布于保护金属的表面，并有效的提高对于管道阴极的保护效率，都会将金属结构浸没于导电介质中，因此，这要求被保护的金属结构几何形状应更趋于简单化。当前在天然气的长输管道阴极保护中，以更加先进的设备与仪器进行保护措施的提高，通过将电位更负的电子转移到被保护金属上，能够有效的保护金属，这种方法牺牲了阳极阴极保护，但不需要外加电源，能够对腐蚀产生干扰，减少腐蚀的情况出现，一般作用于小型的金属结构中。当前国内对于阴极保护的有效性检测技术该不算特别突出，这也对阴极保护的影响因素提供产生了一定的限制，需要更好地挖掘影响阴极保护有效性的因素，通过针对性的解决，达到提高天然气长输管道阴极保护有效性的目的。

2 天然气长输管道阴极保护有效性的影响因素

天然气作为重要的资源，能够影响地区的发展与地区建设。近年来，我国对于能源利用与保护的关注不断加强，在现代化科学技术手段不断进步、国家经济实力不当加强的当下，能源行业受到的关注是上升的，我国能源行业的进步与发展离不开长期的关注与重视。因此，在天然气运输业中，如何确保能源运输安全与措施的利用是关键问题。以下针对天然气长输管道中阴极的保护有效性影响因素进行探讨。只有充分研究影响能源运输安全的原因，才能够更好得加以解决。

（1）阴极保护站因素。阴极保护站是天然气长输管道阴极保护的关键，阴极保护站中存在的影响因素会直接导致阴极保护的失效。主要可分为以下几类阴极保护站影响因素：首先，输出影响。阴极保护站中若是出现接头损坏或电缆损坏等因素的影响，容易导致阳极失效或通气管气阻等问题的发生，由于输出受到了影响，容易造成阴极保护受到破坏，减低了阴极保护的有效性。针对这种问题，需要对阳极的地床电阻进行定期的检查与测量，及时发现问题并加以解决;其次，阴极保护站安装跨接电缆不规范。阴极保护站作为保护天然气长输管道阴极有效性的重要措施，其作业的科学与严谨是必须的，但在阴极保护站的作业中，常出现不规范作业情况，例如跨接电缆的安装。在跨接电缆安装中没有根据行业标准与实际情况进行的安装容易导致安全隐患的出现，严重影响天然气长输管道阴极保护有效性。也存在一些外绝缘测试桩未连接跨接线的情况，仅仅通过一个通电接点进行上下游管道绝缘连接，这是十分危险的，也不利于对阴极进行保护;再者，阴极保护段受影响。由于恒定电流的出现，容易对阴极保护段管道造成影响，而恒定电流的出现较难预防，其是因杂散电流源与负荷定向性因素形成的，因此在恒定电流的影响下，阴极保护段的作用大大减弱，难以保证天然气管道的正常输出与运行，并且也造成的了管道线路的防护影响，使得整段天然气管道受到影响;最后，长效参比电极失效。长效参比电极的电位与普通的参比电极电位相比有很大差异，长效参比电极的失效对于阴极保护段中的天然气运输管道出站端的参数影响较大，并且也会导致恒电位检测仪的检测结果产生差异。这对于天然气管道阴极保护的效果是不利的，也会影响阴极保护的有效性。需要及时的发现，并更换长效参比电极，才能够保障参数的准确与科学。

（2）管道回路电阻影响。即使通过定期的检测，将杂散电流产生的影响在经过管道检测中进行排除，天燃气长输管道的阴极保护仍然会受到其他因素的影响。由管道回路电阻造成的影响较难及时检测，由于其受到阴极保护参数的影响，产生回路的变化，回路变化难以达到标准电位要求时，容易导致阴极保护问题的出现，造成天然氣长输管道的阴极保护有效性下降。以某山区建设的天然气管道回路电阻事件为例。该山区在天然气长输管道的建设中对于防护电位的要求与标准的重视不足，实际建设内容中能够达到防护电位标准的低于百分之五十，且管道的两侧管段大多没能够达到标准要求。针对这一建设问题，进行的专门的检测，对山脚下的两个破损点进行的挖掘，后通过检测发现，破损点的管道管体已经发生腐蚀现象，并且腐蚀严重。再后来的检测分析中发现，引起管体腐蚀的主要原因是由于防腐层的破损。在这种状况下，该管段的回路电阻产生了较大变化，不仅没能够达到标准电位要求，还造成管道阴极保护效果的减弱。

（3）阴极保护电流的漏失影响。阀室阴极保护对管道的阴极保护效果而言有重要作用，由于阀室的阴极保护电流漏失因素的影响，使得天然气长输管道阴极保护有效性的大大减弱。以某市天然气长输管道的检测为例，在对天然气管道建设过程的阀室检测中发现，尽管该管道在正常通电运行的情况下内部电位偏正，但仍旧存在部分测试桩附近电位呈现负数的情况。对于这种情况，需要通过专业的检测手法进行有效的检测，在该次检测中发现，天然气主管道与阀室内的上下游放空管道连接的部位中出现了防腐层破损点，并通过开挖进行了证实。由管道的保护端与非保护端间的短路异常进行的接地连接操作方式，能够较好的解决漏电问题，保护管道阴极，并对阀室的保护效果有效提高。当然，该事件中也发现了其他导致漏电的影响因素，通过科学的手段综合的解决能够较好的处理该次事故。例如针对阀室管道防腐层破损的问题，其破损由多种因素造成，但在材料上进行维护是必要的，这也提醒我们需要对天然气长输管道的施工质量进行有效的监督与管理，选择合适的防腐层材料，并进行定期的检测，这样才能够将阀室阴极保护电流漏失的问题彻底解决。

3 天然气长输管道阴极保护有效性提高的措施

对于天然气长输管道的阴极保护而言，除了对相关的现场问题进行针对性的解决，如对阳极的地床电阻进行定期的检查与测量、更换长效参比电极、选择合适防腐材料等，还需要对一些外在因素进行重视，才能具有综合性的提高对于阴极保护的有效性。在此认为应加强建设期间的监督与管理。天然气长输管道阴极保护措施并不是仅限与运行阶段，在建设阶段进行的有效监督与管理能够加强对于管道阴极保护的实际效果。例如对于防腐层材料的选择而言，受到成本等的影响，施工过程或许会出现选择廉价防腐层材料的情况，这就对天然气长输管道建设施工中的每一个步骤的监督与管理提出了严格的要求，需要在监督管理上的落实与到位，才能够较好的解决这种问题，减少材料质量不良的情况。再者，存在一些施工人员施工措施与施工手段不正确的情况，其没能结合实际情况进行施工处理。从监督管理的角度上来看，及时制止与预防这种问题的出现，有利于天然气长输管道的正常建设与运行，也能够很好的起到保护管道阴极的作用。

4 结语

天然气长输管道的建设是保障我国天然气资源能够得到较好利用与资源传输稳定性的主要方式，在天然气长输管道的运行中，可能会产生管道内阴极受腐蚀的情况等，这对于管道的正常运行是不利的，针对管道阴极的保护，本文探讨了影响阴极保护有效性的几项因素，主要包括阴极保护站中输出影响、安装跨接电缆不规范影响、长效参比电极失效影响等，还受到管道回路电阻影响与阀室保护电流漏失影响。在这些影响因素中可以发现，定期的检测与施工监督管理是必要手段，为了能够提高天然气长输管道的阴极保护有效性，需要进行有效的检测与监管。

参考文献

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