管道阴极保护范文

管道阴极保护范文（精选10篇）

管道阴极保护 第1篇

如果使用实验方法研究各主要因素对并行管道干扰规律的影响, 这必将花费大量的人力、物力。然而数值模拟方法却可以很容易的通过建立并行管道阴极保护的数值模型, 分析各主要因素对并行管道干扰规律的影响。国内外众多学者利用数值计算方法解决了大量阴极保护的重要问题[3～5], 且Jacques Parlongue发表了一篇名为《阴极保护进入数值模拟时代》的论文[6,7]。显然数值模拟方法已成为一种研究阴极保护的重要方法。本文利用COMSOL建立并行管道的数学模型, 并基于此模型分析土壤电阻率、涂层面电阻、两管道间距对并行敷设管道干扰强度的影响。

1 控制方程及边界设置

国内外对阴极保护体系电位分布的数值研究, 大多数采用拉普拉斯方程为电势分布的控制方程[8～11], 如方程1

其中Φ为电势;σ为电导率;ρ为电阻率。

从数学上讲满足一个偏微分方程的解很多, 必须有特定的边界条件才能得到定解。同样, 对于管道阴极保护控制方程的求解也需要设定合理的边界条件。阳极采用电流边界条件, 阴极考虑了涂层面电阻和电化学反应, 地表面采用法向电流为零。模型中管道直径为0.72 m, 管道的长度为200 m, 两管道的间距为2 m, 管壁厚8 mm, 管道埋深为2 m。

2 结果分析与讨论

当今文献中对杂散电流对阴极保护的研究已有不少, 但是美中不足的是没有提出衡量干扰强度的物理量。因而也就无法定量化干扰强度, 同样也不能给出定量化的防止干扰的理论。经过深入分析, 我们定义了干扰强度量Fpo。物理意义为当只存在一个管道时管道电势与两个管道共同存在时管道电势之差与只存在一个管道时管道电势比值的绝对值。

管道1所受到的干扰强度F1po为:

管道2所受到的干扰强度F2po为:

其中ϕPS1, ϕPS2分别为只存在管道1或管道2时管道表面的ON电势, ϕPM1, ϕMP2分别为存在两管道时管道1, 2表面的极化电势。

计算结果表明, 随着电阻率的增加, 管道ON电势越负, 这主要是增加了阴极保护回路的欧姆压降。土壤电阻率越大, 干扰强度越大。这主要是因为土壤电阻率越大, 电流在土壤中的流动引起的欧姆压降越大, 而管道的电阻率极低。因而阳极发出的电流首先选择电阻最小的路径, 因此部分电流先进入非联合管道, 然后沿着管道流到某部位再离开管道, 流向被保护管道。土壤电阻率越大, 电流流入非联合管道的动力就越大。

从计算结果可以看出随着涂层面电阻的增加, 管道ON电势更负, 这主要是增加了电流流经涂层所引起的欧姆压降。涂层面电阻越大, 干扰强度越小。这也就是说明涂层面电阻越大防干扰能力越强。为了减小电流在土壤中流动所产生的欧姆压降 (IR) , 电流先从非联合保护管道的一个部位流入, 然后沿着管线流到某部位离开管线进入土壤, 最后流到保护管道。一般管道有保护涂层, 而保护涂层的面电阻很大。电流进出管道所引进的欧姆压降越大, 因而保护层面电阻越大, 干扰越小。

从计算结果可以看出可以看出随着两管道间距的增加, 管道ON电势越正, 更接近单管时的ON电势。这主要是随着两管道间距的增加, 两管道相互干扰的强度减小。一个极端的例子如果两管道相距足够远, 那么他们之间就不会有干扰。因而干扰强度也随着两管道距离的增加而降低。

3 结论

本文首先建立了并行管道的数值模型, 然后分析了土壤电阻率、管道涂层面电阻、两管道间距对并行敷设管道阴极保护干扰的影响。通过分析得出如下结论。

(1) 土壤电阻率越大, 干扰越严重。

(2) 管道涂层面电阻越小, 干扰越严重。

(3) 两管道间距越小, 干扰越严重。

参考文献

[1]宋武成.天然气与中国能源[J].石油化工技术经济, 2002, 18 (1) :7-13.

[2]代以斌, 孙春良, 单蕾, 等.长输油气管道并行敷设阴极保护防干扰分析[J].石油与天然气化工, 2010, 39 (6) :557-560.

[3]邱枫, 徐乃欣.用带状牺牲阳极对埋地钢管实施阴极保护时的电位和电流分布[J].中国腐蚀与防护学报, 1997, 17 (2) :10 6-110.

[4]杜艳霞, 张国忠.储罐底板外侧阴极保护电位分布的数值模拟[J].中国腐蚀与防护学报, 2007, 26 (6) :346-350.

[5]杜艳霞, 张国忠.土壤电阻率对罐底外侧阴极保护电位分布的影响[J].石油化工高等学校学报, 2007, 20 (1) :81-84.

[6]王向农.阴极保护进入数值模拟时代[J].防腐保温技术, 2011) 1) :32-33.

[7]ADE Y R, BAYNHAM J.ComputerSimulation as an aid to CP SystemDesign and Interference Prediction;pro-ceedings of the Proceedings of theCEOCOR 2000 conference, Brussels, Belgium, F, 2000[C].

[8]孙吉星.海洋结构物阴极保护优化模型及数值计算[D].中国海洋大学, 2006.

管道阴极保护 第2篇

及验收规范

阴极保护管道防腐绝缘要求及绝缘法兰安装...................................................电源设备的验收与安装...........................................................................................-5测试桩的安装...........................................................................................................-910111314

第一章 总 则

第1.0.1条 为了确保长输管道阴极保护工程建设质量，特制定本规范。

第1.0.2条 本规范适用于输送天然气的埋地钢质干线管道及站内区域性钢质管网和容器的阴极保护工程的施工及验收。

第1.0.3条 阴极保护工程施工应与主管道同步进行，并应在干线敷设后半年内投运。

第1.0.4条 凡本规范未涉及部分，应按现行的有关标准规范的规定执行；本规范在执行中若与国家有关发给或标准产生矛盾，则应按国家标准规范的规定执行。

第三章 电源设备的验收与安装

第3.0.1条 阴极保护工程选用的电源设备及电料器材均应符合现行有关标准、规范的规定。电气设备应有铭牌和出厂合格证。

第3.0.2条 阴极保护的电源设备到达施工现场后，应根据装箱清单开箱检查清点主体设备和零附件，主体设备和零附件应齐全完整。电源设备的技术文件、图纸及设备使用说明书应齐全。

第3.0.3条 阴极保护的段媛设备应存放在气温5-40℃，相对湿度 小于70%，清洁、干燥、通风能避雨雪、飞砂、灰尘的场所。不得存放在周围空气空气中含有有害的介质的地方。

第3.0.4条 在搬运电气设备时，应防止损坏各部件和碰破漆层。第3.0.5条 阴极保护电源设备的安装应按设计和设备产品说明书要求进行。并应符合下列规定： 1.2.3.4.电源设备附件应无妨碍通风、影响散热的设备； 电源设备在安装时应小心轻放，不应受震动； 接线时电源电压应与设备额定电压值相符；

接线时应根据接线图核对交直流电压的关系；输出电源极性应正确，并应在接线端子上注明“+”、“-”极性符号； 5.安装完毕后，应将电源设备积尘清除干净。

第3.0.6条 可控硅恒电位仪在安装前，首先应按出厂技术标准对交流输入特性、漂移特性、负载特性、防干扰能力、流经参比电极的电流、防雷击余波性能、过流短路保护和复位、自动报警等各项性能指标逐台进行检验。不合格者，不应验收。

第3.0.7条 电源设备在送电前必须全面进行检查，各插接件应齐全，连接应良好，接线应正确，主回路各螺栓连接应牢固，设备接

第四章 汇流点及辅助阳极的安装

第4.0.1条 汇流点及辅助阳极必须严格按设计要求联接牢固，不得虚接或脱焊。联接后，必须用与管道防腐层相容的防腐材料进行防腐绝缘处理。

第4.0.2条 钢铁辅助阳极装置的安装应符合下列规定： 1.辅助阳极的地床位置、布置、数量均符合设计要求； 2.辅助阳极应埋设在土壤电阻率较低区域，但在特殊情况下，可加化学试剂或食盐进行处理。辅助阳极埋设后接地电阻不宜大于1Ω；

3.辅助阳极表面应清除干净，严禁涂油漆、焦油和沥青； 4.辅助阳极埋设顶端距地面不应小于1.0米；

5.辅助阳极装置的焊接必须符合现行的《长输管道站内工艺管线工程施工及验收规范》（SYJ 4002）中有关的规定。第4.0.3条 高硅铸铁和石墨辅助阳极装置的安装应符合下列规定：

1.高硅铸铁和石墨辅助阳极地床位置、阳极布置、数量均应符合设计规定。

2.高硅铸铁和石墨辅助阳极连接电缆（引线）和阳极汇流电缆宜采用焊接联接。焊接应牢固可靠，所有焊接处均应采用环氧树脂密封绝缘。其结构为“三脂四布”，待干实后用高压电火花检漏仪检查（用2.4kV电压）不得有任何针孔存在。3.电缆敷设应符合《电缆敷设》图集D164的要求。4.汇流电缆长度应留有一定裕量，以适应回填土的沉降。5.阳极四周必须填焦炭渣，其粒径易小于15mm，阳极上下部的

第五章 测试桩的安装

第5.0.1条 测试桩及其引线的安装应符合下列规定： 1.2.测试桩必须按设计要求进行施工。

作为腐蚀控制或腐蚀测试用的引线，应注意其安装状态，应避免在管道上应力集中的管段焊接引线。

3.引线与管道焊接时，应先将该管段的局部防腐层清除干净，焊接必须牢固。焊后必须将连接处重新用与原防腐层相容的材料进行防腐绝缘处理。

4.5.引线的连接应在管道下沟后和土方回填前进行。测试桩引线焊接后，应用松软土壤回填，并应防止碰断或砸坏引线。

6.连接头不应漏水，裸露的测试引线及管体应加绝缘保护层，其绝缘材料应与原有的电线绝缘层和管体涂层相同。

第5.0.2条 管道汇流点连接电缆，均压电缆及管道电流测试电缆均应在测试桩接线盒内连接。

第5.0.3条 测试桩高出地面不应小于0.4m，测试桩数量、规格、编号、标志及埋设位置应符合《埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范》（SYJ 36-89）的规定。

第5.0.4条 测试桩位置宜避开耕地，但埋设相对位置不得超出设计间距±10m。在竣工资料中应真实的反映出实际位置。

第七章 牺牲阳极的安装

第7.0.1条 牺牲阳极敷设的种类、数量、分布及连接方式应符合设计要求。

第7.0.2条 牺牲阳极连接电缆和阳极钢芯采用焊接连接时，电缆绝缘外皮至少应保留50mm和钢芯采用尼龙线绳或其它线绳捆扎，以防止电缆在搬运过程中折断。在焊接处和阳极端面必须打磨并用酒精刷洗；干净后再用环氧树脂或相同功效的涂料和玻璃布防腐绝缘，其厚度不应小于3mm。不得有任何金属裸露。

第7.0.3条 带有焊接导线的牺牲阳极在包裹前，应进行氧化皮打磨，埋设前，必须将其表面清除干净，表面不得有氧化薄膜和其他污物。

第7.0.4条 牺牲阳极化学填包料应符合下列要求：

1.除特殊说明外，土壤中的牺牲阳极必须使用化学填包料包裹，填包料的配制应按《镁合金牺牲阳极应用技术标准（试行）》（SYJ 19-86）和《锌合金牺牲阳极应用技术标准》（SYJ 20-86）的有关规定执行。

2.填包料的称重、混合包装宜在室内进行，且必须符合下列规定：

（1）填包料以干调振荡包装为宜，以确保阳极在填包料中间部位；

（2）填包料包裹袋不得用人造纤维织品制作；

（3）包裹好的阳极必须结实，使其在搬运过程中不产生位移；（4）填包料中的膨润土部分不得用粘土代替。

3.阳极孔内填包料宜在现场装填。但必须保证阳极处于填包料

第八章 调 试

第8.0.1条 强制电流和牺牲阳极阴极保护装置建成后应作好调试工作。强制电流阴极保护调试时，其电源设备给定电压应由小到大，连续可调。

第8.0.2条 采用强制电流阴极保护时，管道的阴极保护电位应符合《埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范》（SYJ 36-89）的有关规定。

第8.0.3条 调试的保护电位以极化稳定后的保护电位为准。其极化时间不应少于三天。

埋地钢质管道阴极保护方式及其维护 第3篇

关键词：金属；管道；保护；维护

1 金属腐蚀

1.1 金属腐蚀的本质

金属腐蚀的本质就是金属由元素状态返回自然状态（矿石）的过程。腐蚀自始至终完全是一个纯自然过程，自然界中很多物质都会因此而发生变质。因此腐蚀是一种普遍存在的自然现象。

金属在电解质溶液中由于电化学作用而发生的腐蚀称为电化学腐蚀。它是金属腐蚀中最普遍的一种方式，特别是埋地管道的腐蚀主要为电化学腐蚀。

1.2 埋地金属管道的腐蚀

1.2.1 土壤腐蚀

土壤腐蚀基本上属于电化学腐蚀，因为土壤物质组成比较复杂，含有大量的水，空气和各种盐类，埋地管道周围介质便有了电解质溶液的特征，埋地金属管道在土壤中将发生电化学腐蚀。埋地金属管道在土壤中的腐蚀速度比一般水溶液中慢。其中土壤电阻率是影响腐蚀速度的主要因素。

1.2.2 杂散电流腐蚀

杂散电流是指除阴极保护电流以外的电流，比如高压电塔的接地、电气化铁路由于各种原因排入大地的电流都称为杂散电流。当埋地管道靠近杂散电流源时，如果管道防腐绝缘层有破损，杂散电流就会通过破损处进入金属管道中，并在管道中持续流动，如果该段管道防腐层破损较多，杂散电流会在另一处防腐层破损点流出，返回杂散电流源负极。流入点成为阴极，流出点成为阳极，腐蚀发生在杂散电流的流出点，这种腐蚀破坏形式称为杂散电流腐蚀，也称电蚀。

1.2.3 细菌腐蚀

细菌在特定条件下，参与金属的腐蚀过程。最具代表性的一种是硫酸盐还原菌，这种细菌易在pH值6～8、碱性和透气性较差的土壤中繁殖。利用自身的生息，将硫酸盐离子还原，在铁表面的生成黑色的（FeS），并发出臭鸡蛋味（H2S）。细菌利用这个反应释放的能量来繁殖，加速了金属腐蚀。

2 埋地管道的阴极保护

2.1 阴极保护的原理

埋地金属管道，由于金属本身制造时的不均匀性或外界环境的不均匀性，大多会形成微观的腐蚀原电池。阳极区发生腐蚀，失去电子。阴极区发生阴极反应，阴极区不会发生腐蚀。因此，如果给金属加以阴极电流，使金属表面全部阴极极化，使腐蚀电池中微阴、微阳极电位相等，阻断了微阴、微阳极之间的电流流动，从而使被保护金属停止腐蚀。这就是阴极保护原理。

2.2 阴极保护准则

①一般情况下，在通以阴极保护电流时，测得的管地电位应为-850mV（CSE）或更负，该值应为消除IR降后的数值。

②当管道处于有害菌土壤环境中，测得的管地电位应为-950mV（CSE）或更负。

③不同的土壤电阻率阴保电位也不尽相同，当土壤电阻率100Ω·m至1000Ω·m时，阴保电位应负于-750mV（CSE）；当土壤电阳率大于1000Ω·m时，阴保电位应负于-650mV（CSE）。

④最大保护电位应考虑防腐层的种类，以不破坏管道表面的防腐层为原则。消除IR降后的最大保护电位通常不宜比-1200mV更负。

⑤对3PE防腐层管道，如果管道自然电位接近或负于-850mV（CSE），最小保护电位应为自然电位负向极化100mV。

3 金属管道牺牲阳极阴极保护

3.1 牺牲阳极阴极保护

选择一种比钢铁电极电位更负的金属材料，并用导线将被保护管道与之相连接，由于这种金属材料的电极电位比管道更负，该金属就成了腐蚀电池的阳极，管道就成了阴极而被保护。这种金属材料就称为牺牲阳极。牺牲自己去实现对被保护金属的防护，是牺牲阳极保护的最大特点。

牺牲阳极适用于大部分管段防腐层绝缘质量良好，腐蚀轻微，土壤电阻率低，短而孤立的管道，单独用户的支线，附近有较多金属构筑物。

3.2 牺牲阳极的种类及性能

3.2.1 镁及镁合金阳极。

镁是活泼的碱土金属元素，25℃时的标准电极电位值为-2.37V。对钢铁有有效电压0.65～0.75V，镁与钢铁类被保护体组成的保护回路中，驱动电压最大。电流效率只有（40～50）%，电流效率比较低，根据使用的场合不同，可以把它做成块状、带状、线状或板状。

镁在海水中易造成过保护，很少应用于海水中。镁在碰撞时易产生火花，因而不能应用于有防爆要求的场所。阳极开路电位较高，适用于土壤电阻率为15～150Ω·m高电阻率的土壤中。

3.2.2 锌及锌合金阳极。

锌是最早使用的牺牲阳极材料，在土壤中具有较高的电流效率，电流效率可达90%，其电位稳定，阳极输出电流能随被保护金属的状态，环境的变化而自动调节。锌及锌合金阳极不适宜高温淡水或土壤电阻率过高的环境。一般都铸造成梯形断面。

3.2.3 铝合金阳极。

铝合金阳极单位重量发生电量最大，有自动调节输出电流的作用，在海水中性能优良，目前土壤中使用的铝合金阳极性能尚不稳定。故极少应用于埋地金属管道的牺牲阳极。

3.2.4 镁、锌复合式阳极。

复合式阳极是由两种材料组成，一般锌在芯部，镁在外部。当镁消耗完之后，锌阳极再发挥其高效率、长寿命的特点。

3.3 填包料

为了使牺牲阳极更好地发挥其作用，就必须使牺牲阳极置于低电阻率的介质环境中，这种具有低电阻率的介质就是填包料。填包料可以改善阳极的使用环境，降低阳极接地电阻，增大输出电流，使阳极溶解均匀，阳极的使用寿命得到延长。化学填包料一般由不同的易溶无机盐与膨润土组成。

3.4 牺牲阳极的埋设

3.4.1 牺牲阳极的埋设可分为立式或水平式。牺牲阳极的埋设深度一般与被保护管道深度一致。

3.4.2 牺牲阳极的分布可采用单支或集中成组两种方式。成组分布时，阳极间距以2～3m为宜。阳极埋设位置一般距管道外壁3～5m，最小不宜小于0.5m。

3.4.3 通常在相邻两组牺牲阳极管段的中间部位设置测试桩，桩的间距应大于500m。

3.4.4 埋设牺牲阳极时，应避免管道与阳极之间存在其他金属构筑物。

3.5 牺牲阳极运行与维护

3.5.1 牺牲阳极埋设后，填包料浇水10天后进行保护参数的投产测试。

3.5.2 牺牲阳极投入运行后相邻两组阳极之间的所有管道保护电位应达到最小保护电位标准。

3.5.3 牺牲阳极投入运行后，应定期进行监测，至少每半年测量一次管道保护电位和阳极输出电流、阳极开路电位、阳极接地电阻和阳极埋设点土壤电阻率，可根据需要作加密测试。

3.5.4 对牺牲阳极保护系统，每年至少应维护一次。

4 金属管道外加电流阴极保护

将金属管道与直流电源的负极相连接，让金属管道成为保护系统中的阴极，同时消除金属中的电位差，使腐蚀电流下降为零。从而使金属管道免遭电化学腐蚀的方法，称为金属管道的外加电流保护。外加电流阴极保护系统主要由辅助阳极、附属设施、电源设备和被保护管道四部分组成。

4.1 辅助阳极

辅助阳极是外加电流阴极保护系统中不可缺少的重要组成部分，它将保护电流从电源引入土壤中，再经过土壤流入管道，最后回到电源的负极。这个过程中金属管道为阴极，其表面只发生还原反应，而辅助阳极表面则发生丢失电子的氧化反应，辅助阳极本身存在一定的消耗。

4.1.1 常用辅助阳极。

①高硅铸铁阳极：阳极的允许电流密度5～80A/㎡，自身消耗率小于0.5kg/（A·a）。适合土壤和淡水中。

②石墨阳极：阳极的允许电流密度5～10A/㎡，自身消耗率小于0.6kg/（A·a）。

③钢铁阳极：自身消耗率8～10kg/（A·a）。

④柔性阳极：最大输出电流密度82mA/m。

⑤贵金属氧化物阳极：在钛基体上覆盖一层导电的混合贵金属氧化物而构成，工作电流密度为100A/㎡，消耗率极低，寿命长。

4.1.2 填充料的作用。

①可以增大与土壤的接触面积，减少阳极接地电阻；②使得电化学腐蚀首先在填充料上发生，大大延长阳极的使用年限；③利于阳极产生的气体（氧气、一氧化碳、二氧化碳）逸出，不至于在阳极表面产生“气阻”，增大阳极接地电阻。

实践应用表明：石墨阳极应加填充料；高硅铸铁阳极应视埋设位置而定，在沼泽地，流沙层可不加填充料；柔性阳极阳极宜加填充料；钢铁阳极可不加填充料。

填充料的含碳量宜大于85%，最大粒小于15mm，填充料厚度一般为100mm。当用柔性阳极时，填充料的最大粒径宜小于3.2mm。预包覆焦炭粉的柔性阳极可直接埋设，不必再加入填充料。

4.1.3 阳极地床埋设形式。

4.1.3.1 浅埋式阳极地床。

浅埋式阳极地床顾名思义就是埋入地下较浅，一般距地表约1～5m的土层中，大多数阳极均采用浅埋式。浅埋式阳极又可分为立式和水平式两种。

①立式阳极地床：将一根或多根阳极垂直埋入地下。阳极间用扁钢连接。立式阳极的优点：a接地电阻变化较小。b尺寸相同的情况下，采用立式阳极地床的接地电阻要比水平式的接地电阻小（示意图如图2）。

②水平式阳极地床：以水平方式将阳极埋入地层中。水平式阳极的优点：a安装容易，便于施工。b便于检查阳极的状况。

4.1.3.2 深埋式阳极地床。

当周围环境受限或者地床周边有其他金属构筑物对阳极地床存在干扰和屏蔽时，应采用深埋式阳极。根据阳极地床的埋设深度不同可分为次深（20～40m），中深（50～100m）和深（超过100m）三种（结构图如图3）。

4.2附属设施

4.2.1阳极地床埋设后还要定期检测管道阴极保护参数，所以在管道沿线应设置测试桩。为了避免重复和节约材料，测试桩可兼作里程桩。

4.2.2 电绝缘装置

安装电绝缘装置的目的是将被保护管道与不应受到保护的管道从导电性上分开。目前，国内一般采用绝缘法兰或绝缘接头作为电绝缘装置。

4.2.3 长效参比电极

采用长效埋地型硫酸铜参比电极，它是阴极保护恒电位仪恒电位模式工作控制的基准信号源，同时也是沿线电位传送器进行管/地电位采集和远传的基准信号源。

4.2.4 均压线

均压线安装于同沟敷设、近距离平行或交叉的管道，以消除不同管道之间的电位差，从而避免干扰腐蚀。均压线安装后，两管道间电位差不超过50mV。

同沟敷设的两管道每5～10km设置均压线连接。均压线设置在电位/电流测试桩处，实现同沟敷设的两管道间的均压连接。

4.2.5 跨接电缆

为使全线站外长输干线处于同一阴极保护系统，保证阴极保护电连续性，采用跨接电缆将进、出站管道绝缘接头的保护端连通。

4.3 电源设备

阴极保护系统中，需要一个稳定的直流电源，能保证长期持久的供电。目前，常用电源设备为恒电位仪。（以PC-1B恒电位仪为例）

4.3.1 PC-1B恒电位仪工作原理。

当仪器处于“自动”工作状态时，给定信号和经阻抗变换器隔离后的参比信号一起送入比较放大器，经高精度、高稳定性的比较放大器比较放大，输出误差控制信号，将此信号送入移相触发器，移相触发器根据该信号的大小，自动调节脉冲的移相时间，通过脉冲变压器输出触发脉冲调整极化回路中可控硅的导通角，改变输出电压、电流的大小，使保护电位等于设定的给定电位，从而实现恒电位保护。

4.3.2 设备日常维护。

①恒电位仪等电源设备应做到无灰尘、无缺件、无外来物、技术状态良好。

②恒电位仪等电源设备应定期对运行机与备用机进行切换运行，切换周期以每月一次为宜。

③恒电位仪等电源设备应每月维护保养一次，以保证仪器设备技术性能达到出厂技术指标。

④恒电位仪等电源设备应有避雷措施。

⑤应逐台建立设备档案，认真填写运行、维修、事故记录。

⑥在设备维修中，不得擅自改变结构和线路，需要改装时，要提出申请，报业务主管部门批准，并绘制改装后的图纸存档。

⑦恒电位仪等电源设备报废，应按具备下列条件之一者执行：

a恒电位仪等电源设备使用已达十年以上；

b无法修复或修复已不经济；

c技术性能已明显落后。

⑧按时填报pis系统报表。

油气管道阴极保护技术现状研究 第4篇

1 油气管道目前常见的阴极保护技术方法

1.1 牺牲阳极保护法

牺牲阳极保护法主要用于预防电化学腐蚀现象, 其作用机理为将被保护的金属与自然电位相对较低的金属置于同一溶液中, 由于两者之间的电位有着一定的差异, 所以将两者置于同一溶液之后, 自然电位相对较低的金属, 其溶解速度也相应的比较快, 而其在进行溶解的过程中, 也会释放出相应的电流, 从而对被保护的金属起到了良好的保护作用, 有效预防了腐蚀的出现。

1.2 强制电流法

强制电流法是一种阴极保护的防腐方法, 主要用于埋地管网, 其作用机理为采用外加直流电流, 将被保护的金属与辅助阳极连接起来, 从而可以使阴极保护的电流增加, 而对被保护的金属起到了良好的保护作用。也就是说, 强制电流法是从外部施加电流, 实现被保护金属的阴极极化, 从而发挥保护作用。在使用强制电流法对油气管道进行保护时, 需要使用辅助阳极、电缆线以及直流电源等基础构件, 辅助阳极的作用主要是把外接电流通入保护系统, 使阳极持续电解。

1.3 排流保护法

排流保护法, 即强制排流阴极保护法, 其具有保护范围广、结构简单的优势, 其作用机理为, 当有其他干扰电流的情况下, 通过利用直接排流方法、极性排流方法或者是强制排流方法, 实现对被保护金属的保护。首先, 直接排流方法, 需外接电源, 电流稳定时, 就可以排除其他干扰电流, 从而实现对被保护金属的保护, 但这一过程中必须谨慎地进行使用, 这是因为使用不当就有可能发生更大的干扰;其次, 极性排流方法, 由于二极管具有单向通过性的特点, 也就是只许一方电流通过, 所以, 当同时有正负干扰电流时, 需插入二极管, 保证电流在同一方向通过, 从而实现对被保护金属的保护;最后, 强制排流方法, 直接排流方法、极性排流方法只可以在排流状态保护被保护金属, 在非排流状态下无法起到保护作用, 这就需要应用强制排流方法, 即利用恒定的整流器所产生的电流, 实现对被保护金属的保护。

2 阴极保护技术的现状

第一, 对于阴极保护技术来说, 阴极保护准则就是其核心指标, 以“阴极保护准则”中的相关评判标准作为主要根据, 就可以开展阴极保护设计, 从而能够使阴极保护技术得到正常、有效的运行。我国制定的相关规定中指出, 地界面极化电位、保护电位值, 是阴极保护准则的主要评判指标。与此同时, 油气管道阴极保护的电位应当处于-850mv以下, -1200mv以上[1]。

第二, 从现阶段的情况来看, 油气管道阴极保护技术的应用建设过程中仍旧存在着一定的不足, 主要体现在以下几个方面:首先, 从温度方面上来看, 油气管道内的温度在40℃以上时, 阴极保护方法就有可能失去其功能或者无效, 从而无法充分保护油气管道, 基于这样的原因, 应在此领域进行进一步改进;其次, 从电位方面上来看, 如果油气管道之中的电位出现了偏离的倾向, 而且时间很长, 阴极保护也无法充分保护管道[2];最后, 当油气管道中存在交流干扰时实施阴极保护, 不但不能得到防腐效果, 还有可能会进一步加快腐蚀速度, 所以, 应重视并加强对交流干扰情况下的腐蚀机理的研究。

3 油气管道阴极保护技术的发展

第一, 辅助试片法管道阴极保护电位测量技术, 可以通过周期性地把全部阴极保护电源的输出电流中断, 精准测量阴极保护通、断电状态下的电位, 其原理是连接油气管道、测试桩, 再利用断开试片、油气管道相连的瞬间以测量断电的电位[3]。

第二, 阴极保护准则对阴极保护技术的实施有着指导意义, 但目前其无法有效满足油气管道高效、持续、稳定运行的需求, 因此, 应积极建立完善的阴极保护制度, 并制定出科学的阴极保护准则。首先, 在理论计算方面, 应利用先进的数值模拟技术, 以实现对油气管道沿线电位的准确计算, 对防腐层上的漏点进行有效保护;其次, 阴极保护分析方面, 应逐步实现对单条管道电位分布、地电场分布、极化电位的计算与分析。

4 结语

综上所述, 油气管道暴漏在环境之中, 极易受到各种因素的影响而产生腐蚀问题。基于这样的原因, 必须要对油气管道施加阴极保护, 阴极保护是管道的第二道防腐蚀防线, 可以有效保护管道大大降低腐蚀问题的侵害。

摘要：随着科学技术的不断进步以及社会经济的迅速发展, 应用于油气管道防腐管理中的阴极保护技术也在逐步优化、改进、成熟。目前的阴极保护技术, 通过阴极保护计算, 之后再应用计算机模拟技术, 从而可以准确进行模拟测量, 因此, 其得到了越来越广泛的应用。但就现阶段来看, 阴极保护技术仍旧面临着一定的问题, 还需要较长时间的研究、探索。本文笔者主要对油气管道阴极保护技术的现状进行分析与研究。

关键词：油气管道,阴极保护技术,现状研究

参考文献

[1]薛致远, 毕武喜, 陈振华, 张丰, 陈洪源.油气管道阴极保护技术现状与展望[J].油气储运, 2014, 09:938-944.

[2]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, 09:41-45.

管道阴极保护 第5篇

1.0 总则

本标准规定了西气东输管道工程苏浙沪管理处17座工艺站场站内埋地管道腐蚀控制系统的施工验收及运行管理的基本要求，包括站内埋地管道外防腐层大修项目和区域性阴极保护系统两部分。

埋地管道外防腐层大修及区域性阴极保护工程实施前应进行设计交底，对施工图及质量控制标准及运行管理要求进行详细说明，并解答问题。2.0 引用文件

下列标准中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。

《涂装作业安全规程 安全管理通则》(GB 7691－2003)《涂装作业安全规程 涂装前处理工艺安全及通风净化》(GB 7692－1999)《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB/T 8923－1988）《涂装前钢材表面预处理规范》（SY/T 0407－1997）

《钢质管道聚乙烯胶粘带防腐层技术标准》（SY/T 0414－2007）《钢管防腐层厚度的无损测量方法（磁性法）》(SY/T 0066－1999)《管道防腐层检漏试验方法标准》(SY/T 0063－1999)《埋地钢质管道外壁有机防腐层技术规范》（SY/T 0061－2004）《埋地钢质管道外防腐层修复技术规范》（SY/T 5918－2004）《石油天然气工程设计防火规范》（GB 50183－2004）《埋地钢质管道阴极保护技术规范》（GB/T 21448－2008）《钢质管道外防腐蚀控制规范》（GB/T 21447－2008）

《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》（GB/T 21246－2008）《强制电流深井地床技术规范》（SY/T 0096－2000）《区域性阴极保护技术规范》（Q/SY 29.1～29.3－2002）

《钢制管道及储罐腐蚀评价标准 埋地钢质管道外腐蚀直接评价》（SY/T 0087.1－2006）3.0 防腐层施工 3.1 防腐层施工环境 防腐层施工应在防腐胶带制造商提供的产品说明书和施工技术方案推荐的环境条件下进行，施工时的温度应高于露点温度3℃以上；在风沙较大（如风力超过三级）时,为避免灰尘、沙土可能覆盖在钢管表面、底漆、防腐胶带上，若无可靠的遮挡防护措施不宜涂刷底漆和缠绕胶带；在空气湿度大于80%或雨、雪、雾等气候条件下，禁止涂刷底漆和缠绕胶带。3.2 管沟开挖与回填

开挖管沟前，施工单位应充分了解地下管道、电缆等地下构筑物的分布及位置情况，并对挖出的管组采取必要支护措施，防止下沉或变形而产生管道及设备应力损伤；挖出的土方石堆应堆放到防腐层施工设备对面一侧，堆土距沟边0.5m以外；下层土和表层土分别堆放，下层土放置在靠近管沟一侧；管沟开挖应采取必要的支护措施，防止坍塌造成人员伤害；防腐施工时分段开挖，分段防腐；管沟回填时，可将回填土过筛，以防止板结硬土块对新防腐层造成破损。3.3 表面处理

现场施工的埋地管道应全面清除原防腐层，钢管表面除锈宜采用喷射除锈方式，所用磨料应洁净、干燥，不含水分、油污及其它杂质，除锈等级应达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB/T8923规定的Sa2.5级，即钢材表面无可见的油脂和污垢、氧化皮、铁锈和旧涂层等附着物，任何残留的痕迹应仅是点状或条纹的轻微色斑。

若现场施工条件受限，不具备喷射除锈条件，可采用手工和动力工具除锈方法，除锈质量达到St3级，即钢材表面无可见的油脂和污垢，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和旧涂层等附着物，底材显露部分的表面应具有金属光泽。除锈后，应对管道表面露出的腐蚀缺陷进行处理，对可能刺伤防腐层的尖锐部分应进行打磨，并将附着在金属表面的灰尘、磨料清除干净，钢管表面应保持干燥。

钢管表面预处理后至涂敷底漆前的时间间隔宜控制在4小时内，期间应保持钢管表面干燥、无尘，防止涂敷底漆前钢材表面吸潮、生锈或二次污染。当钢材表面出现返锈或表面污染时，必须重新进行表面预处理。3.4 底漆涂敷 涂敷底漆前应检查管体表面，确认管体表面缺陷处理均已采用适当方式修复，粗糙的焊缝和尖锐凸起已打磨平滑；管体表面干燥、洁净、无污染。

底漆使用前在容器中充分搅拌均匀，按照制造商提供的底漆说明书的要求涂刷，可选用喷涂、刷涂等方式。底漆应涂刷均匀，无漏涂、无凝块、无气泡、无流挂，干膜厚度应大于10μm。待底漆表干后再缠绕胶粘带，期间应防止表面污染。

钢管表面涂底漆后至缠绕胶带前的时间间隔宜控制在6小时内，期间应保证底漆表面干燥、无尘、无污染。如超过6小时或者隔夜或表面污染时，应重新涂底漆。3.5 胶粘带缠绕

胶粘带的解卷温度应满足胶粘带制造商规定的温度，宜参照防腐胶带制造商提供的产品说明书和施工技术方案使用专用缠绕机或手动缠绕机进行缠绕施工。

在缠绕胶粘带时，如焊缝两侧可能产生空隙，应采用胶粘带制造商配套供应的填充材料填充焊缝两侧。螺旋焊缝管缠绕胶粘带时，胶粘带缠绕方向应与焊缝方向一致。

按照预先选定的工艺，在涂好底漆的钢管上按照搭接要求缠绕胶粘带，应调整好胶带搭边宽度和张力，缠绕应绷紧胶带，保证其有足够的张力。胶粘带始末端搭接长度应不小于1/4管子周长，且不少于100mm，搭接位置应位于管道上部。两次缠绕搭接缝应相互错开。搭接宽度遵照设计规定，但不应低于25mm。缠绕时胶粘带搭边缝应平行，不得扭曲皱褶，带端应压贴，使其不翘起。

异型管件采用与管体相同的防腐层。缠绕时应先用宽50mm的胶带窄条充填凹陷处，然后用较宽的胶带进行缠绕。

对于站内立管出地面段，使用聚乙烯防腐胶带缠绕至高于地面120mm处，并在聚乙烯胶带外层缠绕防紫外线铝箔胶带。防紫外线铝箔胶带应完全覆盖并高出聚乙烯防腐胶带层至少20mm。

对于站区内分输管组局部表面可能出现结露现象，建议尽量采用调整运行、选择干燥季节、温度高且日照好时段、适当的工程措施如电吹风处理表面等实施聚乙烯胶粘带外防腐层施工。4.0 防腐层施工质量控制及检验 4.1 表面预处理质量检验

预处理后的钢管表面应进行表面预处理质量检验。按照《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB/T8923和《涂装前钢材表面预处理规范》SY/T0407中有关规定进行检查。4.2 外观检查

涂敷施工完成后对管道防腐层采取全线目测外观检查，防腐层表面应平整，搭接均匀、无永久性气泡、皱折和破损。4.3 厚度检查

按照《管道防腐层厚度无损测量方法（磁性法）》SY/T0066进行测量，每50m抽测1处，不足100m也抽测1处，测量部位为管道沿圆周方向均匀分布的四点，厚度应大于2.0mm。厚度不合格时，应加倍抽查，仍不合格，则判定为不合格，并对不合格的部分进行修复。4.4 剥离强度检查

剥离强度检查在胶带缠好24小时后进行，执行《钢质管道聚乙烯胶粘带防腐层技术标准》SY/T0414中的规定。测试时用刀环向划开10mm宽、长度大于100mm的胶带层，直至管体；然后用弹簧秤与管壁成90°角拉开，拉开速度应不大于300mm/min。每200m抽测1处，对涂底漆的钢管剥离强度应大于40N/cm，对胶带本体的剥离强度应大于20N/cm。若不合格，应加倍抽查，仍不合格，全部返修。4.5 漏点检查

对现场制作的防腐层全线实行电火花检漏，无漏点为合格，如发现漏点进行修补。漏点检查应按照《管道防腐层检漏试验方法标准》SY/T0063的规定执行。检漏时，探头移动速度不大于0.3m/s。

防腐层充分干燥或固化后，全部表面应进行漏点检查, 漏点检查应按照《管道防腐层检漏试验方法标准》SY/T 0063的规定执行；施工期间，检漏仪应每天校验一次灵敏度及输出电压,检漏电压按下列公式计算确定：

当Tc＜1mm时，V3294Tc；当Tc≥1mm时，V7843Tc（式中V－检漏电压，V；Tc－防腐层厚度，mm）。5.0 区域阴极保护施工及验收 5.1阳极地床安装 5.1.1 深井阳极地床安装

按照施工图纸要求选定深井位置后，在达到井位周围安全要求和环境要求的条件下进行施工。安装之前应检查确认阳极材料、尺寸、电缆长度以及密封完整性符合设计文件要求，安装时应防止碰伤阳极体和损坏阳极电缆。阳极可在地面整体组成直接下井。安装过程中应注意阳极电缆的放置，保证电缆一定的松弛度并不得损伤和承重。阳极安装完成以后，应固定好井口，将阳极电缆引出井口后，按照顺序接入防爆接线箱内。在保护系统断电状态下测试单支阳极接地电阻和阳极组的接地电阻，并作好测试记录。5.1.2 浅埋阳极地床安装

浅埋阳极地床的布局、位置和数量应符合设计要求，必要时可作适当调整。阳极安装完成以后，在保护系统断电状态下测试阳极组的接地电阻，并作好测试记录。

5.2 防爆接线箱的安装

防爆接线箱应安全接地。阳极电缆、电源设备正端的连接电缆编号，应按顺序接入防爆接线箱内对应的端子上。5.3 电源设备、电缆和汇流点的安装

交流供电电源应安装外部切断开关。所有电缆接线的连接应牢固、可靠。电缆敷设应按《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T 21448的规定执行。汇流点处的连接宜采用铝热焊（对于高强度钢管材，应按焊接规程执行），不应虚接或脱焊。连接处应及时进行防腐绝缘。设备安装和接线应严格按照设备安装使用说明书及施工图进行。5.4 测试桩的安装

测试桩的位置可根据现场情况进行适当调整，但应标明测试对象。测试桩与管道的焊接采用铝热焊。测试桩全部安装好以后应按照图纸进行编号确认。5.5 试运行和调试

区域阴极保护工程安装结束后，应按设计要求和设备安装使用说明书进行检查，确保电路极性无误、系统无机械损伤和漏装配件，永久参比电极及电缆等安装完全符合要求后方可送电试运行。通电运行之前，测试并记录如下数据： 1)站区各测试点管/地自然电位； 2)阳极床接地电阻；

3)现有干线阴极保护系统运行参数。调试过程中应测试并记录以下数据：

1)电源设备输出电流、输出电压、给定电位或恒流设定值； 2)阳极床输出电流； 3)阳极床附近土壤电位梯度； 4)站区各测试点管/地电位； 5)现有干线阴极保护系统运行参数。

注：调试完成并极化24小时后，对测试点逐个测试，根据保护电位情况对设备输出进行适当调整，使被保护管道的保护电位全部达到设计要求，并尽量减轻对线路阴极保护系统的干扰。根据东桥、甪直试点站经验，站内区域性阴极保护系统与线路阴极保护系统的相互干扰问题，可通过两系统跨接联保联调解决。在调试及试运行过程中，发现问题应及时与设计部门及管道处联系并根据要求进行整改。6.0 运行管理 6.1 防腐层运行管理

已建站场应定期间接检查防腐层的情况，一般每五年为一个检查周期。对于腐蚀性等级为强的地区，每三年为一个检查周期。有机会暴露埋地管道时，宜进行防腐层性能检测。

防腐层性能调查可按照《钢制管道及储罐腐蚀评价标准 埋地钢质管道外腐蚀直接评价》SY/T0087.1的有关规定执行。埋地管道防腐层的修复可按照《埋地钢质管道外防腐层修复技术规范》SY/T5918的有关规定执行。6.2 区域阴极保护系统运行管理 6.2.1 一般规定

区域阴极保护系统可以与相关的干线保护系统统一组织管理，并配备专用的设备、仪表和工具。

阴极保护岗位的相关人员需参加岗前培训，熟悉该岗位的技术与操作。阴极保护岗位应建立资料记录及有关的测量规定。管理部门应收集、整理、保存竣工验收资料和运行管理资料。

阴极保护系统的维护、修理及运行，应遵守有关防爆、防雷、防静电等安全规定。阴极保护系统的设施、设备的更改及维修，应作好记录并保存好竣工资料。阴极保护系统执行电气设备春秋检相关管理规定。

阴极保护系统参数测试应按《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》GB/T 21246的规定执行，同时测量仪器、仪表精度应符合《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》GB/T 21246要求，并按规定的标定周期进行校准，校准记录存档。

6.2.2 管理要求

消除IR降后的保护电位应保持在-850mV～-1100mV之间（相对Cu/CuSO4电极），特殊情况下，当电位相差太大时，应查找故障，予以排除。

使用参比电极作现场测量时，硫酸铜参比电极使用后要保持清洁、防止污染。参比电极中的紫铜棒应定期擦洗，露出铜的本色。配制饱和硫酸铜溶液应使用化学纯硫酸铜晶体和蒸馏水。当硫酸铜溶液变混浊时，应及时更换。

定期对测试桩进行一次全面的检查、维护；每年进行一次检修，应保持标记清楚、完整，并作好记录。

恒电位仪每日检查一次，并记录给定电位、输出电流、输出电压等，如发现参数出现异常波动，应立刻对系统进行全面测试，根据测试结果排除故障或调整系统的输出。

系统投入使用后，测试项目包括： 1)电源工作状态的监测；

2)恒电位仪各项输出参数（输出电流、输出电压、给定电位等）的监测记录（每天上午9：00时）；

3)各测试点管/地保护电位测试记录（每月两次：10日和25日）。各站每月28日前将恒电位仪运行参数及各测试点保护电位报表报管理处，管理处汇总各站月报表月底前报管道处。

定期进行区域阴极保护系统的检查与测试，以确认系统是否运行正常，运行期间的管/地电位是否符合保护准则。场区及周边地下有新建、扩建或改造工程时，应加强监测，必要时进行全面调试，确保阴极保护系统运行正常。6.2.3 运行资料的管理

下列区域运行资料需收集、管理并妥善保存。1)各测试点保护电位记录； 2)阴极保护电源设备运行记录； 3)防腐层检漏修补记录； 4)阳极地床运行维修记录；

5)阴极保护电源设备故障及维修记录。7.0 健康、安全、环保

站场腐蚀控制工程的施工、运行调试及材料、设备选择等应符合国家有关公众健康、安全和环境保护的有关法规及标准要求。

施工单位应编制HSE作业方案，报建设单位审批后方可实施，施工人员应进行岗位培训并取得合格资格证书。

开工前，施工单位应组织施工人员进行安全教育，确保所有施工人员充分理解并严格遵守安全操作规程，严格按照经审批的施工方案进行施工组织。

站场内施工用电气设备应符合国家有关爆炸危险场所电气设备的安全规定，电器设备应整体防爆。

天然气管道阴极保护技术及应用 第6篇

1 阴极保护技术的意义

(1) 增加天然气管道的使用寿命天然气的运输是依赖于地下管道的运输, 由于长时间接触土壤, 天然气很容易发生腐蚀。天然气阴极保护技术的应用能够有效增加天然气管道的使用寿命, 减少天然气管道的维修频率, 在天然气管道网大规模建设的基础上, 增加天然气的使用寿命相当于整个天然气工程前进了一大步。

(2) 降低经济损失在2003年10月的全国腐蚀大会上, 相关报告指出, 我国年腐蚀损失约为5000亿元, 全国约有数万公里的埋地管道, 如果对这些埋地管道保护不力, 那么仅仅是维修所花费的费用都将是一个天文数字, 这对于全国整个的天然气工程有着不小的影响。阴极保护技术能有效的防止管道的腐蚀, 增加了管道的使用时间, 可以降低因腐蚀所造成的经济损失。

(3) 降低安全隐患天然气是一种混合型易燃性气体, 埋在地下的天然气管道一旦遭受腐蚀而导致天然气的泄漏, 那么会给整个城市带来安全隐患, 虽然天然气管道是深埋地下的, 但是如果发生爆炸也会给城市的安全带来威胁, 轻则损坏管道上方的马路或者建筑, 重则造成人员伤亡, 而且许多天然气管道都是相通的, 一旦发生爆炸很可能会产生爆炸的连锁效应。

2 阴极保护技术的应用现状

我国阴极保护技术的应用始于1958年, 当时这种技术的应用并不广泛, 只是小规模的试点试验, 1970年的长输管道开始建设时, 阴极保护技术得到了普遍的认可, 并在长输管道的建设中应用了阴极保护技术, 只是受限于科技, 当时的阴极保护技术并不先进。如今阴极保护技术的应用现状主要表现在以下两个方面。

(1) 技术现状阴极保护技术的应用应当严格遵守阴极保护准则, 阴极保护准则是阴极保护核心的技术指标。GB/T21448-2008《埋地钢质管道阴极保护技术规范》明确了阴极保护准则的评判指标。虽然已经明确了阴极保护准则以及其评判指标, 并且阴极保护准则已经广泛应用于天然气管道阴极保护的建设与运行上, 但仍存在以下不足之处: (1) 动态直流干扰阴极保护。随着经济的发展, 我国天然气管道越来越容易受到动态直流的干扰, 这种直流干扰会导致管道的电位的波动, 在一定的时间内, 这种电位波动会导致管道电位偏离准则。对于这种情况, 我国现行的有关天然气管道阴极保护准则并没有明确的规定允许管道电位偏移准则的程度和时间。也就是说, 没有健全的准则去管理和指导动态直流干扰阴极保护系统地运行。在国内准则尚且不健全的基础上, 我们可以借鉴其他国家的相关准则, 例如澳大利亚AS 2832.2《金属的阴极保护第二部分:密集埋地结构》就给出了明确的规定[1]。 (2) 交流电干扰阴极保护。在交流电的干扰下, 被保护的天然气管道会处于“加速腐蚀-自然腐蚀-阻碍腐蚀”的周期性状态, 从而严重降低了阴极保护的作用, 使得被保护的天然气管道发生明显的腐蚀现象[2]。但至今在国内都没有出台相关的阴极保护准则。因此, 应该通过对交流电干扰阴极保护的研究, 来建立完善的阴极保护准则。

(2) 管理现状 (1) 国内管理现状。在国内, 管道的腐蚀控制一般采用覆盖层加阴极保护联合的措施, 管道阴极保护技术在国内的天然气行业中得到了广泛的应用。但是, 由于国内的阴极保护技术起步较晚, 在国内的阴极保护技术的管理现状也存在缺陷:a.油井间的管道有的未加阴极保护:我国幅员辽阔, 天然气开采地域较广, 在有的油田中, 天然气管道的防腐还没有应用阴极保护;b.中小型城市的天然气管道建设网大多未应用阴极保护:在目前国内城镇的天然气管道建设中, 也只有大城市的天然气管道干线上采用了阴极保护, 许多的中小城市还没有普及到;c.国内的阴极保护检测技术还比较落后, 由于实行阴极保护的时间比较晚, 在国内阴极保护检测技术才刚刚起步, 许多长输管道还在用人工测量单位, 这种落后的阴极保护检测技术已经不符合现行的标准。 (2) 国外管理现状。由于国外阴极保护技术起步较早, 其理念也要比国内更加创新。在国外的许多设计都要比国内先进, 在他们的思想中, 都会鼓励创新大胆的设计, 其思维模式也要更加没有束缚。国外在阴极保护技术方面不仅有先进的理念, 还不惜成本地引进在世界上顶级的设备和器材, 这就直接体现了国内外在研究阴极保护技术上的差距。除此之外, 国外的管理体制和国内的也不尽相同, 在国外的天然气管道建设中, 管道防腐工作并不是由管道的业主负责, 而是专业性、技术性更强的管道防腐公司负责, 所以在管道的防腐以及之后的维修上, 国内外都有着不小的差距。

3 结语

天然气管道阴极保护技术的应用是预防管道腐蚀的重要工作, 在天然气管道阴极保护技术应用的基础上, 天然气管道的防腐工作取得了长足的进步, 但仍存在不足之处, 和国外相比, 国内的天然气管道阴极保护技术的应用还任重道远。

参考文献

[1]贝克曼W V.阴极保护手册[M].化学工业出版社, 2012.

管道阴极保护 第7篇

经济建设不断深入, 石油开采和使用也不断增加, 我国输油管道也得到了快速发展, 管道数量不断增加, 跨国干线直接影响着国际国内的用油质量, 为了保证管道运行良好, 防腐问题引起相关部门科研人员的重视。通过管道输油是一种常见的原油运输方式, 原油源源不断的输送到各地区, 为经济建设提供强大动力。近年来, 在管道运行中, 不断出现事故, 主要问题则出现在管道近观到腐蚀影响, 这种情况导致的管道问题占问题总量的三分之一。导致管道受到腐蚀的成因较多, 多数是环境恶劣造成的, 输油管道在通过环境恶劣的区域, 其周边土壤性质不同, 多数是含盐、含水, 因为管道存在一定的孔隙, 土壤p H值就会对管道材料产生一定的影响, 另外, 管道原油还含有CO2、H2S等流态不同的液体, 长期使用后, 也会在一定程度上导致管道腐蚀和破坏, 影响石油传输效果。

1国内外发展现状

腐蚀能够严重破坏管道, 对石油传输产生巨大的危害。腐蚀主要是因为金属所处环境导致的, 环境存在导电现象, 在长期使用中, 会产生电化学反应, 这就是通常所说的破坏性侵蚀。那么, 在管道使用过程中, 产生腐蚀的成因较多, 通过归纳成因主要表现如下:一是管道自身性质原因。管道的材质是关键, 不同的材质会产生不同程度的腐蚀, 管道选料非常重要, 不同的材质在不同的环境下, 也会出现不同的影响。二是所处土壤环境的原因。不同的环境会出现不同的土壤, 土壤对管道的影响也较大, 由于地形不同, 会出现土壤的潮湿现象, 如果管道处在悬空状态, 则在应力腐蚀下出现严重影响, 导致土壤电阻率不断降低。三是施工不当原因。由于施工技术与水平不同, 在进行施工时, 输油管道深埋地下处理不当, 有一些管道防腐层在安装前就受到了一定程度的破坏, 那么, 在放入地下时, 在安装过程中就出现了不合格管道, 有一些施工单位和人员, 责任心不强, 技术能力不够, 出现了违规操作问题, 导致了管道应力过分集中。当前, 国内的阴极保护技术已经被认可与推广, 在较大范围内得到全面的应用。从我国管道腐蚀保护率上看, 国内仅为78.3%, 而在西方和欧美等发达国家, 阴极保护已经进入了规范化。

2阴极保护防腐技术

阴极保护技术在近些年来不断创新发展, 其技术能力有了全面的提升, 这项技术工作原理主要是在外加电流保护下的变压器-整流器等电源运转模式, 全面实现阴极保护数据采集与整理, 做好综合性的储存、分析和应用。

2.1牺牲阳极法

牺牲阳极材料保护的方法, 主要是用阳极材料替换管道、设备金属, 把还原性非常好的金属当成阳极, 这样就能和管道构成良好的衔接, 形成原电池, 这样在使用过程中, 阳极材料就会产生氧化, 不断减少和消耗, 从而延长了管道、设备年限, 确保管道具备稳定性。阳极材料较为广泛, 主要由阳极和辅助阳极材料构成, 当前, 先进的技术较多, 常用的阳极材料主要是Mg-Mn、Mg-Al、Zn-Sn、ZnHg和AI-Zn-In合金等;很多材料都可以用做辅助阳极材料, 最新的主要是氧化铁、铝银合金、镀铂钛、混合金属氧化物等。不同的材料有不同的功能, 其中, 合金里面镁的密度较少、电位比较低、极化效率小, 非常适合土壤内工作;锌合金阳极腐蚀程度弱、极化效率高、寿命比较长, 一般是用于酸性和碱性土壤;铝电位处于镁和锌间, 表面易钝化, 通常与Zn-Al、Al-Hg合金形式起到作用。虽然阳极材料不断更新改善, 但是从整体上看, 阳极材料还有一定的弊端无法得到有效解决, 主要表现是:自身调节能力不足;特殊环境出现极性逆转;辅助阳极气阻值略高;屏蔽时会影响阴极保护。

2.2强制电流法

这种方法主要是利用恒电位仪起到作用, 让电流一次性通过阳极, 进入到管道并速出土壤, 产生流动进入到金属管道内, 然后, 再由连接到管道的阴极电路形成强大的汇流, 推动到恒电位仪处, 这样就会使数值出现一定的变动, 电位稳定到控制电位范围之内, 确保通电点电位稳定不产生大的变动, 这样才能起到改变阴极电位的作用, 从而实现了阴极保护功能。通过强制电流法能够产生巨大的保护电流, 这种方式保护距离较长、方便调节电流及电压, 所以在许多地方均能得到利用, 使用范围非常广泛, 这类方法适用长输油管道和管地电位变化超越牺牲阳极保护能力的情况, 能起到良好的保护作用。强制电流法主要是指外加电流对金属极化曲线形成改变, 这样通过系统分析, 达到降低电化学腐蚀的良好效果, 这种方法较为复杂, 操作起来较难把握, 特别是与阳极材料相比, 需要严格的进行控制才能起到良好效果。要想完全实现阴极保护, 需要注意如下几个方面:对电压做好介定;保证回路电阻定量分析;辅助阳极个材料、距离等参数做好控制;科学选定好参比电极。强制电流法具备较明显的优势, 任何情况均可使用, 对电压变化形成可调;土壤电阻率对其无法形成较大的影响与限制;测试位置在进行设置时数量不多、测试仪安装起来非常方便快捷。

2.3附加绝缘层

输油管道防腐是一项长期工程, 需要不断研究与探索, 以上两种方法是常用方法, 在此基础上, 通过对牺牲阳极和强制电流法的创新, 研究出了一种新型方法, 主要是通过对管道表面热处理、增加防腐涂层等方式, 使防腐效果达到最好的效果, 这种方式就是附加法。所以说, 要想达到完美的防腐作用, 就一定要科学合理的选择使用防腐涂层, 如果选用不当, 不但不会达到防腐效果, 而且还会导致管道表面腐蚀加剧的现象, 严重的则会诱发另外的腐蚀, 在进行施工操作中, 要严格技术管理, 不能出现涂层施工不当的问题, 否则会重叠整体的防腐效果。如果在传输过程中, 管道外表面是干燥的, 则不会出现电化学反应, 这样的环境就很难出现腐蚀的问题。涂漆防腐主要原理就是利用良性涂料进行外涂, 把现有的管线与土壤进行隔离, 通过阴极保护避免出现腐蚀现象。这个过程中, 涂层材料是关键, 漆膜保护层管道表面与电解液发生接触, 漆膜对应金属就是第一个被腐蚀的, 只有全面避开管道表面腐蚀, 才能起到阴极保护的作用。在进行管道保护时, 需要注意如下几个问题:一是不能把含锌类涂层用到奥氏体不锈钢设备上, 不但达不到效果, 还会破坏原有表面;二是含锌涂层锌含量要达到标准要求, 如果不合格, 则起到阴极保护作用;三是聚氨脂涂层在表面光滑的管道进行外涂, 避免对多孔、粗糙管道表面外涂, 起不到效果;四是土壤酸碱性、含水量、原油性质均对保护效果有影响, 只有通过对不同问题的具体分析, 才能选择使用更加合适的涂层材料。

3结束语

选择阴极保护时, 一定要进行综合考虑, 理论与实践结合得出如下结论:一是材料腐蚀机理和管道材料要不断研究, 使腐蚀计算模型更加精准, 定量、定点防腐;二是根据环境的不同, 需要注意电流大小、测试距离, 避免出现大的测试误差;三是深埋的输油管道, 一定要使用外加防腐绝缘层和阴极保护法联合的方式;四是管道从施工到防腐需要从整体把握, 科学设计防腐方案全面降低损失。

摘要：现代经济的发展, 离不开石油, 石油在社会发展与经济建设中的作用越来越大, 而输油管道是否运行良好, 直接影响到石油的传输效果与质量。管道防腐技术越来越受到重视, 在近些年来, 管道技术与能力有了全面的提升, 通过创新与发展, 新的阳极保护材料、强制电流仪器和防腐涂料等等新技术得到广泛使用。文章主要通过对输油管道阴极保护防腐技术的分析, 全面论述了国内外输油管道防腐现状和问题, 进一步提出了阳极材料、强制电流法和附加涂层等措施。

关键词：管道,防腐,阴极保护,材料

参考文献

[1]李元.浅析输油管道防腐措施[J].科技创新与应用, 2012 (8中) :126.

[2]韩汉清.阴极保护中阳极材料发展最新动态及趋势[J].全面腐蚀防护, 2013, 23 (1) :3-5.

管道阴极保护 第8篇

埋地管道通常采用防腐蚀涂层和阴极保护进行联合保护。防腐蚀涂层在搬运、施工过程中易被破坏,长期使用会产生老化,不能长期有效地保护管道。阴极保护作为管道的第二屏障,可以经济有效地延长管道寿命。然而,如果阴极保护电位设置不正确或测试方法不当,会导致其保护效果不良。目前,对保护电位准则的理解及保护效果的判断存在片面性,尤其是选择保护电位准则时存在一定的盲目性。本工作理论结合实践,比较了- 850 m V和- 100 m V两大准则的适用性,总结了常用的阴极保护电位测试方法,以为现场电位测试与阴极保护的有效评价提供参考。

1 保护电位准则

1. 1 准则

NACE RP 0169 - 96“埋地或水下金属管线系统的外部腐蚀控制”对阴极保护电位准则的规定可归纳为- 850 m V和- 100 m V两大准则:

( 1) 施加阴极保护后,被保护对象的电位相对铜/饱和硫酸铜参比电极( CSE,文中电位若无特殊说明,均相对于此参比) 至少为- 850 m V,电位测量必须考虑消除电解质中IR降的误差; 阴极极化电位相对于CSE参比电极至少为- 850 m V。

( 2) 被保护结构表面与接触电解质稳定的参比电极之间的阴极极化值最小为- 100 m V。这可用于极化的建立过程,也可用于极化衰减过程。

其中,- 850 m V电位准则方便直观,应用较普遍。

假设地下金属自然腐蚀电位Ecorr= - 550 m V,采用- 100 m V准则,施加阴极保护后,阴极保护电位Ecp= - 650 m V,根据腐蚀电化学原理,有如下公式[1]:

式中Jcorr未施加阴极保护时,保护对象的自腐蚀电流密度,A/cm2

Ja施加阴极保护后,保护对象的自腐蚀电流密度,A/cm2

βa保护对象阳极溶解Tafel斜率

ΔE电位极化差值,m V

铁在不同湿度和结构的土壤中,其常用对数的Tafel斜率ba= 0. 06 V[2],ba= 2. 303βa,所以 βa= 26 m V。将ΔE = - 100 m V和 βa= 26 m V代入式( 1) 中得:

由此可见,- 100 m V电位值使保护对象的腐蚀速率降低98% 。若采用- 850 m V准则,ΔE = - 300 m V和 βa= 26 m V代入式( 1) 得:

由此可见,- 850 m V电位值使保护对象的腐蚀速率降低99. 999% ,根据保护度P = ( Jcorr- Ja) /Jcorr可知,虽然- 850 m V电位准则提高了保护度,但降低了保护效率[3]。

1. 2 例证

以Q235 钢为基材,电化学试样尺寸为1 cm 1 cm 1 cm,一面为工作面,另一面焊接铜导线,非工作面用环氧树脂密封,工作面依次用400,600,800 号水磨砂纸打磨至平整光滑,丙酮除油,蒸馏水清洗、干燥。将其浸入成分为2. 0% 碳酸氢钠( 质量分数,下同) + 0. 1% 硫酸钠+ ( 0. 1% ,0. 5% ,1. 0% ) 氯化钠的土壤模拟液中。

采用PARSTAT2273 电化学工作站测试极化曲线,以上述Q235 钢试样为工作电极,辅助电极为铂电极,参比电极为饱和甘汞电极( SCE) 。采用DJS - 292A恒电位仪进行阴极极化: 试样在不同Na Cl浓度土壤模拟液中室温极化至不同电位准则下的电位,约2 h后,腐蚀电流基本稳定,断开恒电位仪,瞬间测试阴极极化曲线。极化曲线扫描速率为1 m V/s,扫描范围为相对自腐蚀电位 ± 250 m V,负向扫描; 阴极极化曲线扫描速率为1 m V/s,扫描范围为自腐蚀电位至- 1. 0 V,负向扫描。通过Tafel外推法得到碳钢的腐蚀速率[4]。

失重试样尺寸为50 mm 25 mm 5 mm,分别测试了试样在开路电位及2 种阴极保护电位准则电位保护下在土壤模拟液中的腐蚀失重,取2 组测试的平均值。试验在室温下进行,试验周期14 d。

图1 为Q235 钢在不同Na Cl浓度土壤模拟液中的Tafel曲线。由图1 及Tafel外推法可知: 随着Na Cl浓度增加,自腐蚀电位负移,自腐蚀电流密度增大; 当Na Cl浓度为0. 1% 时,自腐蚀电流密度为3. 461μA / cm2; 当Na Cl浓度为0. 5% 时,自腐蚀电流密度为4. 290 μA / cm2; 当Na Cl浓度为1. 0% 时,自腐蚀电流密度为13. 700 μA/cm2。

图2 为Q235 钢在不同Na Cl浓度土壤模拟液中极化至不同电位准则下的阴极极化曲线。从图2 可以看出: 随Na Cl浓度增大,各极化电位下的阴极极化曲线出现不同程度的左移,表面阴极极化反应受到抑制; 在0. 1% Na Cl环境中,- 100 m V极化过电位和极化- 780m V( vs SCE,约为- 850 m V vs CSE) 电位都使腐蚀电流密度降低,且降低幅度相近; 在0. 5% Na Cl环境中,- 100 m V极化过电位下电流密度大于极化- 780 m V( vs SCE) 电位下电流密度; 在1. 0% Na Cl环境中,-100 m V极化过电位下电流密度小于极化- 780 m V( vs SCE) 电位下电流密度。

表1 为Q235 钢在3 种不同自腐蚀电位下,- 100m V极化值和- 850 m V电位值下的腐蚀失重。

注: P = ( Δm0- Δm1) /Δm0,Δm0为自腐蚀失重,Δm1为保护电位下的腐蚀失重。

由表1 可知: 0. 1% ~ 0. 5% Na Cl溶液中,Q235 钢的自腐蚀电位相对较正( - 400 m V左右) 时,- 100 m V极化值和- 850 m V电位值的保护度都较高,其中,- 850 m V电位值下的保护效率较低; 当自腐蚀电位较负( - 800 m V左右) 时,- 100 m V极化准则和- 850m V电位准则对保护对象的极化值接近时,二者保护度均较自腐蚀电位较正时有所下降; 当自腐蚀电位超过- 750 m V时,- 100 m V准则极化值仍是- 100 m V,而- 850 m V准则极化绝对值小于100 m V,保护度明显低于- 100 m V极化准则的,说明此时,即使阴极保护电位低于- 850 m V,管道仍会发生腐蚀。

综上,在自腐蚀电位较正的情况下,虽然- 850 m V电位值比- 100 m V极化值获得更大的极化电位,但- 100 m V极化值与- 850 m V电位值下取得的保护效果差别并不明显; 当自腐蚀电位很负时,- 100 m V极化值下保护效果优于- 850 m V电位下的。

2 保护电位测试方法

2. 1 地表电位法

图3 为地表电位测试示意[5]: 将参比电极置于管道正上方土壤表面,施加阴极保护电流,测量管道对电解质( 土壤、水) 的电位; E( 测试) = E( 极化) + IR降。其中,IR降是管道极化电位、破损点面积、参比电极距破损点距离、土壤电阻率等多个变量的函数,评价阴极保护效果时,必须考虑其对真实极化电位的影响。如实测中电流密度为10 m A/m2,土壤电阻率为50 Ωcm2,参比电极距管道距离1. 5 m,此时IR降仅为3 m V; 若土壤电阻率为5 000 Ωcm2,则IR降超过300 m V,若此时测试管地电位为-850 m V,则管道可能处于欠保护状态。

地表电位测试操作简单、费用低,对设备及人员要求小,但受IR降影响较大,适用于阴极保护过程中的日常监测管理,但对保护效果有效性评价误差较大。

2. 2 瞬间断电法

瞬间断电法是测试电位瞬间断开时保护对象上的所有电位,此时由于没有电流,IR降变为零,而管道的去极化需要一段相对较长的时间,测量的电位不包含电流引起的IR降。NACE TM0497 - 2002“埋地或水下金属管道系统阴极保护准则的测量技术”规定,测试断电电位需要具备以下条件: 测试对象无接地保护装置,无杂散电流影响,如有牺牲阳极也需同步断开; 在实际应用中对电源设备、测试仪器要求较高,尤其对城市在役旧管网而言,由于其地下结构复杂,干扰问题突出。因此,瞬间断电法在城市管网中的应用受到限制[6]。在断电瞬间,管道电位会出现短暂的电涌,作用期一般小于0. 5 s,结合实际经验,在0. 5 s后读取读数是合理的。

2. 3 试片断电法

在测试点处埋设一材质与管道相同的辅助试片,通过电缆与管道连接,通过管道上的电流使其极化,试片处相当于管道防腐蚀层破损点。测量时只需切断试片和管道的连接电缆。因此,测量时应将参比电极埋在试片附近,以减少极化误差,且使测试不受接地保护装置和牺牲阳极系统的影响。试片断电法在国外得到广泛的研究与应用,到1991 年止,用于阴极保护电位测量的试片达8 000 多处[7]。表2 为新疆某输油管道阴极保护试片及管道断电电位[8],试片规格为100 mm 100 mm。由表2 可知,管道断电电位与试片断电电位基本一致,因而可以通过试片极化电位及腐蚀失重判断管道保护状态和保护效率[7]。

2. 4 极化探头法

极化探头法是在试片断电法基础上发展起来的,探头内通过盐桥将参比电极和试片导通,最大限度地降低由参比距离引起的误差。图4 为极化探头结构[7]: 外置绝缘外壳能有效地降低外部杂散电流的干扰。若管道周围无杂散电流干扰,极化探头法与试片断电法测量的断电电位理论上是相同的。极化探头法测试在杂散电流区域电位中应用广泛,所测电位与真实极化电位接近。极化探头法与其他测试方法相比,能最大程度地降低IR降,为测量管道阴极保护真实极化电位提供了较理想的手段[9]。

3 实例

浙江某在役埋地管道总长约130 km,其中庭院管线( 50 ~ 100 mm) 总长约70 km; 市政管线( 100 ~300 mm) 约60 km。管道防腐蚀层采用聚乙烯胶带,其绝缘电阻率为826 ~ 8 218 Ω/m2,土壤平均电阻率为29Ω / m2。采用区域性外加电流阴极保护,管道末端试片通/断电位见表3。由表3 可知,由于在役旧管网防腐蚀层质量较差,通电保护电位存在较大的IR降,若仅凭通电电位是否达到- 850 m V判定保护状态则各桩均未被保护,这是不全面的。此时,结合- 100 m V极化电位准则可知,各测试桩位置管道均受到保护,不仅满足工程需要,而且能实现经济效益最大化。

4 结论

( 1) - 850 m V通电电位准则虽直观方便,但在实际运用时,有可能导致管道处于欠保护状态。

( 2) - 100 m V极化电位准则在工程中应用较少,与- 850 m V电位准则看似相互矛盾,实则不然,- 100m V极化准则能有效降低保护对象的腐蚀速率。

( 3) 在自腐蚀电位很正的情况下,虽然- 850 m V电位值比- 100 m V极化值获得更大的极化电位,但- 100 m V极化值与- 850 m V电位值下取得的保护效果差别并不明显; 当自腐蚀电位很负时,- 100 m V极化值下保护效果优于- 850 m V电位值下的保护效果。

( 4) 对城市在役旧管网追加阴极保护时,考虑受现场条件限制,如绝缘条件、杂散电流、恒电位仪同步断电、输出电流等,可采用地表参比法监测管道防腐蚀层状况,并根据工程实际情况采用断电法( 瞬间断电法、试片断电法或极化探头法) 及- 100 m V准则判断阴极保护效果。

参考文献

[1]曹楚南.腐蚀电化学原理(第2版)[M].北京:化学工业出版社,2004:94~113.

[2]托马晓夫.金属腐蚀及其保护的原理[M].北京:机械工业出版社,1965:274~275.

[3]常守文,张莉华.地下金属构筑物阴极保护效果评价准则的研究进展[J].材料保护,2007,40(1):43~45.

[4]Barbalat M.Electrochemical study of the corrosion rate of carbon steel in soil Evolution with time and determination of residual corrosion rates under cathodic protection[J].Corrosion Science,2012,55:246~253.

[5]GB/T 21246-2007,埋地钢质管道阴极保护参数测量方法[S].

[6]胡士信,熊信勇,石薇,等.埋地钢质管道阴极保护真实电位的测量技术[J].腐蚀与防护,2005,26(7):297~301.

[7]秦莺,宋伟,郑志受,等.辅助试片法管道阴极保护电位的精确测量[J].计量技术,2008(11):35~38.

[8]黄腾飞.埋地管道阴极保护电位参数及电位测试技术研究[D].成都:西南石油学院,2004:115~116.

管道阴极保护 第9篇

一、防腐管道传输原理及构成

在输油管道处, 通常都会设置阴极保护电源, 除此之外, 杂散的电流也是给流程改造造成严重改造的另一大因素。杂散电流主要是指出了某些效果评价的系统在地下进行流动之外, 会对流程改造产生的某些有很强防作用的一种电流。杂散电流包括直流和交流, 这两种杂散电流都会对流程改造产生影响。

二、阴极措施是指将铺设在地下的某些流程改造

阴极措施是将铺设在地下的某些流程进行改造, 是遭到了一定的破损涂层得到保护, 这是附加的保护措施之一。这种保护措施对于破损处的保护效果非常好的。目前, 有许多的建设工程都会有在流程改造中增加电流阴极保护的措施, 甚至还有一些工程会通过牺牲阳极来保护阴极。随着近几年保护措施渐渐趋近成熟, 对于是由企业工艺流程改造的保护措施也开始有了一个准确的行业标准。这相对于其他的保护措施来说, 这项保护措施的施工难度是小的, 并且没有许多的安装工作量, 因而也不会对流程改造周边的一些金属的建筑物产生不良的影响。总的来说使用价值是很高的。

(1) 对于输油管道阴极技术, 我们要注重对细分这一方面的研究以及应用的推广, 进而增强油田水驱动的一个控制能力。

对于油田的开采和开发的过程, 若从技术的角度讲, 是我们要针对国家的非均质油层的地质做一个探索和研究。进而通过对地质的开发层系做一个科学而合理的规划, 完善当前油田储藏技术的特征, 最终达到油田在输油管道阴极开发方面的整体效果最佳的目标。

(2) 输油管道阴极水质对压裂工艺技术的研究和发展

提升压裂工艺技术对改善, 提高储层的动用有很强的促进作用。在20世纪70年代, 我国就已经在油田开采技术上选用了滑套式的分层压裂法, 到了80年代, 我国就由之前的滑套式转变为现在的多裂缝选择性压裂和限流的发压裂技术, 尤其是在后来, 这两项技术就得到了广泛的推广。但是, 在当前我国油田已经逐渐的进入一个高的输油管道阴极水质, 甚至是一个特高的输油管道阴极水质, 若还想保障我国油田有一个稳定的生产能力, 那么我们就要发展一个适合当前高含水的油田技术, 其中有保护薄隔层的压裂技术和可取代性的桥塞压技术。此两种技术对于隔层厚度较薄的油田有一个很好的保护作用, 也能达到分离目的层与高的含水层两者的目的。

(3) 选用合适的聚合物, 通过驱输油管道的阴极保护检测的技术来提高我国油田的采收率。

总结

目前, 我国在此项领域已经在追赶国际的脚步, 在九五期间, 我国的与输油管道阴极保护传送相关的集团公司就已经开展了该项研究工作。以国外的先进技术为依托, 我国就已经取得了许多的研究成果。自2004年起, 我国该项技术就已经在一些海内外地区取得了应用。这些标志着我国的长距离的输油阴极保护运输技术已经迈进了一个新的台阶。H

摘要：输油管道阴极保护监测传输系统是一种新的实现对油气管道进行数据采集, 数据传输的新技术。这个系统能有效的对油气管道的情况进行监测, 以到达对油气管道的正常维护等安全保障的目的。输油管道阴极保护系统监测传输系统的应用可以很好地起到管道电位检测、险情报警、阴极保护等功能。本文就是对输油管道阴极监测传输系统以及其应用进行探讨。

关键词：输油管道,阴极保护监测,传输系统

参考文献

[1]任增珺.日东输油管道外防腐层检测结果统计分析[J].油气储运, 2014 (10) .

[2]曾德智, 商剑峰, 龙德才, 刘元直, 王团亮.高含硫天然气净化厂腐蚀规律研究[J].西南石油大学学报 (自然科学版) .

[3]陈江波.输油管道阴极保护监测传输系统及其应用[J].油气储运, 2015 (05) .

管道阴极保护 第10篇

一、目前我国城市燃气管道腐蚀现状

就如今我国城市在役的燃气管道而言, 其采用的防腐涂层通常主要是环氧煤沥青涂层、沥青玻璃布涂层和低密度聚乙烯涂层等等。实际上全部涂层都存在一定的缺陷, 或者说是有针孔, 它们主要是形成于加工厂就涂覆管进行施工、安装等操作的过程中的过程中。形成涂层小孔的原因, 也可能是因为涂层发生剥落, 或者是土壤的压力等等。尽管涂层能是管道的绝大部分表面得到有效地保护, 然而在小孔和剥落区域中, 因为具有较高的腐蚀率进而造成管道发生破裂和泄露[1]。所以, 没有阴极保护的涂层不常用于保护地下管道。阴极保护管道上涂层, 其主要作用在于使管道上金属的暴露的表面减少, 以便于促使阴极保护金属电流的需求得以减少。若只是借助于涂层来进行管道保护, 那么在运行3至5年之后, 就会开始有少部分地区发生管道涂层严重破损的情况, 而且因为管道表面会受到双重腐蚀, 就有发生管道穿孔的危险。

二、阴极保护在城市燃气管道中的应用

(一) 阴极保护设计前的勘测

在很多情况下, 都需要在进行阴极保护设计之前, 先完成实地勘测, 因为阴极保护设计需要借助勘测收集的数据和参数。

1、测试土壤中的离子

土壤中的矿物质含量大, 形成电解质溶液的主要因素便是其中的可溶盐含量和成分。而其中的氯离子和硫酸根离子具有越大的含量, 那么土壤就具有越强的腐蚀性。

2、测定土壤p H值

土壤腐蚀性的一个重要影响因素就是土壤的酸碱性。土壤的酸性愈强, 其腐蚀性也就愈强。

3、测量土壤的电阻率

土壤颗粒的大小、含盐量和含水量会对土壤的电阻率产生直接的影响, 很多情况下都能将土壤的腐蚀性反映出来。如今, 对土壤的腐蚀性进行分级基本上都是依据土壤的电阻率, 所以, 测量土壤电阻率是对土壤腐蚀性进行评定的最为重要的参数[2]。

4、调查被保护金属的外防腐层

这是由于外防腐层的情况会对选择保护参数产生直接的影响。

5、电的屏蔽

经过了阴极保护电源的电流就易被外层结构吸收, 这样到达内层结构的电流就只是少数, 那么在外层结构件就等于是有一种电的屏蔽形成。在此情况下, 就应该在屏蔽区域内安装阴极保护的阳极, 从而促成内层结构有保护电流到达。

6、杂散电流的影响

有很多直流电力系统都能够在土壤当中产生一定的杂散电流, 诸如电气化铁路、电车等, 这就导致了地下管道有电化学腐蚀现象的产生。在杂散电流的流动过程中, 有两个腐蚀电池形成, 主要是由于外加电位差而建立的, 这会造成周围的埋地金属管道都有发生腐蚀的危险, 而且相比较普通的土壤而且其腐蚀速度更快, 更为激烈。当地下管道无杂散电流的时候, 腐蚀电池具有相当小的两极电位差;当地下管道有杂散电流存在时, 其管地电位可能达到8~9伏之高, 由此可以看出杂散电流具有十分严重的影响。所以, 有必要在进行阴极保护设计时对杂散电流的影响加以充分考虑, 同时积极采取有关排流措施。

(二) 阴极保护设计中应考虑的问题

1、外部管道的绝缘问题

在城市管网中, 管道是相当错综复杂的, 若是实施了保护的管道与未实施保护的管道连接, 那就会使保护效果受到严重影响。对外部管道进行绝缘处理的目的在于从导电性上分开被保护的管道和不应受保护的金属, 绝缘设置主要是位于施加了阴极保护的管道上, 目的在于使管道电连续性被切断。所以, 可见阴极保护的必要条件正是采取一定的绝缘措施。与此同时, 有必要针对燃气管道来进行全方位的阴极保护。

2、管道内部的电连续性问题

要想使阴极保护电流的均匀性得到保障, 并且电连续性良好, 就要求非焊接连接的管道和管道设施设置有效的电连接方式, 如跨接电缆等。有的部位穿跨了管道安装绝缘装置。就需要有跨接电缆设置。

3、锌接地电池的使用

雷电或电磁感应可能会产生高电压, 从而击穿绝缘接头 (也称之为绝缘法兰) , 这就造成了绝缘的失败, 为了防止这一情况的发生就可以选择采用锌接地电池[3]。锌接地电池用两根彼此绝缘的锌棒, 借助填包料来连接管道两端的电压和大地, 这就绝缘头两端的电压得到有效的释放, 防止绝缘头发生击穿现象。就锌接地电池的安装而言, 基本类似于牺牲阳极, 区别在于前者有两个连接电缆各自经过铝热焊于绝缘接头两端进行连接。值得注意的是, 要确保两根锌棒的绝对绝缘, 要牢牢地固定住其中的绝缘块, 对其绝缘性的测量可以借助于万用表。

4、防腐垫的应用

就阳极连接电缆和被保护体的焊接处来说, 为了避免出现防腐不当的情况, 进而导致局部漏电和腐蚀情况的发生。可采用一次成型防腐垫, 其用于焊点的防腐处理效果明显, 有助于焊点得到有效地保护, 这样焊点处的防腐等级就会比原管道的高。此防腐垫拥有较为合理的设计, 就阴极保护的需要来看, 具有很强的针对性, 而且施工和安装都较为简单, 最重要的是具有良好的保护效果, 目前也已受到广大用户的欢迎。所以, 阴极保护中焊点的防腐处理可借助该防腐垫进行。

三、结束语

对于城市燃气管道的保护来说, 采用的阴极保护系统可以说是一项十分可靠且科学的保护方式, 其具有的很多优点都是其它系统无法取代的。此外, 阴极保护作为一项防腐技术, 具有很强的专业性, 所以, 需要注意的是, 在实施阴极保护的时候, 应该由专业人员来执行相关的设计、安装等工作, 或者是由其指导进行。

参考文献

[1]W.V.贝克曼, W.施文克, W.普林兹.阴极保护手册—电化学保护的理论和实践 (原著第三版) [M].化学工业出版社, 2005.

[2]王芷芳, 段蔚, 李夏喜.有关深井阳极的几个问题[J].石油与天然气化工, 2009, 38 (3) :480~482.