金属管道的阴极保护与杂散电流防护措施

陈海飞(中国石化销售有限公司华南分公司，广东 深圳 518000)

金属管道的阴极保护与杂散电流防护措施

陈海飞(中国石化销售有限公司华南分公司，广东 深圳 518000)

金属管道容易受到各种因素的影响，尤其是对于长埋于地下或海水中的管道来说，由于其周围环境中存在着非常多的电解质、杂散电流，导致金属管道极易发生腐蚀，从而严重影响金属管道的使用寿命。为了抑制腐蚀，延长金属管道的使用周期，一般需要采取切实有效的防腐措施，除了外涂防腐涂层之外，阴极保护也是一种较为常用的防腐手段。本篇论文中，笔者主要探讨了金属管道的阴极保护与杂散电流防护措施。

金属管道；阴极保护；杂散电流；防护措施

对于金属管道，尤其是埋设管道、水下管道来说，其周围环境中的土壤、含水蒸气的气体、水中，均含有大量的电解质，因此，金属管道基本上均会受到电化学腐蚀的影响。同时，对于外界存在杂散电流的金属管道，如电气化电车、铁路以及以接地为回路的输电系统，均属于直流电力系统，又会进一步加剧腐蚀，基于这样的原因，应采取有效的阴极保护防腐措施以及排流保护措施，以预防金属管道的腐蚀、延长金属管道的使用寿命。

1 金属管道的阴极保护方法

(1)牺牲阳极法 牺牲阳极法指的是，通过连接上比被保护管道电位更低的合金、金属作为阳极，以被保护的管道上变成阴极，进而实现阴极极化，预防腐蚀的出现。较为常用的牺牲阳极材料主要有锌基合金、铝基合金以及镁基合金。牺牲阳极法的优势在于，第一，安装成本及维修费用较低；第二，可以兼顾接地和防腐双重效果；第三，施工技术较为简单，且几乎不会给邻近的地下金属结构物产生干扰；第四，能够适用于小规模分散、无电源地区的对象；第五，保护电流的利用率相对来说较高，且不会出现过保护现象。

(2)外加电流法 外加电流法指的是，通过利用直流电源，利用辅助阳极，使被保护管道连接上恒定电流，最终达到使阴极极化、预防腐蚀的目的。外加电流法的优势在于，第一，通过应用难溶性阳极材料，从而能够长时间进行阴极保护[1]；第二，不会受到土壤电阻率的影响，因此能够适用恶劣腐蚀环境；第三，驱动电压高，可以实现对阴极保护电流的灵活控制，从而能够供给较大的保护电流；第四，单站保护范围非常大，所以在一定范围内，金属管道越长，成本越低。

2 杂散电流防护措施

(1)杂散电流的影响 电气化电车、铁路以及以接地为回路的输电系统，均属于直流电力系统，在土壤中存在着大量的杂散电流，从而导致埋设于地下的金属管道出现电化学腐蚀，同时，相比较于一般土壤，其腐蚀程度更高。正常无杂散电流的情况下，大地、金属管道之间的电位差通常是零点几伏；而存在杂散电流的时候，大地、金属管道之间的电位差高达8伏至9伏，基于这样的原因，必须采取排流保护措施。

(2)杂散电流的防护措施 在金属管道建设过程中，应提前考虑杂散电流的问题，尽量增加金属管道与杂散电流源之间的距离。若时存在不可避免地接近杂散电流源的情况，则需要采取有效的排流保护措施。较为常用的排流保护措施主要包括：第一，接地排流保护法。这种方法主要是通过在被干扰的金属管道上连接接地体，从而使金属管道存在的杂散电流流入大地，达到排流目的；第二，强制排流保护法。这种方法主要是通过利用整流器，也就是说，存在杂散电流的时候，进行排流保护，不存在杂散电流的时候，整流器还可以供给保护电流，使保护体处于阴极保护状态[2]；第三，极性排流保护法。这种方法是现阶段应用最为广泛的一种排流保护法，主要是利用串入的二极管，以便于在杂散电流影响电位极性正负交变的时候，将其排回干扰源；第四，直接排流保护法。若是杂散电流影响电位极性稳定不变，则直接用电缆将干扰源、保护体相连，以达到排除杂散电流的目的。

(3)抗干扰措施 各种管道平行铺设或者是密集分布的时候，其中一根管道采取了阴极保护设施，均或多或少地会给其它管道造成一定的干扰，既会给被保护管道的阴极保护效果造成严重的影响，还会加速未防护管道的腐蚀。基于这样的原因，应尽可能地增加阴极保护设施、未防护管道之间的距离，对于不可避免地接近阴极保护设施的情况，则需要采取有效的抗干扰措施[3]。较为常用的抗干扰措施主要包括：第一，在有电流从金属管道流出、距离阳极较远的部位，设置一个牺牲阳极，并使其与金属管道连接，从而使杂散电流流入地下；第二，加“均压线”，用电缆将被保护的金属管道、未保护的金属管道连接起来，使各处电位保持平衡，实现联合阴极保护；第三，应用绝缘法兰，将被保护的金属管道、未保护的金属管道隔离开来，通常情况下，在被保护金属管道的出站口、受杂散电流影响的管段，应在被保护金属管道、未保护金属管道的连接处安装绝缘法兰，以达到抗干扰的目的。绝缘法兰，应用绝缘垫片，每一个螺栓都要加装绝缘套管、绝缘圈，以使两个法兰完全绝缘。

3 结语

综上所述，阴极保护在金属管道的防腐工作中有着十分广泛的应用，并可以起到比较理想的防腐效果，而选择具体阴极保护方法的时候，应遵循维护经济、防护有效的原则。

[1]姜宁,张国胜.杂散电流对油气输送管道阴极保护系统的影响及处理措施[J].中国战略新兴产业,2017，(12):140.

[2]尚兴彬,胡乃科,张守峰,张建宾,胡威.外加电流阴极保护电流屏蔽与阴极干扰研究[J].石油化工腐蚀与防护,2015，(06):14-17.

[3]许冰清,胡海涛,刘小马,邓卓承.埋地金属管道腐蚀机理及防护研究进展[J].广东化工,2014，(02):58-59.

陈海飞(1988- ),男，广东清远人，助理工程师，本科主要从事成品油管道管理工作。