站场内埋地管道区域性阴极保护技术优化与应用

王滨

摘要：据统计，管道溢流事故的67%发生在油气管道站区，其中22%是由于腐蚀导致。随着场站运行时间的增长、输油压力增加，场站内埋地管道因腐蚀而导致事故的风险也越来越大。基于此，本文主要对站场内埋地管道区域性阴极保护技术优化与应用进行了简要的分析，以供参考。

关键词：站场内埋地管道;区域性;阴极保护;技术优化

引言

针对输油站场内埋地管道的区域性保护技术应用问题，结合中国区域性阴极保护技术的应用情况，对目前该种技术的应用现状进行深入分析，在此基础上，提出合理的优化措施。研究表明：目前我国区域性阴极保护技术应用相对较广，但是在应用的过程中，会出现失效、欠保护以及过保护等问题。

1管道腐蚀检测过程分析

管道的腐蚀监测核心思想在于掌握全线管道的“阴极保护状态”，评价“阴极保护状态”的指标一般包括“阴极极化电位”和“杂散电流对阴极保护电位的干扰程度”。“评价指标”旨在完善对管道全线的保护覆盖以及减小或消除区段杂散电流对阴保系统的干扰，保证外加电流阴极保护的防腐蚀效果。在外加电流阴极保护系统施工完成后，由工程人员对全线金属管道防腐蚀层进行“阴极保护状态测试”，主要包括阴极保护电位测试、杂散电流检测、防腐蚀层缺陷点检测和防腐蚀层绝缘电阻测试，测试主要针对管道缺陷处。在确保缺陷处“阴极保护状态”良好后，对全线管道进行整体测试，根据测试结果调整阴保站控制系统参数，反复调试，直至达到保护要求。对服役中的埋地管道进行腐蚀检测，能够有效预防管道保护层的腐蚀以及欠保护或过保护状态，降低管道因腐蚀产生裂缝的机率，提高工程质量。

由于管道中牺牲阳极保护的存在，在阳极不断消耗的过程中，电阻率和管段压降会随之变化，可能导致缺陷处极化电位超出允许范围，造成部分区段欠保护或过保护。为了避免因阳极消耗造成阴极保护失效，在阳极更换周期内，工程人员应定期检测各缺陷点处的保护状态，根据检测结果重新调整阴极保护参数，将各区段极化电位维持在最优区间，从而达到新的保护平衡态。

2站场内埋地管道区域性阴极保护技术优化与应用

2.1保护电流优化

对于区域性阴极保护而言，保护电流的选择十分重要，将直接对保护效果产生影响。目前，我国大多数站场内保护电流的选择都是通过经验法获取，即根据有关标准内容进行电流选择。标准中的保护电流主要针对的是新建管道站场，但是我国部分管道站场属于补建，这些站场内的管道防腐层破坏十分严重，其管道的电阻也有降低，在对这种类型的管道进行保护的过程中，所需要的电流更大。另一方面，我国部分管道的输量较大，站场内的设备更多，站场内管道的结构更加复杂，不同管道之间表面情况存在差距，这种类型的站场容易出现保护电流流散问题，因此，其所需要的电流更大。采用经验法选择保护电流存在较大的弊端，而馈电实验法可以很好的解决该问题。区域性阴极保护系统电流流入外输管道的通电点处，通电点处电位负移。为使外输管线通电点处达到恒电位仪给定电位，恒电位仪将自动减少输出电流，保护距离缩短，造成远端埋地管道未得到保护;站内区域性阴极保护系统电流由站外管线通电点处流出，通电点处电位较正，恒电位仪将自动增大输出电流使该点电位达到给定电位，有可能使通电点附近管道过保护，造成防腐蚀层剥离屏蔽，发生腐蚀。因此，在实际工程中，应区别2种不同的干扰情况，采用恰当的方式减缓干扰。

2.2在套管位置对牺牲阳极装置进行加设

对于输油站场增加管道而言，一般会穿越大中型公路，在穿越时可能采用套管的方式。在套管的位置，其腐蚀程度相对是比较严重的，因此在使用前期就应该采取很好的应对措施。比较常见的及方法就是在套管内部设置三层PE防腐层。通过对输油站场增加管道采取增加套管的保护方式，可以对管道起到一定的屏蔽作用，这样阴极保护电流对套管内部的腐蚀程度就会大幅度增加上去，因此这是阴极保护过程中比较薄弱的一个环节。为了更好地对这个问题进行解决，可以在套管内添加牺牲阳极保护装置，这样在套管内部就会形成一层防腐层，一旦有腐蚀性物质进入到套管之内，可以通过牺牲阳极的方法在腐蚀层的缺陷位置对保护电流进行提供，从而可以非常有效的对输油站场增加管道进行保护，确保输油站场增加管道不会受到腐蚀，将输油站场增加管道的使用寿命增加上去，进而对输油站场增加管道进行很好的阴极保护。

2.3接地系统优化

对于区域性阴极保护而言，接地系统也十分重要。一般情况下，站场内分布有阴保接地系统和防雷接地系统，两者都是单独设计和施工建设。对于阴保接地系统而言，大多数情况下都是采用的铜材料，这种类型的材料具有很强的耐腐蚀性，且导电能力相对较好，但这种材料难以被极化，因此，使用该材料会对阴保产生较大负担。同时，管道与接地系统之间会形成原电池，加快管道的腐蚀速率。因此，使用铜材料作为接地系统的方法并不十分科学。对此，可以在接地系统与被保护管道之间安装特定的去耦合装置，可以将接地系统与管道系统进行很好的隔离，防止两者之间出现原电池结构，增设去耦合器的接地系统将更加合理。同时，也可以在接地系统与被保护管道之间安装特定的极化电池，该装置不但能将两种结构隔离开，还能保障阴保电流处于正常数值。目前，此技术已在发达国家部分应用，我国也应该加速该技术的推广。

结束语

综上，区域性阴极保护系统对站场内管道保护十分重要。但由于站场内电气化设备较多、管道数量较多及管道结构复杂等问题，使目前的区域性阴极保护系统容易出现保护失效、欠保护及过保护等问题。为了提高保护效果，需从保护电流优化、地床形式优化、接地系统优化以及数值模拟应用等角度出发，对目前的技术进行更新和优化。

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