浅议油气站场集中埋地区域设备腐蚀保护技术研讨

李淼

摘 要：油气站场通常会集中多个埋地金属结构，地下管网也相对比较密集，埋地金属腐蚀的风险增加，一旦发生腐蚀，将会影响到相关站场的安全平稳运行。因此，我们有必要对油气站场集中埋地设备的腐蚀保护进行深入研究，构建以阴极保护为主的保护体系，逐步探索一条最佳效果的阴极保护之路。

关键词：油气;站场;阴极保护

1 引言

油气集输站场等集中存在大量埋地金属结构和管网的区域均涉及到区域性防腐问题，因此，区域阴极保护技术是解决此类问题的一个主要途径。在实践中，大型的联合站以及各类天然气处理站场都是集中有大量埋地金属结构的场所，一旦发生埋地结构腐蚀，会对相关站场安全及运行产生较大影响。根据阴极保护技术在国内外的广泛应用实践表明，单纯的牺牲阳极或者是涂层防腐技术的防腐效果较区域性的阴极保护技术差，尤其是在油气集输站场、油库、油罐集中的区域，应用阴极保护技术进行防腐更加有效。

2 阴极保护原理

阴极保护就是受保护金属设备由于有大量电子的补充使其处于电子过剩状态，从而使金属原子在金属表面各点均达到同一负电位时不容易失去电子而溶于溶液。一般情况下对于小型的金属结构或者是处于土壤电阻率小于100 Q·m时的小型储罐或者是城市管网等金属构件的防腐可采取牺牲阳极的方式进行;但对于一些大型的储罐金属设备或者处于高电阻率土壤环境的长输埋地管道等金属结构一般都会采用外加电流的方式进行防腐。而区域性阴极保护技术则使被保护对象自始至终处于保护电位之内。这主要是依靠通过合理布局牺牲阳极和外加电流保护方式，保证了电流的自由分配以及与相邻设备的绝缘措施。

3 区域性阴极保护体系

3.1 外加电流保护

以区域性阴极保护联合站为例，设置阴极保护站八座，设置通电点位11处，形成了对集中埋地管道和非板式的罐体的接地极以及集油干线、外输油气管道等采取了阴极保护措施。以布局相对简单的天然处理厂为例，它建立了阴极保护站2座，厂外阀室内外输气管道仅设置2个通电点，通过简单的布局阴极保护站，有效的保护了原料气管道和阀室内外输管道上的绝缘接头外侧的管道。组成阴极保护站的装置主要包括各类连接电绝缘和电缆的装置、电源设备（阴极保护）、站外阳极地床、阴极保护通电点及参比电极等装置。区域性阴极保护联合站保护的对象由于面对的腐蚀介质不同而较为复杂，构建的阴极保护对象主要包括管道、储罐等。而天然气处理厂的布局采取的是“一进一出”模式，相对联合站的区域阴极保护模式简单不少。

3.2 极化电位

极化电位（△E）就是指阴极保护电流被施加在保护结构体后，向负值方向移动的管道对地电位所形成的保护电位（E）与被保护结构体在处于断电状态下的对地自然电位（Ek）之间的差值。得出极化电位公式：△E=︱E-Ek︱。需要注意的是，以下边三方面原则确定保护电位：一是通常情况下，处于较好的保护状态时，通常是在-550-750mV的自然电位时，对地被保护管段的保护电位（E）为-850mV时的状态，其中以下均以Cu/CuSO4参比电极;二是如果保护地点位超出此范围的时候，如果想保证得到足够的阴极极化效果，那么被保护管段的极化电位（△E）要达到100mV及以上;三是根据规定，对地保护电位（E）必须得低于-1500mV;这主要是由于对地保护点位（E）高于-1500mV时，可能会发生阴极剥离或者是电解的情况;工作实践过程中，我们通常将对地點位定在-1200mV左右，防止上述电解或阴极剥离情况的发生。

下面简单介绍下极化电位的测试方法：测试过程就是首先停止运行阴极保护系统，测试Ek，也就是对地自然腐蚀电位，这里主要指的就是被保护结构体的Ek，测试后会得出一组数据;其次，就是打开恒电位仪之后，测得被保护结构体在通电状态测的保护电位（E）。将上述测得的两组数据进行对比分析，正常情况下保护电位应处在预设范围内，一旦测得数据超过预设范围就需要重新调试。在有测试片的情况下，以测试片的测试值作作为Ek;正常的情况下，有绝缘接头也可将未保护端的电位作为Ek。

3.3 牺牲阳极保护

工程实际施工中，在进行区域性外加电流阴极保护的基础上，通常对于达不到保护电位的被保护结构体采用牺牲阳极块补充阴极保护。牺牲阳极块埋在结构体两侧，牺牲阳极块距离被保护结构体外壁3-5m，最小不宜小于0.5m，同侧阳极间距2-3m。牺牲阳极采用卧式埋设冻土层以下，低于结构体底部至少0.5m。阳极通过测试桩与结构体连接，具体位置可根据现场情况进行调整;对于小型储罐、腐蚀速率较快的储罐也考虑设计牺牲阳极块。

4 结论与认识

区域性阴极保护就是为了要保护整个区域内的所有地下金属结构体所采取的一种保护方式。在区域性阴极保护设计时，不论是天然气处理厂还是联合站，均会统筹考虑阳极地床、测试桩、参比电极以及通电点的选取安置，补充牺牲阳极块等问题。在油气站场区域性阴极保护体系构建中，联合站保护电流通常较大，不同通电点之问的区位选择、参比电极埋设都会对保护系统的电流造成干扰;接地设施与埋地管道、钢筋混凝土基础的接触，使该区域内土壤中产生电位梯度，形成屏蔽效应。

参考文献：

[1]永基，李相怡.埋地管道阴极保护电位IR降评估方法的研究[J].腐蚀科学与防护技术，2004，16（6）：360-362.