1 石油天然气长输管道阴极保护技术概述
近年来, 伴随着我国经济的不断发展, 以及现代工业体系的不断完善, 对石油天然气能源的需求量越来越大。石油及天然气资源的应用必须满足运输需求, 即从能源产地到消费场所的传输, 国内石油化工企业主要采用的有两种方式, 即罐车运输和管道运输。其中, 罐车运输由于受到经济性、安全性等方面的制约, 主要在短距离内发挥作用。相对而言, 管道运输由于不受时间空间限制, 具有成本低、安全性高、不间断作业等优势, 被视为长距离输送的最佳选择。
结合现状分析, 我国的石油天然气长输管道铺设过程中主要采用掩埋的方式, 尽管在管道外部做了敷设防护, 但由于土壤成分复杂、地形迥异等问题, 依然会形成一定的破坏作用, 其中最明显的就是腐蚀问题。
长埋地下的管道与土壤接触, 长期收到土壤介质中的水分、细菌、酸碱等因素干扰, 腐蚀因素慢慢积累, 经过量变完成质变。一旦发生管道腐蚀泄露, 就会导致重大的经济损失甚至人身安全事故, 造成不良的社会影响。而对于企业而言, 腐蚀问题会导致整个管线的停运, 受到巨大的直接经济损失和间接经济损失。
基于以上原因, 针对长输管道进行腐蚀预防是十分必要的, 无论多么严密的仿佛绝缘层或隔离措施, 都不可能完全避免腐蚀因素的干扰, 同时, 由于长输管道长埋于土壤之中, 无法进行定期观察检修, 更不可能采用常规手段进行维护。
根据阴极保护的原理不难看出, 只需要确保长输管道获得稳定的电子补充, 就可以有效组织腐蚀问题的发生, 因此, 阴极保护是最经济、最有效、最合理的措施。
2 管道阴极保护管理模式的创新研究
石油天然气长输管道在我国经济建设中发挥了重要的作用, 从经济效益上说, 运输成本低、全天候作业、能源消耗少, 从环境效益上说, 由于采取全封闭的运输模式, 对自然环境的影响微乎其微。但同时, 石油天然气管道的建设周期较长, 客观上要求它必须实现一定的使用年限, 因此进行腐蚀防护就显得尤为重要。
2.1 阴极保护的基本设置
根据金属管道在泥土中的腐蚀机理研究不难看出, 在管道表面出现土壤腐蚀、大气腐蚀、细菌腐蚀等因素情况下, 会导致电子流失, 形成局部腐蚀现象。阴极保护即采用补充电子的方式, 是典型的电化学预防方式, 是针对金属材质最本质的腐蚀预防手段。
在具体的执行中分为牺牲阳极法和强制电流法两种形式, 前者的优势在于不需要外部电源, 不受外界干扰影响, 不需要额外设备和占地面积等优势, 这种方式较为适合掩埋在地下的金属材质管道, 但防腐效果有限;对应地, 强制电流法的保护范围大、适用范围广, 采用电流输出的方式进行补充, 因此比较适合长输管道的应用。
2.2 阴极保护的设计要点
第一, 优化接地电池的设置。传统的阴极保护设置只注重管道防腐本身, 对设备保护缺乏认识。结合创新的思想, 采取安装接地电池的方法, 将雷击和静电破坏因素考虑在内, 防止绝缘设备与保护电流之间的相互干扰。
第二, 杜绝杂散电流的现象。杂散电流的不稳定性是导致电化学腐蚀程度加剧的原因, 一般来说, 在管道附近5米以内、电位差高于0.5m V/m时, 就会导致大量的杂乱电流出现, 会加速绝缘层的破裂速度。可以通过设置排流锌阳极组来减少干扰, 实现防腐的目的。
第三, 复杂区域的特殊保护。石油天然气管道在建设中会发生与其他设施较差的局面, 如公路、铁路等地理位置上的重叠, 由于大量金属材质的集中, 会出现腐蚀的共生性。基于此, 应该对这种情况进行特殊保护, 如增加套管、开凿焊点增加锌阳极保护等。
2.3 阴极保护的创新应用
一般来说, 石油天然气长输管道的维护都是有自身企业完成, 这不仅需要投入大量的人力、物力、财力, 同时还面临技术不专业、安排不科学、劳动强度大等弊端。从管理体制方面进行创新, 可以考虑维护外包的方式。将长输管道阴极保护的工作以承包的方式转接给国内具有相关资质的企业, 以专业团队为基础, 进行现场监督、维护处理和定期汇总。
3 结语
综上所述, 管道阴极保护技术的应用要结合实际情况开展, 结合实际情况分析, 杂散电流造成的腐蚀是阴极保护的一个关键技术障碍, 尤其在复杂区域内实现电流稳定控制的难度较大。结合创新的管道防腐蚀维护方式, 以专业的手段增加阳极防护方法, 可以实现很好的预防效果。
摘要：阴极保护是一种典型的电化学技术手段, 在我国石油、天然气长输管道防腐蚀机制中应用广泛。其原理是向金属管道提供大量的电子补充, 以确保金属表面个点达到统一负电位, 阻止金属中失去电子溶入溶液。本文从石油天然气长输管道阴极保护管理工作中存在的问题入手研究, 提出阴极保护创新模式, 提高阴极保护效率。
关键词：阴极保护,长输管道,管理模式,模式创新
参考文献
[1] 武烈.我国阴极保护技术的发展及其高新技术化的探索[J].腐蚀与防护, 2006, 03:136-139.
[2] 李晓星.阴极保护原理与新技术[J].合肥学院学报 (自然科学版) , 2006, S1:50-54.
[3] 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.
[4] 颜东洲, 黄海, 李春燕.国内外阴极保护技术的发展和进展[J].全面腐蚀控制, 2010, 03:18-21.
[5] 韩兴平.阴极保护有效性评价技术的应用研究[J].全面腐蚀控制, 2002, 05:10-15.