張耀東 王海茹

摘 要：天然氣是我國的重要資源，其長(zhǎng)距離輸送主要依靠的是管道運(yùn)輸，基于天然氣本身的易燃易爆特性，天然氣管道長(zhǎng)期埋于地下。我國當(dāng)前已經(jīng)構(gòu)建起了天然氣管道運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，促進(jìn)天然氣長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)玫接行У陌l(fā)展，但不可忽視的是，天然氣長(zhǎng)輸管道運(yùn)行中還存在許多安全隱患，其中以陰極腐蝕問題較為嚴(yán)重，如何對(duì)天然氣長(zhǎng)輸管道陰極進(jìn)行有效的保護(hù)是關(guān)鍵問題。本文基于天然氣長(zhǎng)輸管道的現(xiàn)狀，探討影響管道陰極保護(hù)有效性的因素，并提出建議措施。

關(guān)鍵詞：天然氣;長(zhǎng)輸管道;陰極保護(hù)

中圖分類號(hào)：TE988.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）03-0124-02

隨著我國城市化進(jìn)程的不斷快速發(fā)展，當(dāng)前天然氣已經(jīng)成為了人們生產(chǎn)與生活中不可缺少的重要資源，城市建設(shè)離不開天然氣的使用，工業(yè)化進(jìn)程也離不開天然氣的使用。而天然氣管道長(zhǎng)時(shí)間埋于地下，受到各種不同因素的影響，難免產(chǎn)生一些運(yùn)行故障，這很容易造成生產(chǎn)與生活活動(dòng)的受限。因此，針對(duì)天然氣傳輸管道的保護(hù)，需要重視問題的產(chǎn)生原因與影響因素，并加以解決。本文以管道保護(hù)中的陰極保護(hù)為主要探討對(duì)象，進(jìn)行影響因素的剖析。

1 天然氣長(zhǎng)輸管道陰極保護(hù)的現(xiàn)狀

天然氣長(zhǎng)輸管道陰極保護(hù)是保障長(zhǎng)輸管道能夠安全運(yùn)行的一種方式，其影響著天然氣長(zhǎng)輸管道的正常運(yùn)行，通過對(duì)陰極保護(hù)電位的判斷是驗(yàn)證長(zhǎng)輸管道是否受到保護(hù)、保護(hù)措施是否成功的標(biāo)志之一。陰極保護(hù)指的是在被保護(hù)的金屬構(gòu)筑物上施加陰極電流，通過陰極的極化使得金屬電位產(chǎn)生負(fù)移，減少陽極溶解速度，降低金屬受腐蝕的程度，并通過陰極電流的充分提供，達(dá)到停止陽極溶解的目的。通常情況下，對(duì)天然氣長(zhǎng)輸管道的陰極保護(hù)法會(huì)采用這種外加電流保護(hù)的方式，能夠有效防止管道的腐蝕。但這種方法的使用一般有一定的條件限制，例如被保護(hù)金屬表面需要有電解質(zhì)如海水、潮濕土壤等的存在，這樣才能夠使外加的保護(hù)電流通過導(dǎo)電介質(zhì)形成完整的閉合回路。傳統(tǒng)的陰極保護(hù)法中為了使外加電流能夠均勻分布于保護(hù)金屬的表面，并有效的提高對(duì)于管道陰極的保護(hù)效率，都會(huì)將金屬結(jié)構(gòu)浸沒于導(dǎo)電介質(zhì)中，因此，這要求被保護(hù)的金屬結(jié)構(gòu)幾何形狀應(yīng)更趨于簡(jiǎn)單化。當(dāng)前在天然氣的長(zhǎng)輸管道陰極保護(hù)中，以更加先進(jìn)的設(shè)備與儀器進(jìn)行保護(hù)措施的提高，通過將電位更負(fù)的電子轉(zhuǎn)移到被保護(hù)金屬上，能夠有效的保護(hù)金屬，這種方法犧牲了陽極陰極保護(hù)，但不需要外加電源，能夠?qū)Ωg產(chǎn)生干擾，減少腐蝕的情況出現(xiàn)，一般作用于小型的金屬結(jié)構(gòu)中。當(dāng)前國內(nèi)對(duì)于陰極保護(hù)的有效性檢測(cè)技術(shù)該不算特別突出，這也對(duì)陰極保護(hù)的影響因素提供產(chǎn)生了一定的限制，需要更好地挖掘影響陰極保護(hù)有效性的因素，通過針對(duì)性的解決，達(dá)到提高天然氣長(zhǎng)輸管道陰極保護(hù)有效性的目的。

2 天然氣長(zhǎng)輸管道陰極保護(hù)有效性的影響因素

天然氣作為重要的資源，能夠影響地區(qū)的發(fā)展與地區(qū)建設(shè)。近年來，我國對(duì)于能源利用與保護(hù)的關(guān)注不斷加強(qiáng)，在現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)手段不斷進(jìn)步、國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力不當(dāng)加強(qiáng)的當(dāng)下，能源行業(yè)受到的關(guān)注是上升的，我國能源行業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展離不開長(zhǎng)期的關(guān)注與重視。因此，在天然氣運(yùn)輸業(yè)中，如何確保能源運(yùn)輸安全與措施的利用是關(guān)鍵問題。以下針對(duì)天然氣長(zhǎng)輸管道中陰極的保護(hù)有效性影響因素進(jìn)行探討。只有充分研究影響能源運(yùn)輸安全的原因，才能夠更好得加以解決。

（1）陰極保護(hù)站因素。陰極保護(hù)站是天然氣長(zhǎng)輸管道陰極保護(hù)的關(guān)鍵，陰極保護(hù)站中存在的影響因素會(huì)直接導(dǎo)致陰極保護(hù)的失效。主要可分為以下幾類陰極保護(hù)站影響因素：首先，輸出影響。陰極保護(hù)站中若是出現(xiàn)接頭損壞或電纜損壞等因素的影響，容易導(dǎo)致陽極失效或通氣管氣阻等問題的發(fā)生，由于輸出受到了影響，容易造成陰極保護(hù)受到破壞，減低了陰極保護(hù)的有效性。針對(duì)這種問題，需要對(duì)陽極的地床電阻進(jìn)行定期的檢查與測(cè)量，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并加以解決;其次，陰極保護(hù)站安裝跨接電纜不規(guī)范。陰極保護(hù)站作為保護(hù)天然氣長(zhǎng)輸管道陰極有效性的重要措施，其作業(yè)的科學(xué)與嚴(yán)謹(jǐn)是必須的，但在陰極保護(hù)站的作業(yè)中，常出現(xiàn)不規(guī)范作業(yè)情況，例如跨接電纜的安裝。在跨接電纜安裝中沒有根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)際情況進(jìn)行的安裝容易導(dǎo)致安全隱患的出現(xiàn)，嚴(yán)重影響天然氣長(zhǎng)輸管道陰極保護(hù)有效性。也存在一些外絕緣測(cè)試樁未連接跨接線的情況，僅僅通過一個(gè)通電接點(diǎn)進(jìn)行上下游管道絕緣連接，這是十分危險(xiǎn)的，也不利于對(duì)陰極進(jìn)行保護(hù);再者，陰極保護(hù)段受影響。由于恒定電流的出現(xiàn)，容易對(duì)陰極保護(hù)段管道造成影響，而恒定電流的出現(xiàn)較難預(yù)防，其是因雜散電流源與負(fù)荷定向性因素形成的，因此在恒定電流的影響下，陰極保護(hù)段的作用大大減弱，難以保證天然氣管道的正常輸出與運(yùn)行，并且也造成的了管道線路的防護(hù)影響，使得整段天然氣管道受到影響;最后，長(zhǎng)效參比電極失效。長(zhǎng)效參比電極的電位與普通的參比電極電位相比有很大差異，長(zhǎng)效參比電極的失效對(duì)于陰極保護(hù)段中的天然氣運(yùn)輸管道出站端的參數(shù)影響較大，并且也會(huì)導(dǎo)致恒電位檢測(cè)儀的檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生差異。這對(duì)于天然氣管道陰極保護(hù)的效果是不利的，也會(huì)影響陰極保護(hù)的有效性。需要及時(shí)的發(fā)現(xiàn)，并更換長(zhǎng)效參比電極，才能夠保障參數(shù)的準(zhǔn)確與科學(xué)。

（2）管道回路電阻影響。即使通過定期的檢測(cè)，將雜散電流產(chǎn)生的影響在經(jīng)過管道檢測(cè)中進(jìn)行排除，天燃?xì)忾L(zhǎng)輸管道的陰極保護(hù)仍然會(huì)受到其他因素的影響。由管道回路電阻造成的影響較難及時(shí)檢測(cè)，由于其受到陰極保護(hù)參數(shù)的影響，產(chǎn)生回路的變化，回路變化難以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)電位要求時(shí)，容易導(dǎo)致陰極保護(hù)問題的出現(xiàn)，造成天然氣長(zhǎng)輸管道的陰極保護(hù)有效性下降。以某山區(qū)建設(shè)的天然氣管道回路電阻事件為例。該山區(qū)在天然氣長(zhǎng)輸管道的建設(shè)中對(duì)于防護(hù)電位的要求與標(biāo)準(zhǔn)的重視不足，實(shí)際建設(shè)內(nèi)容中能夠達(dá)到防護(hù)電位標(biāo)準(zhǔn)的低于百分之五十，且管道的兩側(cè)管段大多沒能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。針對(duì)這一建設(shè)問題，進(jìn)行的專門的檢測(cè)，對(duì)山腳下的兩個(gè)破損點(diǎn)進(jìn)行的挖掘，后通過檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，破損點(diǎn)的管道管體已經(jīng)發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，并且腐蝕嚴(yán)重。再后來的檢測(cè)分析中發(fā)現(xiàn)，引起管體腐蝕的主要原因是由于防腐層的破損。在這種狀況下，該管段的回路電阻產(chǎn)生了較大變化，不僅沒能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)電位要求，還造成管道陰極保護(hù)效果的減弱。

（3）陰極保護(hù)電流的漏失影響。閥室陰極保護(hù)對(duì)管道的陰極保護(hù)效果而言有重要作用，由于閥室的陰極保護(hù)電流漏失因素的影響，使得天然氣長(zhǎng)輸管道陰極保護(hù)有效性的大大減弱。以某市天然氣長(zhǎng)輸管道的檢測(cè)為例，在對(duì)天然氣管道建設(shè)過程的閥室檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，盡管該管道在正常通電運(yùn)行的情況下內(nèi)部電位偏正，但仍舊存在部分測(cè)試樁附近電位呈現(xiàn)負(fù)數(shù)的情況。對(duì)于這種情況，需要通過專業(yè)的檢測(cè)手法進(jìn)行有效的檢測(cè)，在該次檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)，天然氣主管道與閥室內(nèi)的上下游放空管道連接的部位中出現(xiàn)了防腐層破損點(diǎn)，并通過開挖進(jìn)行了證實(shí)。由管道的保護(hù)端與非保護(hù)端間的短路異常進(jìn)行的接地連接操作方式，能夠較好的解決漏電問題，保護(hù)管道陰極，并對(duì)閥室的保護(hù)效果有效提高。當(dāng)然，該事件中也發(fā)現(xiàn)了其他導(dǎo)致漏電的影響因素，通過科學(xué)的手段綜合的解決能夠較好的處理該次事故。例如針對(duì)閥室管道防腐層破損的問題，其破損由多種因素造成，但在材料上進(jìn)行維護(hù)是必要的，這也提醒我們需要對(duì)天然氣長(zhǎng)輸管道的施工質(zhì)量進(jìn)行有效的監(jiān)督與管理，選擇合適的防腐層材料，并進(jìn)行定期的檢測(cè)，這樣才能夠?qū)㈤y室陰極保護(hù)電流漏失的問題徹底解決。

3 天然氣長(zhǎng)輸管道陰極保護(hù)有效性提高的措施

對(duì)于天然氣長(zhǎng)輸管道的陰極保護(hù)而言，除了對(duì)相關(guān)的現(xiàn)場(chǎng)問題進(jìn)行針對(duì)性的解決，如對(duì)陽極的地床電阻進(jìn)行定期的檢查與測(cè)量、更換長(zhǎng)效參比電極、選擇合適防腐材料等，還需要對(duì)一些外在因素進(jìn)行重視，才能具有綜合性的提高對(duì)于陰極保護(hù)的有效性。在此認(rèn)為應(yīng)加強(qiáng)建設(shè)期間的監(jiān)督與管理。天然氣長(zhǎng)輸管道陰極保護(hù)措施并不是僅限與運(yùn)行階段，在建設(shè)階段進(jìn)行的有效監(jiān)督與管理能夠加強(qiáng)對(duì)于管道陰極保護(hù)的實(shí)際效果。例如對(duì)于防腐層材料的選擇而言，受到成本等的影響，施工過程或許會(huì)出現(xiàn)選擇廉價(jià)防腐層材料的情況，這就對(duì)天然氣長(zhǎng)輸管道建設(shè)施工中的每一個(gè)步驟的監(jiān)督與管理提出了嚴(yán)格的要求，需要在監(jiān)督管理上的落實(shí)與到位，才能夠較好的解決這種問題，減少材料質(zhì)量不良的情況。再者，存在一些施工人員施工措施與施工手段不正確的情況，其沒能結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行施工處理。從監(jiān)督管理的角度上來看，及時(shí)制止與預(yù)防這種問題的出現(xiàn)，有利于天然氣長(zhǎng)輸管道的正常建設(shè)與運(yùn)行，也能夠很好的起到保護(hù)管道陰極的作用。

4 結(jié)語

天然氣長(zhǎng)輸管道的建設(shè)是保障我國天然氣資源能夠得到較好利用與資源傳輸穩(wěn)定性的主要方式，在天然氣長(zhǎng)輸管道的運(yùn)行中，可能會(huì)產(chǎn)生管道內(nèi)陰極受腐蝕的情況等，這對(duì)于管道的正常運(yùn)行是不利的，針對(duì)管道陰極的保護(hù)，本文探討了影響陰極保護(hù)有效性的幾項(xiàng)因素，主要包括陰極保護(hù)站中輸出影響、安裝跨接電纜不規(guī)范影響、長(zhǎng)效參比電極失效影響等，還受到管道回路電阻影響與閥室保護(hù)電流漏失影響。在這些影響因素中可以發(fā)現(xiàn)，定期的檢測(cè)與施工監(jiān)督管理是必要手段，為了能夠提高天然氣長(zhǎng)輸管道的陰極保護(hù)有效性，需要進(jìn)行有效的檢測(cè)與監(jiān)管。

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