天然氣管道陰極保護(hù)技術(shù)及應(yīng)用

蔣傳杰 崔有維 王麗(長慶油田公司第五采氣廠, 內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 017300)

陰極保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用能夠有效防止天然氣管道的腐蝕，增加天然氣管道壽命，大大降低了天然氣管道的維修成本，同時(shí)，減小由于天然氣管道腐蝕、泄漏問題所帶來的安全隱患，對(duì)整個(gè)城市天然氣管道網(wǎng)的建設(shè)起到了推動(dòng)作用。

1 陰極保護(hù)技術(shù)的意義

(1)增加天然氣管道的使用壽命 天然氣的運(yùn)輸是依賴于地下管道的運(yùn)輸，由于長時(shí)間接觸土壤，天然氣很容易發(fā)生腐蝕。天然氣陰極保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用能夠有效增加天然氣管道的使用壽命，減少天然氣管道的維修頻率，在天然氣管道網(wǎng)大規(guī)模建設(shè)的基礎(chǔ)上，增加天然氣的使用壽命相當(dāng)于整個(gè)天然氣工程前進(jìn)了一大步。

(2)降低經(jīng)濟(jì)損失 在2003年10月的全國腐蝕大會(huì)上，相關(guān)報(bào)告指出，我國年腐蝕損失約為5000億元，全國約有數(shù)萬公里的埋地管道，如果對(duì)這些埋地管道保護(hù)不力，那么僅僅是維修所花費(fèi)的費(fèi)用都將是一個(gè)天文數(shù)字，這對(duì)于全國整個(gè)的天然氣工程有著不小的影響。陰極保護(hù)技術(shù)能有效的防止管道的腐蝕，增加了管道的使用時(shí)間，可以降低因腐蝕所造成的經(jīng)濟(jì)損失。

(3)降低安全隱患 天然氣是一種混合型易燃性氣體，埋在地下的天然氣管道一旦遭受腐蝕而導(dǎo)致天然氣的泄漏，那么會(huì)給整個(gè)城市帶來安全隱患，雖然天然氣管道是深埋地下的，但是如果發(fā)生爆炸也會(huì)給城市的安全帶來威脅，輕則損壞管道上方的馬路或者建筑，重則造成人員傷亡，而且許多天然氣管道都是相通的，一旦發(fā)生爆炸很可能會(huì)產(chǎn)生爆炸的連鎖效應(yīng)。

2 陰極保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國陰極保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用始于1958年，當(dāng)時(shí)這種技術(shù)的應(yīng)用并不廣泛，只是小規(guī)模的試點(diǎn)試驗(yàn)，1970年的長輸管道開始建設(shè)時(shí)，陰極保護(hù)技術(shù)得到了普遍的認(rèn)可，并在長輸管道的建設(shè)中應(yīng)用了陰極保護(hù)技術(shù)，只是受限于科技，當(dāng)時(shí)的陰極保護(hù)技術(shù)并不先進(jìn)。如今陰極保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面。

(1)技術(shù)現(xiàn)狀 陰極保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守陰極保護(hù)準(zhǔn)則，陰極保護(hù)準(zhǔn)則是陰極保護(hù)核心的技術(shù)指標(biāo)。GB/T 21448-2008《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)技術(shù)規(guī)范》明確了陰極保護(hù)準(zhǔn)則的評(píng)判指標(biāo)。雖然已經(jīng)明確了陰極保護(hù)準(zhǔn)則以及其評(píng)判指標(biāo)，并且陰極保護(hù)準(zhǔn)則已經(jīng)廣泛應(yīng)用于天然氣管道陰極保護(hù)的建設(shè)與運(yùn)行上，但仍存在以下不足之處:①動(dòng)態(tài)直流干擾陰極保護(hù)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國天然氣管道越來越容易受到動(dòng)態(tài)直流的干擾，這種直流干擾會(huì)導(dǎo)致管道的電位的波動(dòng)，在一定的時(shí)間內(nèi)，這種電位波動(dòng)會(huì)導(dǎo)致管道電位偏離準(zhǔn)則。對(duì)于這種情況，我國現(xiàn)行的有關(guān)天然氣管道陰極保護(hù)準(zhǔn)則并沒有明確的規(guī)定允許管道電位偏移準(zhǔn)則的程度和時(shí)間。也就是說，沒有健全的準(zhǔn)則去管理和指導(dǎo)動(dòng)態(tài)直流干擾陰極保護(hù)系統(tǒng)地運(yùn)行。在國內(nèi)準(zhǔn)則尚且不健全的基礎(chǔ)上，我們可以借鑒其他國家的相關(guān)準(zhǔn)則，例如澳大利亞AS 2832.2《金屬的陰極保護(hù)第二部分:密集埋地結(jié)構(gòu)》就給出了明確的規(guī)定[1]。②交流電干擾陰極保護(hù)。在交流電的干擾下，被保護(hù)的天然氣管道會(huì)處于“加速腐蝕-自然腐蝕-阻礙腐蝕”的周期性狀態(tài)，從而嚴(yán)重降低了陰極保護(hù)的作用，使得被保護(hù)的天然氣管道發(fā)生明顯的腐蝕現(xiàn)象[2]。但至今在國內(nèi)都沒有出臺(tái)相關(guān)的陰極保護(hù)準(zhǔn)則。因此，應(yīng)該通過對(duì)交流電干擾陰極保護(hù)的研究，來建立完善的陰極保護(hù)準(zhǔn)則。

(2)管理現(xiàn)狀 ①國內(nèi)管理現(xiàn)狀。在國內(nèi)，管道的腐蝕控制一般采用覆蓋層加陰極保護(hù)聯(lián)合的措施，管道陰極保護(hù)技術(shù)在國內(nèi)的天然氣行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。但是，由于國內(nèi)的陰極保護(hù)技術(shù)起步較晚，在國內(nèi)的陰極保護(hù)技術(shù)的管理現(xiàn)狀也存在缺陷:a.油井間的管道有的未加陰極保護(hù):我國幅員遼闊，天然氣開采地域較廣，在有的油田中，天然氣管道的防腐還沒有應(yīng)用陰極保護(hù)；b.中小型城市的天然氣管道建設(shè)網(wǎng)大多未應(yīng)用陰極保護(hù):在目前國內(nèi)城鎮(zhèn)的天然氣管道建設(shè)中，也只有大城市的天然氣管道干線上采用了陰極保護(hù)，許多的中小城市還沒有普及到；c.國內(nèi)的陰極保護(hù)檢測技術(shù)還比較落后，由于實(shí)行陰極保護(hù)的時(shí)間比較晚，在國內(nèi)陰極保護(hù)檢測技術(shù)才剛剛起步，許多長輸管道還在用人工測量單位，這種落后的陰極保護(hù)檢測技術(shù)已經(jīng)不符合現(xiàn)行的標(biāo)準(zhǔn)。②國外管理現(xiàn)狀。由于國外陰極保護(hù)技術(shù)起步較早，其理念也要比國內(nèi)更加創(chuàng)新。在國外的許多設(shè)計(jì)都要比國內(nèi)先進(jìn)，在他們的思想中，都會(huì)鼓勵(lì)創(chuàng)新大膽的設(shè)計(jì)，其思維模式也要更加沒有束縛。國外在陰極保護(hù)技術(shù)方面不僅有先進(jìn)的理念，還不惜成本地引進(jìn)在世界上頂級(jí)的設(shè)備和器材，這就直接體現(xiàn)了國內(nèi)外在研究陰極保護(hù)技術(shù)上的差距。除此之外，國外的管理體制和國內(nèi)的也不盡相同，在國外的天然氣管道建設(shè)中，管道防腐工作并不是由管道的業(yè)主負(fù)責(zé)，而是專業(yè)性、技術(shù)性更強(qiáng)的管道防腐公司負(fù)責(zé)，所以在管道的防腐以及之后的維修上，國內(nèi)外都有著不小的差距。

3 結(jié)語

天然氣管道陰極保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用是預(yù)防管道腐蝕的重要工作，在天然氣管道陰極保護(hù)技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，天然氣管道的防腐工作取得了長足的進(jìn)步，但仍存在不足之處，和國外相比，國內(nèi)的天然氣管道陰極保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用還任重道遠(yuǎn)。

[1]貝克曼W V.陰極保護(hù)手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2012.

[2]杜晨陽.交流電干擾下-850mV(CSE)陰極保護(hù)電位準(zhǔn)則的適用性研究[J].腐蝕與保護(hù)，2013，30(9):71-75.