天燃气管道阴极保护技术发展的意义及特点

阴极保护技术在天然气埋地管道中应用的重要性【摘要】由于埋地铺设的输气管道大都处于复杂的土壤环境中，尤其在盐类聚集的地区，天然气输送管道的腐蚀穿孔问题十分严重，本文通过深入了解我国管道运输的特点及腐蚀现状，掌握管道腐蚀的规律并加以有效控制，对腐蚀程度严重的管道采取阴极保护技术，确保我国民经济地下大动脉的安全运行。

【关键词】天然气管道盐碱地阴极保护1 引言目前，国内外输送天然气资源主要依靠埋地方式铺设长距离管道来实现，据声明所说，仅中国石油天然气股份有限公司，至2012年末，建设管道总长度增长到为66776千米，天然气管道长度也增加到40995千米，是2000年为止所建天然气管道长度的两倍，且该公司目前拥有的天然气管道长度已占到全国天然气管道总长度的80%左右。

预计2015年时，其天然气管道长度可达到4.8万千米，使长度再延长一倍。

Visiongain也着眼于全球石油与天然气管道市场分析表明，全球石油与天然气管道市场将在2013年达到473.5亿美元，包括世界各地的所有新的石油和天然气管道的施工成本。

但由于埋地铺设的输气管道大都处于复杂的土壤环境中，且土壤中含有不同分量的水和易电离的盐类等物质，使土壤与管道金属构成原电池，导致金属管道外壁上发生不同程度的电化学腐蚀，甚至造成管道失效。

一旦输气管道出现腐蚀穿孔就会造成油气泄漏，不仅运输中断，而且会污染环境，还可能引发灾难性事故，造成的经济损失难以估量[1]。

据调查，我国石油石化工业每年因腐蚀所造成的直接经济损失达数亿元。

由于土壤的腐蚀性大小主要取决于土壤的含水量、含盐种类和含量、pH值及有机物质和微生物含量等因素。

因此，盐类聚集的盐碱地地区铺设的输气管道所承受的腐蚀作用更为严重。

然而，输气管道一直是管道工程中的重要环节，它的防腐保护对保障能源运输乃至于国民经济的发展等起着十分重要的作用，故一直受到研究人员的关注。

为了解决腐蚀问题，除可以在管道外壁覆盖防腐绝缘层外，阴极保护技术也是防止金属腐蚀的有效方法，适用于对土壤、淡水和海水等介质中的金属腐蚀的保护，且经济效益十分显著。

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。

天燃气长输管道阴极保护防腐技术的应用摘要：随着我国天然气产量的不断增加，天然气长输管道建设已经成为国家能源战略的重要组成部分。

长输管道的防腐技术是管道建设中的关键环节之一，其中阴极保护防腐技术是一种广泛应用的防腐技术。

本文主要探讨了天燃气长输管道阴极保护防腐技术的应用，分析了该技术的优缺点以及存在的问题，并提出了相关解决方案，旨在为天燃气长输管道的防腐保护提供参考和借鉴。

关键词：天燃气；长输管道；阴极保护；防腐技术；问题与解决方案引言：天然气作为一种清洁能源，具有节能、环保等优势，被广泛应用于我国的经济发展和生活。

为了满足能源需求，我国天然气产量逐年增加。

天然气长输管道作为天然气输送的主要通道，其安全运行至关重要。

长输管道的防腐技术是管道建设中的重要环节之一，阴极保护防腐技术作为一种广泛应用的技术，具有其独特的优势和局限性。

一、天燃气长输管道阴极保护防腐技术的概述阴极保护是一种利用外加电流的方式，将管道金属表面的电位调整到阴极区，使得金属的电化学反应倾向于阴极反应，从而降低金属的腐蚀速率的技术。

天燃气长输管道阴极保护防腐技术是一种通过对管道金属表面施加电流，使其处于阴极保护状态，从而减缓其腐蚀速率的技术。

该技术具有施工简单、成本低廉、效果稳定等优点，因此在长输管道建设中被广泛应用。

天燃气长输管道阴极保护防腐技术主要包括两种类型：直流阴极保护和交流阴极保护。

其中，直流阴极保护是应用最广泛的一种技术，其原理是将阴极电位设定在一定范围内，使得金属表面处于保护状态，减缓金属腐蚀的速度。

交流阴极保护技术则是在直流阴极保护的基础上引入交变电流，以使得管道表面的极化状态更加均衡，进一步提高防腐效果。

同时，阴极保护技术还可以通过监测管道电位的变化，及时发现管道防腐问题，提高管道的安全性和可靠性。

二、天燃气长输管道阴极保护防腐技术存在的问题（一）电极接地电位不稳定在管道长距离输送过程中，由于管道接地电位的影响，管道的电位变化可能会受到干扰，从而导致阴极保护效果下降。

阴极保护在埋地燃气管道腐蚀防护中的应用阴极保护是一种常用的防腐措施，在埋地燃气管道腐蚀防护中起到了重要作用。

本文将从阴极保护的原理、应用场景以及优缺点三个方面来阐述阴极保护在埋地燃气管道腐蚀防护中的应用。

阴极保护原理主要是通过引入外部电流，使金属结构处于保护状态，从而抑制其腐蚀。

对于埋地燃气管道来说，阴极保护可以减缓或阻止金属管道的腐蚀，延长其使用寿命。

阴极保护在埋地燃气管道腐蚀防护中的应用主要分为两种形式：外部阴极保护和内部阴极保护。

外部阴极保护是通过在埋地管道周围埋设阳极，通过阳极释放的电流保护管道；内部阴极保护是通过向管道内部注入一定的保护电流，保护管道内部的金属结构。

在实际应用中，阴极保护主要适用于以下场景：1）埋地燃气管道：由于埋地环境中存在潮湿、高盐分等腐蚀因素，阴极保护可以有效抑制金属管道的腐蚀；2）长输天然气管道：长输天然气管道运行时间长，使用寿命较长，阴极保护可以延长其使用寿命，减少维护成本；3）海底燃气管道：由于海底环境的特殊性，燃气管道容易受到海水侵蚀，阴极保护可以有效保护管道。

阴极保护的优点主要包括：1）简单易行：阴极保护的安装和操作相对简单，不需对管道进行大规模改造；2）维护成本低：一旦建立了阴极保护系统，只需要定期维护和监测，维护成本相对较低；3）效果稳定：阴极保护可以稳定地对管道进行保护，延长使用寿命。

阴极保护也存在一些缺点：1）电流分布不均匀：由于管道表面存在不同的电流分布情况，有些区域可能没有得到很好的保护；2）所需设备较多：建立阴极保护系统需要安装阳极、电源等设备，成本较高；3）环境要求较高：阴极保护对电解液的要求较高，需要定期检查和维护。

阴极保护在埋地燃气管道腐蚀防护中有着广泛的应用。

它是一种简单、有效的腐蚀防护方法，能够减缓或阻止燃气管道的腐蚀，延长其使用寿命。

阴极保护也存在一些不足，需要根据具体情况来选择合适的防腐措施。

浅谈阴极保护在天然气管道设计中的应用摘要：天然气管线在施工及运行过程中防腐层产生破损在所难免，导致管材与土壤电位存在差异，产生电化学腐蚀，因此管网应采取防止电化学腐蚀的措施—阴极保护法。

埋地防腐管线在确保防腐层质量良好、施工及运行中防止破损外，牺牲阳极的保护是必不可少的。

关键词：燃气，阴极保护，牺牲阳极一、前言天然气是一种公认的清洁高效优质的能源，城市燃气在工业和民用领域有广泛的应用前景。

由于土壤对管道的腐蚀、管内输送介质的腐蚀、防腐层的缺陷和早期技术的限制，我国大部分城市燃气管线只采用了涂覆层而未采用阴极保护措施，使早期投入使用的燃气管线频繁发生腐蚀穿孔泄漏事故，导致管线经常出现非计划维修或更换，严重影响燃气管网的安全运行，缩短了管线的使用寿命，造成了较大的经济损失。

实践证明，城市燃气管线外防腐措施采用涂覆层加阴极保护的所谓“双保护技术”是有效的，管线安全性得到了更可靠的保证，管线使用寿命延长一倍以上，事故明显减少，经济效益得到很大提高。

二、阴极保护设计1、阴极保护类型的确定阴极保护属于电化学保护，是利用外部电流使金属腐蚀电位发生改变以降低其腐蚀速率的防腐蚀技术。

埋地钢质管道阴极保护分为强制电流阴极保护和牺牲阳极阴极保护两种。

强制电流阴极保护主要适用于郊区等地下管网单一地区的燃气主管道或城镇燃气环网。

其优点是输出电流大而且可调，不受土壤电阻率限制，保护半径较大；系统运行寿命长，保护效果好；保护系统输出电流的变化可反映出管道涂层的性能改变。

其缺点是需设专人维护管理，要求有外部电源长期供电，易产生屏蔽和干扰，特别是地下金属构筑物较复杂的地方。

牺牲阳极阴极保护主要适用于人口稠密地区和城镇内各种压力级制燃气管道。

其优点是不需外加电源，施工方便，不需进行经常性专门管理，不会生屏蔽，对其他构筑物也不会产生干扰，保护电流分布均匀、利用率高。

其缺点是输出电流小，保护范围有限；需定期更换，不能实时监测输出电流分的变化，也不能反映管道涂层的状况。

阴极保护技术在城市燃气管道的应用探讨作者：陈川来源：《科学与财富》2020年第35期摘要：对于城市燃气管道来说，它是属于城市基础设施的，同时也是城市发展中非常重要的内容。

而阴极保护技术是一项非常成熟的防腐蚀措施，主要的作用机制是通过外加手段的应用，使电解质中被保护的金属表面都能够成为阴极，以此来降低腐蚀的发生。

阴极保护技术对提高城市燃气管道的使用寿命和安全来说，有着非常重要的意义。

基于此，本文就针对阴极保护技术在城市燃气管道中的应用进行了简单的分析和研究。

关键词：阴极保护技术;城市燃气管道;应用分析在新时期下，随着城市化的建设和发展，也给我国的城市燃气管道带来了很大的发展。

城市燃气管道在建设和发展的过程中，安全是最重要的，直接影响到人们的日常生活和城市基础设施的正常运行。

但是就目前的城市燃气管道来说，还是存在很多问题的，主要就体现在管道的腐蚀问题上。

而阴极保护技术的出现就能对城市燃气管道的腐蚀性进行很好控制，所以说，在进行城市燃气管道建设的时候，一定要将阴极保护技术给推广和应用起来，有效的降低腐蚀、泄露、穿孔等问题的发生。

一、阴极保护技术在城市燃气管道中的必要性和可行性（一）必要性分析在新时期下，随着能源的减少和环保意识的增强，燃气的出现将会替代传统的燃料，燃气具有能量高、污染少等特点，得到了广泛推广和应用。

虽然燃气具有很大的优势和特点，但是也会存在一些缺点。

它最大的问题就是运输问题。

我们都知道，燃气是一种气体，想要对燃气进行运输，最好的办法就是通过管道运输，而管道的制作材料一般都具有一定的腐蚀性，所以一旦管道出现腐蚀，就会造成燃气泄漏，不但给人们的生活带来了很大的影响，甚至还会影响到城市的基础设施，更重要的是，还造成了社会资源浪费的情况。

除此之外，燃气还有最大的一个特点，就是具有可燃性，一旦燃气泄漏的地方发生爆炸，将会给人们的生命和财产带来非常大的安全威胁。

因此，燃气的运输问题是我们目前面临最大的问题。

河南汇龙合金材料有限公司刘珍天然气管道阴极保护系统概述天然气利用工程目前大都采用管输的方式，长输管道是目前利用自然资源的主要输送策略之一，也是目前推进经济和民生发展的主要支柱。

天然气的输送受气量和压力的限制，大都采用钢管，管道使用寿命的长短直接关系到运营企业能否长期稳定和正常生产，也关系到运营企业的经济效益和成本。

受施工工艺和施工条件影响，施工过程中的埋地管道损伤和腐蚀成为不可避免的一个问题。

为了解决这一问题，目前大多管道都采用了以外防腐涂层为主，阴极保护系统为辅的联合防腐做法，从隔离和电化学双重角度来防范埋地金属管道的腐蚀问题。

由于电化学腐蚀具有普遍性，所以阴极保护作为防腐的补充保护方法就显得尤为重要。

因此，做好阴极保护在延长储运管道使用寿命上起着不可替代的巨大作用。

通常实施阴极保护的方式有两种，一种是牺牲阳极法，另一种是强制电流法，下面对其主要组成部分进行简要说明。

牺牲阳极法常用的主要有三大类：镁基牺牲阳极、锌基牺牲阳极、铝基牺牲阳极。

主要用于强制电流不宜和不能使用的地方。

河南汇龙合金材料有限公司刘珍外加电流法(强制电流法)：(1)恒电位仪：在外加电流法中，给需保护的金属体提供连续可调的阴极保护电流。

(2)辅助阳极：主要有深井阳极和浅埋阳极两种形式.在强制电流法中，用来使恒电位仪所提供的阴极保护电流形成回路。

(3)参比电极：是一个相对稳定且不易极化的电极，用作阴极保护系统测量时的比对电极。

天然气管道用的参比电极主要是饱和硫酸铜参比电极。

(4)电缆：主要有阴极电缆、阳极电缆、零位电缆、均压电缆、参比电缆等，主要用于连接阴极保护系统的通电回路。

(5)控制台：主要是对阴极保护系统中的恒电位仪进行切换和统一调控.(6)测试桩：是在管道沿线用于检测阴极保护所做的附属电气接线构件，通常用金属钢管内穿导线来沿线埋设完成。

河南汇龙合金材料有限公司刘珍。

石油天然气长输管道阴极保护作用及管理要求摘要：阴极保护技术在长输管道中已获得广泛应用。

长输管道腐蚀防护采用防腐层加阴极保护系统的做法。

管道施工和运行中防腐层存在漏点损伤，阴极保护系统向管体施加保护电流，管-地电位产生负向极化，实现管体保护。

长输管道主要应用强制电流法，牺牲阳极法用于高寒特殊环境或提供辅助保护。

目前应用范围已从长输管道发展至油气站场、油库、燃气管网，形成区域性阴极保护技术。

随着计算机技术和数值模拟技术的发展，国内已开展阴极保护数值模拟技术在工程领域的实践研究。

未来几年我国油气管道、高压电网、铁路公路发展迅速，对管道设计和安全运行提出了更高要求。

关键词：油气长输管道；阴极保护技术；金属结构引言：油气长输管道保护措施有很多种，但阴极保护技术是最合适的。

该项技术在油气长输管道中的应用，利用的阴极电流将金属阴极进行极化，具体会采取牺牲阳极或者增加外部电流的方式来实现。

所以，本文对油气长输管道中阴极保护技术的具体应用进行了探析，对具体的保护措施进行了总结。

1阴极保护技术应用概况石油储运设施的腐蚀是一个很复杂的过程，并与多种因素有关。

为了减缓金属的腐蚀，在土壤腐蚀调查的基础上，在长输管道和站库上采用了外加电流阴极保护技术，辅助以牺牲阳极保护技术，全面遏制了金属腐蚀穿孔的发生，取得了明显的经济效果。

1.1长输管道阴极保护技术金属电化学腐蚀是指金属与电解质发生电化学反应所产生的腐蚀，阴极保护技术是利用保护电流使金属表面极化，从而抑制金属与电解质发生电化学反应，避免腐蚀发生。

阴极保护的方法有牺牲阳极法和强制电流法。

牺牲阳极法因金属和牺牲阳极之间的驱动电压有限，一般用于所需要保护电流较小的情况。

强制电流法主要由恒电位仪、辅助阳极、电绝缘装置、参比电极等装置组成，因其保护电流大且可根据极化电位变化自动调节保护电流大小而得到广泛应用。

1.2区域性阴极保护技术油田站库内部的埋地管道与储罐金属腐蚀给油品的储存和管理带来了严重的挑战，由于其管网复杂，搭接较多，绝缘情况差别较大，所以牺牲阳极的应用受到限制。