油气管道阴极保护技术现状研究

刍议油气管道阴极保护技术现状摘要：油气管道外腐蚀控制系统由防腐层和阴极保护系统组成。

防腐层是控制管道腐蚀的第一道防线，然而管道在建设施工及运行过程中，防腐层不可避免地会因机械碰撞或土壤应力出现一些漏点，导致管体与腐蚀性环境接触而受到腐蚀威胁。

阴极保护系统则为这些漏点处管体提供附加保护，防止管道发生腐蚀，是管道腐蚀控制的第二道防线。

介绍了我国广泛使用的阴极保护准则及其不足，当前使用的阴极保护计算方法、阴极保护数值模拟技术的发展方向，目前阴极保护的装备情况及其不足。

关键词：油气管道;阴极保护;准则1技术现状1.1 阴极保护准则阴极保护准则是阴极保护的核心技术指标，是管道阴极保护状态的评判标准，指导阴极保护设计和运行。

GB/T 21448-2008《埋地钢质管道阴极保护技术规范》明确阴极保护电位指管/地界面极化电位（管/地断电电位）是阴极保护准则的评判指标，并规定一般情况下使用的两个主要判据：①管道阴极保护电位应负于-850 mV（CSE），但应正于-1 200 mV（CSE）;②当上述准则难以达到时，可采用管道阴极极化电位差或去极化电位差大于100 mV 作为判据。

虽然上述准则已经广泛应用于油气管道阴极保护的建设与运行，但尚存以下不足：（1）阴极保护准则适用温度。

GB/T 21448-2008非等效采用了ISO 15589-1《石油天然气工业管道输送系统阴极保护第1 部分：陆上管道》。

ISO 15589-1 中明确指出当管道运行温度高于40 ℃时，上述准则不能为管道提供充分保护。

GB 21448-2008 也指出在高温等特殊条件下，阴极保护可能无效或部分无效。

我国原油管道加热站及输气管道压缩机站出站段管道运行温度常常高于40 ℃，故现有准则不满足高温段油气管道生产运行要求，应开展高运行温度管道阴极保护准则研究。

（2）存在动态直流干扰时阴极保护准则。

随着我国经济的发展，油气管道受到的直流干扰越来越严重，多数直流干扰都会造成管道的电位波动，而这种电位波动会造成在部分时间内管道电位偏离准则。

油气管道阴极保护技术现状研究摘要：随着科学技术的不断进步以及社会经济的迅速发展，应用于油气管道防腐管理中的阴极保护技术也在逐步优化、改进、成熟。

目前的阴极保护技术，通过阴极保护计算，之后再应用计算机模拟技术，从而可以准确进行模拟测量，因此，其得到了越来越广泛的应用。

但就现阶段来看，阴极保护技术仍旧面临着一定的问题，还需要较长时间的研究、探索。

关键词：油气管道；阴极保护技术；现状研究现阶段，油气管道的防腐蚀系统主要由两部分组成，第一是防腐层，第二是阴极保护层。

对于大部分的管道来说，通过应用防腐层就可以实现与空气的隔绝，防腐层是油气管道的第一道防线，并起到了良好的保护作用。

但在油气管道的日常运行过程中，不可避免地会导致管道出现非常多的漏点（例如，机械碰撞等事件），这就使得油气管道暴漏在外部环境之中，极易造成腐蚀。

基于此，必须增加第二道防线，即阴极保护层，其目的是对管道上的漏点施加第二层保护，保护管道不受腐蚀。

截至2013年底我国陆上石油、成品油和天然气管道总里程接近12万千米，管道外腐蚀的控制是油气管道安全运行的重要因素。

防腐绝缘层加电化学阴极保护系统是目前最常用且行之有效的控制管道外腐蚀的技术。

电化学阴极保护法包括强制电流法和牺牲阳极法。

1阴极保护技术的现状第一，对于阴极保护技术来说，阴极保护准则就是其核心指标，以“阴极保护准则”中的相关评判标准作为主要根据，就可以开展阴极保护设计，从而能够使阴极保护技术得到正常、有效的运行。

我国制定的相关规定中指出，地界面极化电位、保护电位值，是阴极保护准则的主要评判指标。

与此同时，油气管道阴极保护的电位应当处于-850mv以下，-1200mv以上。

第二，从现阶段的情况来看，油气管道阴极保护技术的应用建设过程中仍旧存在着一定的不足，主要体现在以下几个方面：首先，从温度方面上来看，油气管道内的温度在40℃以上时，阴极保护方法就有可能失去其功能或者无效，从而无法充分保护油气管道，基于这样的原因，应在此领域进行进一步改进；其次，从电位方面上来看，如果油气管道之中的电位出现了偏离的倾向，而且时间很长，阴极保护也无法充分保护管道；最后，当油气管道中存在交流干扰时实施阴极保护，不但不能得到防腐效果，还有可能会进一步加快腐蚀速度，所以，应重视并加强对交流干扰情况下的腐蚀机理的研究。

燃气管网阴极保护设施运行现状分析及对策摘要：牺牲阳极阴极保护是将电位更负的金属与被保护金属连接，并处于同一电解质中，使该金属上的电子转移到被保护金属上去，使整个被保护金属处于一个较负的相同的电位下。

本文介绍了我公司燃气管网阴极保护设施运行现状、问题分析、改进措施。

关键词：燃气管网、阴极保护、保护电位1、概述及目的公司基于以下目的对地下管网阴极保护设施进行调查分析：（1）充分掌握所属供气管网埋地钢管牺牲阳极阴极保护设施的运行状况和保护效果，建立镁阳极的档案信息数据库；（2）通过实际数据及运行状况的分析，查找镁阳极在设计、安装、运行管理等方面问题；（3）规范公司对镁阳极的设计、安装、运行维护、检测更换等工作；（4）最终目的是做好地下钢管的防腐保护，提高管道使用寿命，确保管网安全运行。

2、牺牲阳极阴极保护设施的运行现状（1）电位抽查检测情况。

本次电位采集采用分段抽查的方式，采集了公司辖区20条主要道路的典型管段的阴极电位。

具体检测结果如下：表1：典型管段的阴极保护电位（2）绝缘设施安装情况。

据调查，公司运行管网埋地管道与裸露管道交接点共1510处，分以下几种情况：①埋地管道出地面连接调压箱，共1262处，其中大部分没加装绝缘设施；②中压埋地管道转架空出地面，共198处，其中大部分没加装绝缘设施；③埋地管道过沟、桥、涵洞裸露架设两端出地，共54处，其中大部分没加装绝缘设施；3、牺牲阳极阴极保护现状分析3.1电位抽查情况分析按照《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》（CJJ95-2003）要求，牺牲阳极的保护电位应在-0.85～-1.40V之间为合格（相对饱和铜/硫酸铜参比电极）。

所抽查的20处电位中，只有4处电位合格（蓝色部分），占总调查数量的20%；电位偏离-0.85伏30%以上，约低于-0.6伏的较严重情况有7处（红色部分），占总调查数量的35%。

合格的4处电位分布在三条管道上：重汽集团北门至104路口管段；黄岗路与蓝翔路口向北管段；无影山北路北口至华山门站次高压管段。

42“西气东输”国家建设工程是将聚集在塔里木盆地等西部的油气资源，输送至油气需求使用量大的东部工业城市等，已缓解资源不平衡供给关系。

而长输油气管道作为最重要的基础油气输送设施，能经济、便捷、安全地将油气输送，其安全性直接关系到油气资源供给的持续性、安全性。

但因长输油气管道在线服役时间长、环境对管道的腐蚀，导致防腐层被破坏、脱落甚至油气泄露等不利安全现象发生，严重影响到油气输送的持续性和可靠性。

为此应加强对长输油气管道防腐处理研究，延缓其腐蚀进度，提高长输油气管道使用寿命。

一、长输油气管道腐蚀及处理因长输油气管道长期在线服役时，一是受油气内的硫化物等杂质对管道内壁的腐蚀；二是受管道外部自然环境因素如土壤、大气、温湿度等对管道外壁的腐蚀，三是人为因素对管道防腐层破坏。

目前，常采用阴极保护和外置防腐层双重保护来改善管道腐蚀现状，延缓腐蚀进度，确保管道在线使用寿命最长化。

而阴极保护包括牺牲阳极阴极保护和强制电流阴极保护两种，其防腐保护工作原理相同，不同点在于电流来源。

利用外部直流电源如太阳能电池、恒电位仪提供保护电流是强制电流阴极保护；利用低电位的金属或合金及土壤电阻率来充当阳极，将管道的电势转移到阳极金属上是牺牲阳极阴极保护。

二、常见故障和解决措施1.常见故障一是针对强制电流阴极保护来说，如恒电位仪等直流电源自身故障、电缆断路、阳极地床故障等，此类故障多可采用故障排除法和在线检测发现，应做到及时排除定位，并以新的物件替换。

针对牺牲阳极阴极保护来说，如阴极/导线连接断开、绝缘装置失效、阳极体自身腐蚀严重未更换等故障是常见的。

二是防腐覆盖层故障。

防腐覆盖层是长输油气管道表面外加的一层绝缘电阻，其老化趋势、人为破坏等故障都影响到长输油气管道末端保护电位与正常标准电位有电位差，直接加快了管道腐长输油气管道阴极保护技术现状分析及展望司润川　张　鹏 中石油管道有限责任公司西气东输分公司【摘 要】长输油气管道作为最主要的油气输送方式，能安全、便捷地输送油气资源。

油气管道阴极保护技术现状分析及展望发布时间：2022-04-10T04:06:33.917Z 来源：《时代建筑》2022年1月上作者：王存博[导读] 随着经济水平的快速提升，社会各领域的发展对能源提出了更高的需求，企业在做好能源供应工作的同时，也应该确保油气储运设施的平稳运行，保障国家能源供应的安全。

为了有效保持油气管道的完整性，可以采取阴极保护等相关技术，确保石油和天然气等能源输送安全，有助于落实和贯彻国家能源安全的要求，更好地服务于现代化社会的建设。

中石油大港油田采油工艺研究院王存博单位省市：天津市单位邮编：300280摘要：随着经济水平的快速提升，社会各领域的发展对能源提出了更高的需求，企业在做好能源供应工作的同时，也应该确保油气储运设施的平稳运行，保障国家能源供应的安全。

为了有效保持油气管道的完整性，可以采取阴极保护等相关技术，确保石油和天然气等能源输送安全，有助于落实和贯彻国家能源安全的要求，更好地服务于现代化社会的建设。

关键词：油气管道；阴极保护技术；现状与发展 1阴极保护技术现状 1.1阴极保护计算很长时间以来，管道阴极保护计算都是在一种理想的条件下进行的，即假设阴极保护电流均匀分布于管道表面。

这种方法不能对管道断电电位进行计算，也不能对较为复杂的金属结构和管网阴极保护系统电位及电流分布进行计算。

近年来随着三维技术的快速发展，数值模拟技术也被应用于管道阴极保护技术中来，为阴极保护计算提供了新的途径。

这一技术首先是建立一个多元参量的数值模型，包含管道、阴极保护系统、管道周围土壤等相关数值，同时结合极化曲线来建立并求解电场方程，从而得到管道表面极化电位和管道周围的电场分布情况。

这一数值模拟技术有效地解决了复杂金属结构阴极保护的计算难点，同时也可以很容易得出金属结构的断电电位，成功实现了定性及半定量的分析目标。

1.2阴极保护装备目前我国油气管道所采用的阴极保护装备主要包括阴极保护电源系统和测量系统两部分，分别负责不同的工作。

输油管道阴极保护防腐技术研究输油管道是石油和天然气长距离运输的重要通道，其安全运营对于能源供应和社会稳定至关重要。

输油管道长期处于地下或水下环境中，容易受到腐蚀的影响，从而降低其使用寿命和安全性。

为了提高输油管道的防腐性能，阴极保护技术被广泛应用。

阴极保护是一种通过在金属表面施加电流，使其成为阴极，从而减缓金属腐蚀的方法。

对于输油管道而言，通过在管道表面布置一系列的阴极保护系统，可以有效地保护管道免受腐蚀的侵害。

阴极保护技术的研究目标主要有两个方面，一是寻找适合输油管道阴极保护的材料和技术，二是优化阴极保护系统的设计和运维方法。

在材料和技术方面，目前主要采用的是铝和镁合金作为阴极保护材料，通过与金属管道表面电化学反应，释放出电子，从而保护管道免受腐蚀。

还可以利用特殊的涂层材料，如环氧涂层和聚合物涂层，作为阴极保护材料，提高管道的防腐性能。

在阴极保护系统的设计和运维方面，需要考虑以下几点：一是确定合适的阴极保护电流密度，以确保管道表面的阴极保护效果最大化；二是确定适当的保护涂层材料和涂层厚度，以提高管道的防腐性能；三是选择合适的电源和监测设备，以确保阴极保护系统的正常运行和监测腐蚀情况。

在阴极保护技术的研究中，需要考虑不同地域和环境条件下的异质性问题。

由于输油管道通常跨越多个地区和环境，其阴极保护效果可能受到土壤性质、地下水含氧量和温度等因素的影响。

需要根据不同地域和环境条件的不同特点，设计适应性较强的阴极保护系统。

输油管道阴极保护技术的研究是重要的科研领域。

通过不断的研究和改进，可以提高输油管道的防腐性能，延长其使用寿命，进一步保障能源供应的安全和稳定。

1调研排查地点第一次：2016年11月29日至12月10日，先后到输油第二分公司及其安永线路2处测试桩、阳极桩；输油第三分公司及其巡线队一队、杨姚线2处测试桩、姚店联合站；输气第一分公司；输油第四分公司及其吴延线的野山站、野山站附近管线；输油第一分公司及其靖榆线的靖榆联合站、小河天赐湾-靖边线乔沟湾站；输油第五分公司及其延西线的惠家河首站、铜川清管站、临潼末站。

第二次：2017年1月17日至25日，先后到输油第二分公司线路、阀室等6处，输气第一分公司阀室、线路等6处，输油第三分公司线路5处，输油第一分公司线路、阀室、场站21处，输油第四分公司线路、场站30处，输油第五分公司线路8处进行抽测保护电位。

2存在问题2.1共性问题①公司阴极保护原设计、原施工、整改遗留问题较多，比如，测试桩、牺牲阳极、辅助阳极等处存在设计标准过旧、考虑不全，施工偷工减料、监管与验收不严格等现象，导致阴极保护效果差，锈蚀严重。

[1]②以前整改过的阴极保护问题现在又成了新问题，如线路增加牺牲阳极、排流器等处。

③阴极保护测试设备单一，类型少，部分设备用旧或用坏，有的在维修、维护中。

④阴极保护管理人员、技术人员流动变化快，多数不愿干数字、数据多的技术工作，公司整体缺少阴极保护管理人员和技术人员，管道阴极保护管理、技术力量很薄弱。

⑤线路土壤环境、气候环境不同，存在保护电位偏低、偏【作者简介】袁瑞华（1980-），男，陕西榆林人，工程师，从事油气管道设计、储运、防腐、阴极保护、管理领域及机械设计与机械工程领域的研究。

油气管道阴极保护系统运行管理现状综述Summarization on Operation and Management of Oil andGas Pipeline Cathodic Protection System袁瑞华，杨光泽（陕西延长石油（集团）管道运输公司，陕西延安716000）YUANG Rui-hua ,YANG Guang-ze（YanchangPetroleum GroupPipelineCompany,Yan'an716000,China)【摘要】为了摸清管道运输公司18条油气管道阴极保护系统目前的运行现状及存在的问题,为今后油气管道的阴极保护设计、施工、管理打好基础，近期，笔者先后对6个分公司及其存在问题的场站、线路进行了调研、抽查测试，了解了管道运输公司油气管道阴极保护运行现状，发现管道阴极保护系统相关问题共36个，针对这些问题，笔者给出了解决意见或建议。

油气管道阴极保护系统运行管理现状综述摘要：由于我国幅员辽阔，管道在运行过程中面临着不同的环境，导致油气集输管道安全事故频发。

腐蚀是引起油气集输管道事故的主要原因，油气管道采用阴极保护和防腐层保护的措施有很多。

然而，在油气管道的运行过程中，腐蚀是不可避免的。

因此，对管道保护性老化问题及其解决办法进行深入研究，将确保管道充分发挥作用。

关键词：油气管道；防腐保护；阴极保护系统；措施管道外部腐蚀控制系统包括腐蚀保护层和防腐保护系统。

阴极防腐层是防腐线然而在建造和操作管道时，在管道建设和运行过程中，防腐层不可避免地会由于机械碰撞或土应力而出现一些泄漏点，从而导致与腐蚀环境接触的管体产生腐蚀威胁。

腐蚀性的阴极保护系统为管状体提供附加保护在这些泄漏点，以防止腐蚀管道阴极保护技术通过向管道表面提供阴极电流来消极地偏振地面电位管，从而控制管道表面的腐蚀。

一、油气长输管道与阴极保护技术对管道中预防腐败的重要性的分析有着丰富的地下资源，但其分布非常不均匀，而且差异很大。

因此，能源运输已成为能源管理企业的一个优先事项。

能量石油和天然气管道周围环境的复杂性，气候条件、土壤可能会腐蚀石油管道。

除此之外，管道部流动加速了远距离输油管道的腐蚀速度，加剧了输油管道的老化，扰乱了石油和天然气的运输，导致了长期的石油和天然气泄漏，造成资源和能源公司的大量浪费，造成巨大的经济损失，甚至威胁到能源安全。

因此，必须保护管道不受腐蚀，提高其耐腐蚀性，促进石油和天然气企业的长期发展。

阴极防护是防腐的主要技术。

管道需要使用阴极保护公式计算相关数据，并为应用提供有效的参考和指导。

保护技术的主要任务阴极系计算长管道中电位和电流的比分布，以减少外部环境造成的腐蚀。

我国主要采用以下公式计算管道表面潜力的分配，以防止长管道通过控制潜力而腐蚀：阴极保护的计算公式,Lp代表的实际长度管道保护两侧,V代表表面电位之间的差异和潜在的管道,DP代表的外直径管道,Js代表阴极保护电流的密度,和Ds 代表了管道的阻力值。

浅谈油气管道阴极保护技术现状在目前，油气管道防腐控制系统，主要是由防腐层和阴极保护层组成，大部分款都要通过防腐程度可以与空气隔绝，作为第一道防线，有力地保护了管道，但是，有很多事情是不可避免发生的，如机械碰撞，就会出现很多漏点，使管道暴露在环境外面接触到空气，受到腐蚀的威胁。

针对这一情况就需要第二道防线，主要是对这些漏点进行附加保护，让管道无法进行腐蚀，这就是阴极保护系统。

阴极保护系统是通过管道的表面进行阴极电流的传送，使管体电位发生负向极化，从而控制住了管道的腐蚀。

一、阴极保护技术现状（一）阴极保护的核心指标主要是靠阴极保护准则，通过阴极保护准则的评判标准，能够进行执导阴极保护的设计，使阴极保护技术能够正常运行。

通过国家制定的有关规定，明确提出了阴极保护的电位值管、地界面极化电位，是评判阴极保护准则的指标。

管道阴极保护电位应该负于-850mv，正于-1200mv。

（二）在进行油气管道阴极保护建设的时候，还存在着不足方面，阴极保护准则应该适用于温度，国家规定，当管道高于40摄氏度的时候，不能进行管道的充分保护，因为在高温下，阴极保护可能会无效，或者丧失其功能，因此如果高于40℃的管道将不能满足阴极保护的要求，不能在其环境下生产运行，因此应该开展，高温度下阴极保护准则的研究。

许多油气管道存在动态直流干扰时的阴极保护，经济发展目前越来越迅速，对油气管道的干扰越来越严重，很多油气管道电位也出现了波动。

编剧有关国家规定，如果管道电位偏离，并且时间很长，这种情况下也没办法进行阴极保护，阴极保护系统无法正常运行。

阴极保护也存在着交流干扰，在这种情况下，如果进行阴极保护，就会出现加速腐蚀、自然腐蚀、阻碍腐蚀，使阴极保护水平降低，不能起到预期的效果，金属会有明显的腐蚀反应。

所以，在目前应该注意交流干扰时腐蚀机理的研究，能够在交流干扰下正常运转，并建立在交流干扰下管道保护的相应准则。

二、管道管理现状（一）通过油气管道阴极保护的目标不同，可以分成阴极线路和区域阴极两个保护系统。

管道阴极保护技术现状与展望摘要：近年来，管道事故频繁发生，腐蚀因素是事故的主要原因之一。

阴极保护系统是重要的防腐蚀措施。

根据我国阴极保护的现状分析了阴极保护原理，介绍了阴极保护的基本参数、管道实施阴极保护的基本条件、阴极保护的具体方法以及房展展望。

关键词：管道；极保护技术；技术；展望前言鉴于目前国内在管道保护电位测试技术、阴极保护判据以及保护效果评价方面存在着一定的不足，因此对现有埋地管道阴极保护系统进行改造之前，有必要针对目前存在的各项问题，开展研究工作，对现有保护电位测试方法、阴极保护参数的选取以及阴极保护判据的理论和有效性进行深入研究，为阴极保护系统工程的改造提供可靠的理论与技术支撑。

1我国阴极保护的现状说到阴极保护的发展就要从1958年说起，那一年正是该技术诞生的时候，那个时候阴极保护还处于小规模的实验阶段，到了六十年代阴极保护展示出了它的实用价值，在各大油田里面都用到了该技术。

上个世纪七十年代，中国开始了长输管道的建设工程，所以阴极保护技术就越发地显示出了它的重要性，它能够提高底下管道的抗腐蚀性能，让管道的使用年限增长，使管道的安全得到了保证。

因为科技水平的限制，所以国内还没有高端的技术来进行阴极保护检测，所以在对这些管道进行检测的时候采用的最多的还是依靠人力。

由于缺少自动通/断电系统，因此最后只能测出通电电位，这里面含有IR降，这和现在通行的标准是不相符的。

在遥测领域，也有不少科研专家对此进行研究，不过因为外在条件的限制，在这个方面没有取得大的突破。

也有不少机构借助管体作为介质来研究遥测，甚至在多个管道上使用这个方案。

也有人试图用通信线路为通道的阴极保护遥测，该方法虽然可行，不过也仅限于测量一般的电位。

陕京线把阴极保护参数测量纳入了数据采集及监控(SCADA）系统，从现在情况来看，该系统是国内最优秀的，能够测出多个电位。

2阴极保护原理目前，国内外管道的阴极保护系统采用强制电流为主、牺牲阳极为辅的阴极保护方法。