鲍婷婷
国家管网集团东部原油储运有限公司邹城输油处临邑输油站，山东 德州251500
摘要：一般来说，保护长输管道的最基本手段是将外墙与阴极保护相结合。这些保护措施的主要目的是减少管道在运输过程中的外部腐蚀。长管道的阴极保护方法包括电流强度和阳极牺牲。本文主要分析研究了这些方法的问题以及如何改进保护。
关键词：原油长输管道；阴极保护（CP）；有效性评价；影响因素研究；
前言
在阴极保护管路上，如果电解槽达到0.85伏，则主要由于阴极保护效率低下，管路仍可能受到严重腐蚀。这种失败可分为宏观和微观失败。宏观缺陷主要包括:CP系统的电气连续性差或局部短路故障、管道环境差、试验管道电功率降低，导致保护电功率的虚拟提高和涂料的整体老化。微观缺陷包括涂层烧蚀、阴极烧蚀、环境保护和涂层部分破损。自上世纪80年代以来，对阴极保护有效性的技术评估已经成熟，并在世界各地得到广泛应用。本文件采用各种先进的阴极保护效能评估技术，有效评估现有的阴极保护系统，并对不同管路的保护等级进行分类，指出不同管路的保护等级。
一、长输管道阴极保护工作现状及问题
由于长输管道的阴极保护受到通信干扰，扩散电流被用于保护管道周围，因此恒电位计不能正常工作，管道不能正常保护，可能影响其正常使用。长输水管阴极保护站位于阳极床上，容易发生漏电、腐蚀、接地床下通风装置严重堵塞以及阳极周围土壤干燥等现象。电缆的上下位置容易不平衡。一旦电极停止工作，电位器的差就更大了。长管道外部的防腐层容易腐蚀，更严重的是容易渗漏。虽然少数长输电线符合电气等级的保护要求，但大多数仍然不符合标准，从而给管道腐蚀带来很大风险，并使标准电压难以达到。在阴极保护测试过程中，有腐蚀点可能导致连接点短路，导致漏电。
二、长输管道阴极保护方法的优缺点和注意事项
当我们保护长管道时，我们采取阴极保护措施，而不是阳极法，阳极法广泛用于强度相对较低的管道，如陆地、湿地、沼泽地等。优点是喷嘴半径比较小，距离比较短，成本比较低也可以使用较大的管道。只要管道包含高质量的防腐层，就可以使用这些管道。在工程方面，常见的牺牲阳极主要是锌合金和镁合金。高速管道主要放置在强度相对较低的地板上。当地面电阻率大于15时，应使用镁合金牺牲阳极。当电阻率大于150时，应使用特殊材料作为牺牲阳极。
优点：第一，不需要配置外部电源。第二，可以减少对周围金属的破坏，减少干扰，方便管道维修，尽可能节省资金；第三，项目成本随着保护时间的推移而增加最后，必须确保管道内的电流分布相对均匀和适当，但这种保护方法也有缺点和许多限制。例如，强度高时不能使用；电流虽然均匀分布，但不能调整。长管道应具有防腐层，防腐层的质量应符合标准。锌镁合金的使用需要定期更换，分散电流不能使用，而且常常出现电极反转现象。这种牺牲阳极系统的方法必须考虑到这样一个事实，即使用阳极系统进行保护需要适当的技术支持，以防止阳极钝化，从而严重影响阳极的寿命。牺牲阳极系统，阳极包必须埋在地下；为了减少高温作业，尽量避免在60℃以上的温度下作业。在这种温度下，锌、镁和铝合金的化学功能减弱，电极极性有可能反转。
三、试验及其结果
1.管道通/断电电位测试
根据GB/t 21246-2007埋地钢管阴极保护参数的测量方法的规定，断开管道镁合金阳极并用DCVG断路器连接，测试管道整体切断位置。切换时间分别设置为12s和3s。消除IR下降误差的有效方法是使电流为零，使IR积为零。一般来说，降IR可以通过暂时断电立即读取保护位。由于与阴极保护电流中断有关的感应效应和电容效应，可能有峰值出现后需要读数。
2.站内外干扰测试
虽然站内管道区域的阴极保护与站外管道的阴极保护由绝缘法兰隔开，但电流分布特性与防腐层损伤点之间必须存在联系，因此直流干扰对阴极保护站内外干扰测试可采用以下方法:站内外阴极保护激活时，测试站内外管线的电位；断开站内管道的所有阴极保护，测试站内外管道的电位，测试站内管道与站外管道的干扰程度；断开站外管阴极保护，测试站内管道和站外管道的位置，测试站外管道对站内管道
的影响。通过调节恒电位仪的输出，可以测试不同输出条件下的干扰，最后调节站内外阴极保护实现平衡，电气位置根据国家标准处于-850~1200mV之间。
3.试验结果
（1）管道的阴极保护效果分析
以某原油外输管网为例，在A输油站-A#阀室之间的管道外加电流阴极保护方式进行保护，阴极保护站设在输油站。为了测试阴极保护的通电和断电电位，在阴保站安装电流断续器，并在不同的测试桩位置进行通/断电电位测试。由测试可知，A输油站-A#阀室管道
通电电位在国标规定的-850~1200mV之间，但其断电电位不满足比-850mV更负的准则。国标规定的极化电位为断电电位，而非通电电位。因此可以判断，该段管道并没有处于有效的阴极保护状态，此时管道金属表面没有达到完全阴极极化，仍处于被腐蚀的状态。所以需要调大恒电位仪输出，采用断电电位判断管道是否达到足够的阴极保护。
（2）干扰测试结果
通过测试发现末站站内外干扰最严重，特别是绝缘法兰两端的电位干扰影响最大。分析结果可知，当站内管线电位提高后，其通电电位才达到合格的保护电位范围，此时站外管道的通电电位也相应提高。为了分析站内阴极保护电流增大对站外的干扰，测试了站外测试试片电位的变化情况。电流为6A时，通电电压为-1280mV，断电电压为-880mV;电流为18A时，通电电压为-1530mV，断电电压为-1198mV。可知随着站内阴极保护电流的增大（电流从6A增加到18A），站内阴保对站外的影响增大。站外管线通/断电电位虽然随着站内阴保电流的增大而增大，但其断电电位在保护电位范围之内（-850~1200mV），没有产生过保护，符合国标的要求。通过以上测试可以看出，站内外阴极保护干扰是客观存在的，可以通过调节及平衡站内外的输出，如使离站外管道较近的阳极输出电流较小，而远离站外管道的阳极输出电流较大，使站内外管道的保护电位都在规定电位区间之内（-850~1200mV）。由于站内外的管线存在阴极保护干扰，首先应考虑站内外的绝缘法兰是否处于良好的工作状态，如果绝缘法兰没有起到绝缘的作用，那么站内外的阴极保护必然存在相互干扰的情况。
3.绝缘法兰测试结果与分析
在某末站的绝缘法兰两侧都安装锌接地电池，其中测试电缆和锌接地电池通过绝缘胶带直接连接。站外Zn接地电压为-994mV，站外管道电压-938mV，站内Zn接地电压-735mV，站内管道电压-565mV。绝缘法兰电阻2.4Ω，Zn接地电阻3.1Ω。可以看出，某末站处的绝缘法兰性能良好，但是锌接地电池基本耗尽，需要尽快更换。由此，站内外的阴保干扰并不是绝缘法兰失效造成的，而是站内外管线施加的阴极保护相互干扰的结果，平衡站内外阴保站的输出是解决阴保干扰的关键。
结束语
综上，阴极保护有效性评估的重点是保护等级的确定、保护等级的界定以及合理调整电气等级，以便有效控制管道腐蚀。沥青路面老化受到严重破坏，管道长期阴极保护系统效率低下影响阴极保护的有效性。必须对其进行修复，以消除对管道的电气干扰，提高管道的阴极保护效率。
参考文献：
[1]吕文全,王荡,寇志超.天然气长输管道阴极保护的有效性影响因素探讨[J].化工管理,2017(09):142.
[2]王伟.天然气长输管道阴极保护的有效性影响因素探讨[J].化工管理,2016(29):340.
[3]陈郁栋，曾志翔，彭叔森，等．苯胺三聚体固化环氧树脂制备防腐蚀涂层及其性能研究[J]．表面技术，2014，43(31：158—162．
[4]宋东东，高瑾，李瑞风，等．碳纳米管复合水性丙烯酸涂层的腐蚀性能研究[J]．表面技术，2015，44(3)：47—51．
[5]钱鸿昌，李海扬，张达威．超疏水表面技术在腐蚀防护领域中的研究进展[J]．表面技术，2015，44(3)：15—24．
[6]潘一，孙林，杨双春，等．国内外管道腐蚀与防护研究进展[J]．腐蚀科学与防护技术，2014，26(1)：77—80．