埋地管道阴极保护相关技术研究

[摘 要]阴极保护技术主要就是一种埋地管道防腐蚀技术，在国内外的埋地管道有关防腐蚀的措施中，这样的技术有被广泛的运用。本文主要介绍了埋地管道阴极保护的现状和技术的基本原理。并且对阴极保护技术的效果进行有效的评价，然后对其技术的优缺点进行细致的分析，提出一些相关的优化策略。

[关键词]埋地管道；阴极保护；技术研究

中图分类号：TV71.4 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）29-0152-01

油气管道的防腐蚀控制系统主要包括防腐层和阴极保护两方面组成。防腐层控制管道腐蚀的第一种有效的措施。但是因为在进行管道铺设和运输过程中不可避免的会对管道造成磕碰等现象，这样就会导致管道某些地方的防腐层出现脱落，无法很好的保护管道。阴极保护主要是通过向管道内部提供阴极电流，使得管道和地面的电位发生负向极化，从而对管道起到防腐蚀的作用。

一.埋地管道中阴极保护的现状

（一）阴极保护的计算

阴极保护计算在阴极保护技术中是非常重要的步骤，从而对构建的模型进行有效的指导和运行。其计算的核心在于阴极保护中电流和电位在管道中的分布。我国的阴极保护计算方法主要用的是GB/T21448，通过下面的方程式计算可以计算出管道表面的电位分布：

这样的表达式中，代表的是单侧管道保护的长度，代表的极限保护电位和电位之间的差，表现的是管道外径，则是表示保护电流密度，管道线的电阻就是。

在北美中比较流行的一种阴极保护的计算方法主要是：

上面的两种计算方法主要是以电流均匀分布在管道上为前提条件，单管道电位分布的计算方法，不能对段管道进行有效的计算，同时也不能对复杂的金属结构的管网进行电位和电流的有效计算。近些年来，人们越来越注重数值模拟在阴极保护计算中的应用。它主要是通过对管道、阴极保护系统和周围的土壤进行各种模拟，然后结合其计划的曲线，利用边界元方程式来进行计算，从而得出电位和电流在管道上的分布情况。

（二）阴极保护的相关装备

阴极保护的装备主要有阴极保护电源和测量系统，两者结合组成阴极保护系统。电源系统主要是有电源和阴极地床组成，电源在这里面有着核心的作用，而测量系统主要是有测量仪、测试桩和参比电极组成。在国内的阴极保护系统中，采用的电源主要是恒电位仪，其功能与国外相似。测量系统中，主要有测量装和万用表等，这样的装置只能做到电位的测量，而不能进行断电电位的测量。但是在阴极保护准则中，要求的是对断电电位进行有效的测量，所以现在的装备情况还是无法很好的满足准则的要求。阴极保护的参数自动测量技术可以对管道电流和电位进行测量和传输。这样的技术提高了电位测量的准确度，对阴极保护系统做到了适时的监测。通过对管道内电流和电位的监测，工作人员不仅对管道中的交流和直流干扰进行了有效的控制，同时还可以进行分析，找到干扰的源头和管道防腐层的现状。

二.关于阴极保护的相关研究

（一）阴极保护的准则研究

有关阴极保护准则的研究是研究这项技术的基础，对于运用这项技术保护埋地管道有着指导性的作用。因为现在的阴极保护准则无法完全的满足现代埋地管道的生产和运作需求，所以研究人员要对阴极保护准则进行不断的创新和完善。首先，研究人员可以根据我国的埋地管道实际情况的特点，通过模拟和理论进行分析和研究，建立起高温运行管道的阴极保护准则，从而有效的指Ц呶鹿艿酪跫保护技术的开展和设计。其次，因为埋地管道受直流的影响非常严重，所以我国的研究人员可以通过引用外国的阴极保护准则进行分析和研究，从而建立其符合我国现状的动态直流影响下的阴极保护准则，从而对管道做好防护工作。最后就是管道受交流干扰也变得严重，我们也要通过对其研究从而建立起相应的阴极保护准则，确保管道在交流干扰下可以正常的运行。通过上面技术的分析和研究，不仅提高了我国阴极保护水平的发展，同时也有助于我国有关腐蚀电化理论的研究。

（二）阴极保护的数值模拟研究

阴极保护的数值模拟技术是其保护理论发展的一个方向。一方面，为了有效的提高阴极保护数值模拟的精度，研究人员通过对管/地极化曲线的分析和研究，建立起其相关的数据库，从而提高其相关的计算水平。另一方面可以通过计算机的优点，将理论技术应用到实际的工程建设中。

对于埋地管道比较复杂的地方，阴极保护电流的空间分布也相对复杂，金属表面出现的极化现象千差万别，利用传统的阴极保护计算方法不能对其进行准确的分析和计算。阴极保护数值模拟技术主要是建立起准确的站场、土壤和相关系数等，同时结合各种金属筑构物的极化曲线，从而较为准确的计算出阴极保护电流和点位的分布情况，然后有效的指导阴极保护的设计。

（三）阴极保护和防腐层兼容性的研究

防腐层和阴极保护是控制管道防腐蚀系统中的主要措施，两者之间必定会相互影响。阴极保护系统主要是针对防腐层的漏点进行有效的保护。防腐层的电阻率会直接影响到阴极保护的电流密度，而阴极保护的电流密度则直接决定了其保护管道的力度，也就是其所能保护的有效面积。由此可以看出，阴极保护的电流密度和防腐层的电阻率成反比，而和其保护的能力成正比。所以防腐层的电阻率直接影响了阴极保护的保护能力。若想使得防腐层其间的露点得到有效的保护，则需要管道受到适当密度阴极保护电流的保护，所以在对埋地管道进行保护的时候，要考虑到防腐层和阴极保护的兼容性。

总结

综上所述，随着社会经济的快速发展，埋地管道的事业也会随着迅速发展，但是管道面临的各种腐蚀风险也会不断的提高，所以有关管道防腐蚀的技术就要不断的更新和发展。阴极保护技术就是一种非常有效的埋地管道防腐蚀技术，但是在时代的发展中，这种技术也还有待提高和完善。为了保证地下管道的建设和应对各种不同的情况，研究人员要动员各方面的力量，综合的运用计算机技术、卫星、电子、化学等各种技术，不断的提高我国阴极保护的技术水平，从而满足相关技术管理的要求，保证埋地管道可以安全、正常的运行。

参考文献

[1] 薛致远，毕武喜，陈振华，张丰，陈洪源.油气管道阴极保护技术现状与展望[J].油气储运，2014，09：938-944.

[2] 陈利琼，李卫杰，孙磊.油气管道阴极保护效果评估技术研究[J].全面腐蚀控制，2013，09：41-45.