石油化工地下管网的阴极保护
油气管道阴极保护系统常见问题及解决方法
油气管道阴极保护系统常见问题及解决方法摘要：社会的日益发展进步加速了各行各业对能源的需求，而管道作为运输石油天然气的主要途径得到了快速发展。
深埋地下的钢质管道由于受到微生物以及土壤等因素的腐蚀，对人们的生命及财产安全产生了严重的威胁。
管道外加阴极保护和外防腐层作为钢质管道的主要防腐措施，目前，研究阴极保护故障问题的问题仍然比较少。
鉴于此，本文就油气管道阴极保护系统常见问题及解决方法展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。
关键词：油气管道；阴极保护；杂散电流；牺牲阳极1、阴极保护常见故障及排除方法1.1、牺牲阳极故障分析由于牺牲阳极保护无需外部电源，而且安装维护费用低、对外界的干扰比较小，具有不占用其他建筑物以及无需征地的优点，经常将其用在管线建设过程中以及输气场内管线的临时保护。
阳极材料自身的性能直接决定着牺牲阳极的保护效果，目前，经常用到的牺牲阳极的材料有锌合金、铝合金以及镁合金这三类。
牺牲阳极的常见故障如下：（1）阳极的输出电流逐渐减小，无法满足保护点位要求。
导致这种现象存在的主要原因是环境污染对阳极产生了影响、阳极消耗大、阳极周围土壤干燥以及阳极/阴极连接线断开等。
（2）随着阳极输出电流的不断增加，保护物电位级化无法满足标准要求。
出现这种现象的主要原因是被保护体和相邻的金属物由于绝缘装置失效、环境改变以及绝缘层老化而导致土的充气量增加，水的含氧量也随之加大。
（3）阳极体受到了严重的腐蚀，但是，阳极已经无法正常运作[1]。
出现这种问题的主要原因是阳极成分不合理，在工作环境中出现了钝化现象；阳极局部受到了严重腐蚀；因阳极合金化不均匀而产生了局部腐蚀现象。
就以某天然气输气站的不同牺牲阳极测试数据进行分析，具体内容如表1所示。
表1某天然气输气站内牺牲阳极测试数据管道编号管道通电电位(CSE)/V管道断电电位(CSE)/V阳极开路电位(CSE)/V阳极输出电流/mA阳极类型投运时间/a1-0.79-0.64-0.1224.42锌合金102-0.73-0.65-1.1015.91锌合金103-0.941-0.838-1.1239.27锌合金104-0.946-0.835-1.11731.30锌合金105-1.15-0.959-1.59992.69锌合金56-0.975-0.957-1.605329.20锌合金5从表中内容可以得知，1、2、3、4号管道通电(或断电)电位比保护点位低，阳极保护水平相对较差；5号和6号管道点位合格。
油库的区域阴极保护技术
油库的区域阴极保护技术随着全球石油需求的不断增长，油库的建设和运营变得越来越重要。
在油库中，阴极保护技术被广泛应用于储罐和管道的保护，以减少腐蚀对设施的损害。
本文将探讨油库的区域阴极保护技术，并介绍其原理、应用和未来发展。
一、区域阴极保护技术的原理1.1 阴极保护的基本原理阴极保护是通过在金属结构表面施加一个外加电位，使该金属成为一个阴极，从而抵消其与周围环境的电荷差，防止金属腐蚀的一种技术。
在油库中，阴极保护主要用于储罐和管道，以防止地下水中的电化学腐蚀。
1.2 区域阴极保护的特点区域阴极保护是一种集中控制的阴极保护系统，在一定的范围内提供保护电流，常用于大型油库。
与点阴极保护相比，区域阴极保护具有以下特点：（1）降低成本：区域阴极保护系统可以覆盖较大的区域，这意味着在覆盖范围内只需要安装一个设备，减少了设备安装和维护的成本。
（2）减少电极数量：相比于点阴极保护，区域阴极保护系统可以通过按需调节电流密度来减少电极的数量，进一步降低成本。
（3）提高系统可靠性：区域阴极保护系统采用集中控制，可以对整个系统进行监控和管理，及时发现并排除故障，提高系统的可靠性。
（4）适应性强：区域阴极保护系统可以根据实际情况进行调整和优化，适应不同环境的需求，例如调整保护电流密度、电极布置等。
二、区域阴极保护技术的应用2.1 储罐保护在油库中，储罐通常是最容易腐蚀的部分。
区域阴极保护技术可以通过在储罐壁上安装阴极电极来提供保护电流，防止储罐壁腐蚀。
此外，还可以通过地下电缆将保护电流引导到储罐中，形成一个全面的保护系统。
2.2 管道保护油库中的管道能够将石油产品从储罐输送到其他地方，因此也需要保护。
区域阴极保护技术可以通过在管道上安装电缆和阳极，为管道提供保护电流。
这种技术不仅可以防止管道腐蚀，还可以延长管道的使用寿命。
三、区域阴极保护技术的发展趋势3.1 温度和湿度监控区域阴极保护系统的效果受环境条件的影响。
为了提高系统的可靠性和效率，未来的发展方向之一是引入温度和湿度监控。
石油化工企业埋地钢管道区域性阴极保护技术
地 下管 网所 处 环境 恶劣 ， 除水 、 气外 ， 氧 还有 大 量腐 蚀介 质 以及 杂散 电 流存 在 。 而尤 其 是 消 防水
和 工业水 管 网等 地下 钢质 管 网 ， 外 防腐蚀 层一 般 其 为 防腐蚀 等 级较 低 的环 氧煤 沥青 ， 且十年前 建成 的 企业 一般 不 增设 阴极 保 护 ， 限一 长 ， 年 防腐 蚀 层 出 现 老化 、 离 和破 损 ， 出基 体 。从 电化学 腐 蚀 角 剥 露 度考 虑 ， 破露 点将 作 为 电化 学 腐 蚀 的小 阳极 ， 腐 防 蚀层 完好 的部分作 为 电化 学 反应 的大 阴极 ， 从而 引
发腐 蚀性 极 其严 重 的大 阴极小 阳极 的电化学 过 程 ，
分层 埋 设 现 象 ， 管 径 跨 度 较 大 ， 但 从 ８ ｌ１ １ ０ｌＩ～ ｌ Ｉ ４０ｒｒ； ２ ｎ部分管 段运行 期 问泄 漏 、 修 频 次较 高 ， ｎ 维 每 年至 少停工检修 ２次 以上 ； 道 防腐 蚀层 状况 较差 ， 管 经评估 达差 与劣等 级 的 占到 ３ ％左 右 （ 见表 １ ； ０ 详 ）
径庭 。
蚀层 类型及 等级 、 运行 期 间 的维修 情 况等 ） 土 壤腐 ；
蚀 特性 ； 电流分布 ； 杂散 管道外 防腐 蚀层 老化 和破损 情 况等 。应 用的方法 主要 有 ： 直接 观察 法 、 检测 无损 法、 在线检测法 和实验室理 化分析法 等 。 调研 结果发 现 ： 钢质管道 分布较 为规范 ， 发现 术
管道周 围土壤腐蚀 性强 ， 均土壤 电阻率 ２ ． （ ・ 平 ５８ ｎ ｍ）部 分 区域存 在杂散 电流干扰 。 ；
表 １ 管道 防腐 蚀层 检 测 状 况
破露 点处 腐蚀 速 度会 以几何 数 量级 增加 ， 孔等 腐 穿
阴极保护工作原理
阴极保护工作原理
阴极保护是一种用来保护金属结构或设备免受腐蚀的方法，几乎所有的金属工业都在使用阴极保护，包括船舶、石油天然气和化工厂以及在空间、水域和土壤中的管道系统。
它可以减少腐蚀，防止金属结构在长期使用中发生破坏。
阴极保护的原理是利用金属电位（也称为穿透力）来阻止金属结构和设备表面的腐蚀。
该原理要求在腐蚀现场建立两个电位极不同的电极，其中一个极为正极，另一个为负极，正极放在需要保护的金属结构表面，而负极放在另一个不受腐蚀的金属体上。
当外部电位差产生时，负极表面的电流会从正极流出，抵消外部电位差，有效地阻止了正极表面的腐蚀。
阴极保护可以分为平衡式阴极保护和恒流式阴极保护，前者是将负极和正极固定在一起，将它们保持在相同的电位上，而后者是将负极和正极相连，每隔一段时间用电流补充正极，以增加保护效果。
阴极保护也有一些局限性，它只能保护有限的金属体。
如果要保护的金属体超过受保护的金属，就会出现腐蚀。
此外，由于更替电流会消耗能量，因此阴极保护系统也有一定的能量消耗，需要定期检查和维护。
总之，阴极保护是一种重要的金属表面保护方法，能有效阻止金属结构表面腐蚀，并保护金属结构和设备长期使用。
然而，它也有一定的局限性，如果超出受保护的金属体范围，就会发生腐蚀，因此需要做好定期检查和维护的准备。
站场内埋地管道区域性阴极保护技术优化与应用
站场内埋地管道区域性阴极保护技术优化与应用【摘要】本文主要介绍了站场内埋地管道区域性阴极保护技术的优化与应用。
在分析了研究的背景、意义和目的。
在正文中，首先概述了区域性阴极保护技术，并重点讨论了站场内埋地管道阴极保护技术的优化和应用案例分析。
随后，详细介绍了技术优化方法，并进行了经济效益分析。
在总结了本文的研究成果并展望了未来的研究方向，同时提出了技术推广与应用的建议。
本文通过深入探讨区域性阴极保护技术的优化与应用，为相关领域的研究和实践提供了重要参考。
【关键词】站场内埋地管道、区域性、阴极保护技术、优化、应用案例、技术优化方法、经济效益分析、总结与展望、技术推广与应用、研究展望。
1. 引言1.1 研究背景随着社会经济的不断发展和城市化进程的加快，站场内埋地管道的建设和运行管理形成了一个庞大的体系。
随着管道运行年限的增加，部分管道出现了腐蚀现象，给管道的安全运行带来了极大的隐患。
如何对站场内埋地管道进行有效的阴极保护技术优化和应用成为了当前亟待解决的问题。
目前，虽然站场内埋地管道阴极保护技术已经得到了广泛应用，但仍然存在一些问题，如阴极保护效果不稳定、保护电流损失较大等。
对区域性阴极保护技术的优化和应用具有重要意义，可以提高管道的安全性和稳定性，减少管道运行期间的腐蚀损失，延长管道的使用寿命，保障站场内管道系统的正常运行。
为了解决上述问题，本文将对区域性阴极保护技术进行深入研究，并通过案例分析、技术优化方法和经济效益分析来探讨该技术在站场内埋地管道中的应用前景，从而为管道运行管理和维护提供有力的支持。
1.2 研究意义区域性阴极保护技术在站场内埋地管道领域具有重要的意义。
通过优化和应用该技术，可以有效延长管道的使用寿命，减少管道的维护和修复成本，提高管道的运行效率和安全性。
区域性阴极保护技术可以有效保护管道免受外部环境因素的侵蚀，减少管道的腐蚀和破损，从而降低管道事故的发生率，保障输送管道的安全运行。
阴极保护在埋地管道施工中的应用
环北 京成 品油 管道 工程是 北京 ２ ０ 年奥运 会重 点 区 范围 ，因此 推荐 使用 。另 一方 面 ， 制 电流法 则有 ： ０８ 强
工程 ， 要为北 京机 场 及城市 备 个加 油站 输送 汽油 、 主 航 保护 范 围大 、 适合 范 围广 、 励 电势及 输 出 电流高 、 激 综
线设 置一 个 阀室 。 道 干线采用 密 闭顺序 输油 工艺 。 管 管 与 防腐 层双 重保 护 。
（） 阳极 不得 使用 在土壤 电阻率 ＞ ２０Ｑ ・ 的 １锌 ０ ｍ
（） 阳极 不宜 使用在 土壤 电阻率 ＞ ｌ ＯＱ ・ 的 ２镁 ０ ｍ （） 加 电流阴极保 护法 在选 用 时不受 土壤 电阻率 ３外
空煤 油及 柴油 ， 线一 旦泄漏 ， 可能导 致爆 炸 、 灾 、 合 费用 低等优 点 ，故 适合 用于 长输 管 线或市 郊管 线 的 管 就 火 污 染环境 等 恶性 事故 ，直 接 影响北 京 奥运 会能 否顺 利 防腐 。 应用 于市 区范 围内时 ， 由于其 会产生 干扰 电 如 则
的限制 。
号 Ｙ１４ ７ ，坐 标为 Ｘ＝ ３ ２ ８ ０ ０ Ｙ＝ ９ ０ ２ ８ ６ ３ ４ ９ ．０ ， ４ ０ １ ．８ ）沿 场合 ；
道 外防腐 பைடு நூலகம்缘层 主 要为三层 Ｐ Ｅ或 Ｆ Ｅ， Ｂ 采用 阴极保 护 场合 ；
２城市 成 品油埋地 管道 的 阴极 保护 方 法
埋在 土壤 中的金 属管道 由于各 种原 因管道表 面 将 ３１ ． ２采用牺牲阳极法时， ． 选用阳极的保护效果应符合 出现 阳极 区和 阴极 区 ， 并在 阳极 区发生 局部腐 蚀 。 阴极 以下要求
． 点 位于京 承 高速 公路 与北 六环 公 路交 点 的西侧 （ 号 ３１牺牲 阳极选 用及 布 点的技 术要 求 桩 Ｙ１４ 坐 标为 Ｘ＝ ３４５ ２０ Ｙ＝ １９ ８７６ 北京 城 ３１１ 电防护法 在选用 时应符 合 以下要 求 ０， ３ ２５ ．１ ， ５ ０ １ ．８ ， ．． 市坐 标系 ，下 同 ） ，终点 位于八 达 岭高速 公路 西侧 （ 桩
大型石化装置地下管网的区域性阴极保护方案
大型石化装置地下管网的区域性阴极保护方案摘要：本文根据现阶段大型石化装置地下管网所使用的阴极保护技术种类进行详细分析，同时结合实际的中石化公司案例，进一步总结出大型石化装置地下管网的区域性阴极保护方案。
关键词：石化装置；地下管网；阴极保护方案；保护方法大型石化装置地下管网在安装和铺设时，由于周边自然环境相对比较恶劣，并且管道所传输的物质大多数具有一定腐蚀性，所以管道极易受到严重的腐蚀，如果不能及时处理，不仅会造成管道穿孔，还会导致管道内部物质泄露，带来污染。
1阴极保护技术种类阴极保护技术是目前地下金属管线防腐保护技术手段之一，该技术原理主要是在需要保护的金属物质表面增加适合的电流，致使金属物质自身属性为阴极，使得金属出现腐蚀问题时所产生的电子物质得到有效控制，确保所产生的腐蚀电流大幅度减少甚至无限接近于0，以此实现减缓金属表面腐蚀速度的目的。
阴极保护技术根据电流来源的不同一般分为：外加电流保护方法以及牺牲阳极保护方法，所以根据两种保护方法特点以及应用环境分别进行阐述。
1.1外加电流保护方法外加电流保护方法从本质上来看，主要通过外部增加直流电源，以此实现降低金属表面腐蚀速度，该技术在实际运转过程中具有显著特点，比如：阴极保护输出电流高，可以在较大控制范围内持续不间断的调整电流基础输出数量；该技术受外界环境影响较小，在土壤基础电阻率较高情况下，仍然具有一定调整效果；该技术在使用惰性电流辅助金属阳极时，能够对金属表面进行持续保护；对于金属表面覆盖范围小、覆盖质量差的连接管道，同样可以达到阴极保护效果；该技术在经济投入方面上相比其他技术来说较小，但是由于技术使用特点，后续维护管理工作量大，需要投入更多人力、财力以及物力。
1.2牺牲阳极保护方法牺牲阳极保护方法在实际应用过程中，是一项为金属管道线路提供阴极电流的专业技术手段，常见的牺牲阳极材料主要包含：镁物质、镁合金等。
而该技术在实际应用环节上所具有的技术特点主要包含：在投入使用后无需额外增加电流电源；由于技术应用特点，使用前期一次性投入高，并且在技术实际运营过程中对于有色金属的使用总量和牺牲消耗较大；所传输的养护保护电流相对较小，电流在金属表面分布均匀，不会出现过度保护等情况；由该技术所产生的电流相对较小，因此对于管道附近的金属物质来说所造成的影响低，因此通常被应用在结构复杂的管道连接体系中；该技术投入使用之后其施工工艺比较简单，并且技术应用总体工程量小，但是由于技术应用比较灵活，一旦投入使用后，后续维护和数据调整工作十分复杂；因为该技术属于一次性投入，后续所产生的保护电流无法调整，所以整个操作流程几乎不具备控制性，只需要前期投入，后续则无需专业的设备维护和系统管理[1]。
油库区域阴极保护技术应用分析
孙大 鹏， 等 ． 油 库区 域阴 极 保护 技 术应 用 分 析
储 运 安 全
１ ． １ 保 护方 式
Ｐ—— 阳极 区的土 壤 电阻率 ，Ｑ ｍ； Ｒ — — 阳极组 接 地 电阻 ， Ｑ； ｎ — — 阳极支 数 ；
经 过 对 油 库 的腐 蚀 调 查 ， 对 其 腐 蚀 状 况 有 了
ｍ 。
根 据 油 库 区 的 实 际情 况 ， 采用消除 Ｉ Ｒ降 电位 测量 探头对其 地下 管网 的阴极 保护 电位进行 测量 。 为 加 强 阴极 保 护 系统 的管 理 ， 保 证 系 统 运 行 正常， 取 得 预 期 的保 护 效 果 ， 油 库 区 阴极 保 护 系 统 采 用 最 新 一 代 阴极 保 护 电源 — — 数 控 高 频 开 关恒电位仪 ， 同 时结 合 阴极 保 护 在 线 监 控专 家 系 统， 实 现 对 阴 极 保 护 系统 的 远 程 智 能 化 监 测 、 控 制 和故 障分 析 ， 大 大 提 升 阴极 保 护 系统 的管 理 水
平。
为５ ０ ｍ Ａ ／ ｍ ， 地 下 管 线 所 需 电流 密 度 为 ６ ｍ Ａ ／ ｍ ， 总保 护 电流约 为 １ ５ ８ Ａ。
ｃ ） 阳极地床。阳极地床选用预制含铬高硅铸 铁 阳极 ， 单 支 阳极 尺 寸 为 ７ ５ ｍｍ ｘ １ ５ ０ ０ ｍｍ， 阳 极重量为 ５ ０ ｋ ｇ ／ 支， 预包 装 阳极尺 寸 为 ２ ７ ３ ｍ ｍ ｘ ２ ０ ０ ０ ｍｍ； 阳极 井 为 ３ ０ ０ ｍ ｍ， 深５ ０ ｍ， 每 口深 井 安装 １ ０支高 硅 铸 铁 阳极 ， ５口深 井 ， 共５ ０ 支 阳极 ， 为 防止 发生气 阻 ， 设置 通气 管直 达地 面 。 阳极 组接 地 电阻 可按下 式计 算 ： Ｒ ＝ ・ ， ＿‘ ｌ ｎ
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阴极保护是一项技术成熟、经济效益显著的防腐技术，但对于石油化工领域，阴极保护技术的应用却鲜见报道，其原因主要是在石油化学工业中被保护的对象错综复杂，相互的影响很大，存在着屏蔽和众多的干扰因素，使阴极保护的电位分布难于均匀，还可能产生不良的副作用。
尤其是在石油化工防爆厂区的地下管网，实施阴极保护需要加设大量的绝缘法兰并在地下产生跨步电压，由此产生的不安全因素阴极保护技术难于在是偶遇化工防爆区应用。
采用阴极保护技术对厂区地下管网进行保护是切实可行的。
但是这一方法在易燃易爆的石化厂区密集管网上还没有实施先例，需要攻克的技术关键是：保护电位的分布、装置区杂散电流的分流和行之有效的安全防爆措施。
阴极保护方案设计的设计原则和技术路线
对于一般长输管道采限绝缘法兰把保护管段与不保护的金属构筑物隔开，以免阴极保护电流的损失。
如采用绝缘法兰，各装置要加多个不同规格的绝缘法兰，而且如果一处漏装或绝缘失效，将使短路电流加大，增加装置不安全的因素。
经反复研究，认为加绝缘法兰方案不可行，装置长时间停运改装绝缘法兰也是不可能的，只能采用别的技术路线。
研究确定技术路线是：不设绝缘法兰，在装置周围埋设牺牲阳
极，而在装置外围采用外加电流联合保护，对厂区地下金属结构物实施全方位的阴极保护方案。
地下金属结构物全方位阴极保护，在三次保护电位普测过程中，管地电位、铜接地网和电缆的电位均未发现有局部电位正移现象，阴极保护系统不会产生电干扰腐蚀。
从电位测试数据看，电位在
-0.75-0.78V之间。
比钢管电位偏低，但电位沿线管线分布均匀，也达到了了铸铁管的保护电位。
管网处在等电位状态下，已超过铜的保护电位范围，处于安全保护之中。
在石油化工防爆厂区实施阴极保护，突破了绝缘法兰这一禁区，全方位保护地下复杂大管网的金属设施，做到安全而无副作用，这是一项首创性的技术工程实践。
详情咨询河南汇龙合金材料有限公司刘珍。