石油天然气长输管道阴极保护作用及管理要求

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
六自由度
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。在做好长输管
刘招华
道电法保护的基础上,上世纪末便开展了区域性阴极保护技术研究应用,并取得了显著的防护效果和经济效益。区域性阴极保护就是将被保护区域内的所有金属构筑物作为一个阴极实体,对原油站库来说,把所保护区域地下的集输管网和储罐底板下表面当成一阴极实体,形成一个统一的保护系统,在其间适当位置布置阳极深井,提供保护电流,实现阴极保护。区域性阴极保护具有如下特点:地下金属构筑物的几何形状复杂;管道呈密集网状分布;干扰电流来源普遍存在;地下金属构筑的绝缘情况不一;保护电流需要量大;被保护对象在不断变化。
2阴极保护设备
阴极保护系统的核心设备是电源(恒电位仪),国外也称之为电源(整流器),二者在功能和技术水平上基本相同。国内大部分管道进行阴极保护通电电位测试,较少测试断电电位。通电电位包括土壤IR降,不能反映管道真实保护情况,特别是防腐层破损严重的管段。电流同步中断电位测量技术解决了阴极保护通(断)电电位测量,包括时钟同步电流中断器和电位采集器。从应用效果看,电流中断器的周期性中断恒电位仪电流输出,测试中产生阶跃性电压、电流峰值变化,中断时间差异对测量结果造成影响,对恒电位仪也产生损害。西北植物学报
研发新型的管道阴极保护通(断)电电位测量仪器是发展方向。另一方面,管道存在交直流干扰情况下,无法应用电流中断电位测试技术。国际管道研究协会PRCI提出使用试片法进行电位测量,基本原理是试片可等同于管道上相同面积防腐层漏点的阴极保护特性和保护效果,实施方法是通过测试桩连接管道与试片,切断管道和试片瞬间测试电位。自动测量和传输是阴极保护技术和数字化管道的发展方向。目前国外管道通过集成卫星时钟同步技术、计算机技术和阴极保护测量技术,研发集成式阴极保护系统。国内相关单位开发了阴极保护数据远程传输系统,在陕京管道、广东大鹏液化天然气管道进行了应用。
集成式阴极保护系统结构是数据管理系统、控制系统和阴极保护装备三个层级,具备下列功能和特点:(1)实现阴极保护电位及交流电压的自动测试和实时传输,满足管道腐蚀和干扰监测要求,通过分析电位和干扰电压分布,了解和掌握管道干扰腐蚀情况,防腐层状况和保护效果,从根本上提高阴极保护装备技术及管理水平。(2)减少了人员工作量,消除人为操作影响因素,数据准确可靠,数据存储管理高效。(3)根据后续需求扩展其他监测功能,例如温度场监测、应力应变监测、位移监测。
3阴极保护设备
连云港 核废料阴极保护系统的核心设备是电源(恒电位仪),国外也称之为电源(整流器),二者在功能和技术水平上基本相同。国内大部分管道进行阴极保护通电电位测试,较少测试断电电位。通电电位包括土壤IR降,不能反映管道真实保护情况,特别是防腐层破损严重的管段。电流同步中断电位测量技术解决了阴极保护通(断)电电位测量,包括时钟同步电流中断器和电位采集器。从应用效果看,电流中断器的周期性中断恒电位仪电流输出,测试中产生阶跃性电压、电流峰值变化,中断时间差异对测量结果造成影响,对恒电位仪也产生损害。研发新型的管道阴极保护通(断)电电位测量仪器是发展方向。
另一方面,管道存在交直流干扰情况下,无法应用电流中断电位测试技术。国际管道研究协会PRCI提出使用试片法进行电位测量,基本原理是试片可等同于管道上相同面积防腐层漏点的阴极保护特性和保护效果,实施方法是通过测试桩连接管道与试片,切断管道和试片瞬间测试电位。自动测量和传输是阴极保护技术和数字化管道的发展方向。目前国外管道通过集成卫星时钟同步技术、计算机技术和阴极保护测量技术,研发集成式阴极保护系统。
4技术应用与展望
1.
围绕阴极保护现场应用,加大科研和技术投入。总结历年来的运行和管理经验,深入现场调查研究,将高铁运行杂散电流对埋地金属管道的腐蚀影响研究、阴极保护电位IR降测试、阴极保护远程监测技术应用、金属储罐底板外侧阴极保护电位分布规律列为重点内容,出腐蚀存在原因和抑制方法,现场跟踪验证,确保实施效果。
(2) 完善管道信息和技术共享平台。建立采油与地面工程运行管理系统(A5),促进各单位技术交流和资源共享,继续完善管道运行管理等信息,充实数据,加大统计范围。
昆德拉(3) 加强基础管理,严格巡检制度。管理职能部门对阴极保护岗位的运行和管理情况进行现场督导,定期召开阴极保护管理例会,形成岗位、大队、公司三位一体的管理模式,持续不懈开展岗位练兵,不断排查管道腐蚀泄漏风险隐患,加强管道完整性管理,让阴极保护技术为油田生产设施的安全运行保驾护航。
结束语2013年禽流感:综上所述,油气长输管道铺设是一项极为复杂的工程,而且管道所处环境的复杂性,也对管道的防腐处理提出了更高的要求。阴极保护技术的应用,可以很好地规避管道
附属现象的发生,成本低效果好,对提高管道资源的利用率,减少资源浪费等具有重要作用。而且阴极保护技术在油气长输管道中的应用已经有很长时间的历史了,经验丰富,技术成熟,应该被广泛地推广与应用。本文在阴极保护技术上的分析希望能够给相关研究提供一些借鉴经验。
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