摘要：在天然气管道运行过程中，当阴极保护站使管道全线都达到阴极保护电位以后，就应长期连续工作。为了使管线得到有效保护，必须保证阴极保护装置的正常运转。因此，对设备的经常管理和维护是非常重要的。本文主要探讨天然气管道运行中的阴极保护原理及其维护。
关键词：天然气，管道，阴极保护
当阴极保护站施工完毕以后，经仔细检查电源部分、阴极接地装置、检查片等设施均符合要求以后，先沿线测定管道的自然电位，即可通电测试。使汇流点电位保持－1.2V，稳定24h后，沿管线测定保护电位，并使离保护站最远端的保护电位不低于最小保护电位值。若达不到此值，应查明原因，进行调整，务必使管线电位均在最小保护电位以上。
1阴极保护的原理
使被保护的金属阴极极化，以减少和防止金属腐蚀的方法，叫做阴极保护。阴极保护有两种方法，一种叫牺牲阳极保护，另一种叫强制阴极保护。
1.1牺牲阳极保护
在要保护的金属管路上，连接一种电位更负的金属或合金(如铝合金、镁合金)，称为牺牲阳极。原来在金属管路的两部分之间存在的电位差，在土壤中形成腐蚀电池(为了简化，可以把它看成是一对原电池)。管路连接牺牲阳极后，构成了一个新的腐蚀电池。由于管路原来的腐蚀电池阳极的电极电位比外加的牺牲阳极的电位要正，所以整个管路成为阴极，电流从牺牲阳极流出，经土壤流到地下管路，再经导线流回阳极。这样制止了管路上带正电的金属离子进入土壤，保护了管路免于腐蚀，而外加金属则成为阳极而不断地被腐蚀。其保护电流的大小，主要决定于两极金属之间的电位差。
牺牲阳极保护的优点是构造简单，施工、管理方便，不需要外加电源，适用于无电源或需要局部保护的地方，对邻近的金属结构影响小。其缺点是由于受两个金属之间电极电位差的限制，有效电位差及电流受到限制，用于地下管路保护的最大保护距离不过几公里，当土壤电阻率较高时，保护距离则更短，同时调节电流也困难，另一个缺点是阳极消耗量大，要消耗有色金属。
1.2强制阴极保护
利用外加直流电源，将被保护金属与直流电源负极相连，使被保护的金属整个表面变为阴极而进行阴极极化，以减轻或防止腐蚀，这种方法称为外加电流阴极保护或强制阴极保护。强制阴极保护中的外加电流在管路和辅助阳极之间所建立的电位差，显然比牺牲阳极保护中，阳极与管路间仅依靠两种金属之间产生的电位差大得多。
2典型阴极保护站构成
强制阴极电流保护站由阴保间、恒电位仪(一用一备)，控制台，阳极地床，长效参比电极，连接电缆，电源。在无交流市电的阴极保护站中，采用太阳能电池供电，它包括太阳能接受方阵、太阳能电源系统控制器(NSCI)、蓄电池组以及连接电缆、支架、工作台等附属设施。强制电流是通过外部的直流电源向被保护金属构筑物通以阴极电流使之阴极极化实现保护的一种方法。强制电流阴极保护系统由3部分组成，即极化电源、辅助阳极、被保护的阴极。因此，它的优点是可供给较大的保护电流，保护距离长。同时，可以调节电流和电压，适用范围广。辅助阳极的材料只要求有良好的导电性和抗腐蚀性，不消耗有色金属。其缺点是需要外电源和经常的维护管理。管路的阴极保护就是在金属管路上通以电流，使之阴极极化，电位向负移。这样，在管路上的原腐蚀电池阴极和阳极之间的两极电位差逐渐减小，腐蚀速度下降。
3天然气管道运行中阴极保护的维护
日常的维护管理工作包括以下几个方面：
3.1保护参数的测量
(1)阴极保护站向管道送电不得中断。停运一天以上须报源于：毕业生论文网www.808so.com
主管部门备案，利用管道停电方法调整仪器，一次不得超过2h，全年不超过30h。保证全年98％以上时间给管道送电。(2)检查和消除管道接地障碍，使全线达到完全的阴极保护。(3)定期检查沿线管地电位的分布规律，并作好测试记录。在用恒电位仪供电时，必须经常检查给定的电位是否为规定值，沿管道测定阴极保护电位。此种测量在阴极保护站运行初期每周一次，以后每两周或一月测量一次。并将保护电位测量记录造表上报主管部门。在用整流器供电时，须经常测量汇流点的电位，要求管地电位不得高于－1.25V。各测试桩电位每月测试一次，要求管地电位不得小于－0.85V。(4)管道对地的自然电位和土壤电阻率每隔半年或一年测一次。(5)经常检测整流器的输出电流和电压。如发现电流大大下降而电压上升时，要检查阳极接地电阻值的变化，以判断阳极是否被腐蚀断了或阴极导线与阳极导线是否接触良好。如发现电流值增大很多，电压反而下降时，说明有局部短路。应检查阳极是否与被保护的金属接触短路，或者是别的金属使阳极与阴极短路，或者是绝缘法兰漏电。(6)定期测量阳极接地电阻及检查绝缘法兰的绝缘性能。在正常情况下，绝缘法兰外侧管线的对地电位应与自然电位相同。如绝缘法兰两侧的管地电位发生异常情况，应及时检查绝缘法兰的绝缘性能是否良好[3]。若发现阳极接地电阻显著增大，要及时检查阳极装置，调整或更换阳极装置。(7)要求每隔两年挖出一次检查片，进行检查分析，求出保护度，保护度大于85%算合格。取出一组后应再埋设一组，检查片在安装前要严格除锈，去油污，称重，准确到0.01g。
3.2设备的维修
强制阴极保护的正常运转的关键在于电源设备的维护与管理。对设备要有专人管理，在安装电源设备(恒电位仪或整流器)的场所，要保持干燥、清洁，操作仪器时要严格遵守操作规程，定期进行检修，并作好检修记录。1)电气设备定期技术检查电气设备的检查每周不得少于一次，有下列内容：(1)检查各电气设备电路接触的牢固性，安装的正确性，个别元件是否有机械障碍。检查接至阴极保护站的电源导线，以及接至阳极地床通电点的导线是否完好，接头是否牢固。(2)检查配电盘上熔断器的熔丝是否按规定接好，当交流回路中的熔断器熔丝被烧毁时，应查明原因及时恢复供电。(3)观察电气仪表，在专用的表格上记录输出电压、电流和通电点电位数值，与前次记录(或值班记录)对照是否有变化，若不相同，应查找原因采取相应措施，使管道全线达到阴极保护。(4)应定期检查工作接地和避雷针接地，并保证其接地电阻不大于10Ω，在雷雨季节要注意防雷。(5)搞好站内设备的清洁卫生，注意保持室内干燥，通电良好，防止仪器过热。2)恒电位仪的维护(I)阴极保护站恒电位仪一般都配置两台，互为备用，因此应按要求时间切换使用。退出备用的仪器应立即进行一次技术观测和维修。仪器在维修过程中不得带电插、拔连接件、印刷电路板等。(2)观察全部零件是否正常，元件有无腐蚀、脱焊、虚焊、损坏，各连接点是否可靠，电路有无故障，各紧固件是否松动，熔断器是否完好，如有熔断需查清原因再更换。(3)清洁内部，保持清洁。
参考文献：
黄春芳编著. 天然气管道输送技术[M]. 中国石化出版社，2009.06：98-100.
闫勇，田光. 天然气长输管道外加电源阴极保护故障治理[J]. 科技信息，2012.05：102-103.
[3]李月娥，舒江. 埋地天然气管道阴极保护电位遥测系统及其应用[J]. 化工设备与管道，2012.02：115-116.
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
稳定24h后，沿管线测定保护电位，并使离保护站最远端的保护电位不低于最小保护电位值。若达不到此值，应查明原因，进行调整，务必使管线电位均在最小保护电位以上。1阴极保护的原理使被保护的金属阴极极化，以减少和防止金属腐蚀的方法，叫做阴极保护。阴极保护有两种方法，一种叫牺牲阳极保护，另一种叫强制阴极保护。1 WWw.808so.com 808论文查重
天然气管道运行中阴极保护探析
更新时间：2024-03-03
作者：用户投稿
本站原创
本站原创
点赞:11053 浏览:45850