基于缩比模型的海底管道外加电流阴极保护系统延寿技术研究

贾 旭 胡丽华 宣超杰 常 炜 鞠孝行 宋世德

（1. 大连理工大学，辽宁 大连 116024；2. 中海油研究总院有限责任公司，北京 100028）

0 引言

随着油气资源需求的日益增加，海底油气管道也迅速在海底蔓延开来。海底管道因其使用寿命长、制造成本相对低廉等原因，铺设距离逐年增加。截至2017年，全球在役油气管道数量达3800条，总里程约196万公里，在海上能源输送中发挥着重要作用[1]。由于长期处在高压、低温的复杂海洋环境下，海底管道在投入运行之前需进行合理的阴极保护系统设计，目前普遍采用的是牺牲阳极和外防腐涂层结合的方法[2]。但随着服役年限的增加，管道防腐涂层不断降解恶化，外加水下外力对管道的剐蹭或者导管架平台等连接结构短接的原因，造成牺牲阳极的丢失或过度消耗，导致管道直接与海水接触，阴极保护系统提前进入中后期阶段[3]。为了保证海洋油气开发的持续性和安全性，在检测到管道缺陷的情况下，选择经济合理的腐蚀防护方式延长在役海底管道阴极保护系统服役寿命的工作势在必行。

目前海洋结构的阴极保护延寿技术包括牺牲阳极阴极保护（SACP）技术和外加电流阴极保护（ICCP）技术。牺牲阳极阴极保护的设计相对简单，但其制造和使用过程中会伴随生态污染，水下施工量大，工程投资和维修费用相对较高。而外加电流阴极保护是通过外加直流电源和辅助阳极向被保护结构物施加阴极电流，使被保护结构物达到保护状态，其保护电流可调，水下施工量小，是一种环境友好型产品，尤其随着油气的开采范围逐渐向深海区域发展，外加电流延寿的经济性则逐渐凸显[4-6]。……