魯佳琪 張志堅 張興龍 王任 趙飛 楊超光

西南管道德宏輸油氣分公司

中緬天然氣管道某條管線全長484 km，沿線穿越農田、山區、河溝谷等地形地貌，其中順河谷敷設達30 km，途經區域地下水較為豐富。該管線投產3年以來陰極保護系統一直不能正常發揮作用，通過檢測，整條管線存在多處保護電位偏正及偏負問題（見圖1）。據此，經檢測、分析，查找原因，并分類進行整改，取得了良好效果。

圖1 整改前管道沿線保護電位

  1 存在問題及整改措施

1.1 設計缺陷

1.1.1 恒電位儀及保護電位檢測

首先對A站場恒電位儀的運行狀況，包括運行模式、輸出電流、輸出電壓、參比電位、預置電位等參數進行了檢測，結果見表1。

由表1可見，恒電位儀的參比電位偏負。為同時現場進行了開箱檢測，以了解埋地管道的保護電位，結果見表2。

1.1.2 原因分析及整改措施

從表1、表2可以看出，進站區域絕緣接頭內側保護電位達不到要求，站內區域陰保保護電位偏負，遂對恒電位儀進行了調整。調整后經測試，恒電位儀運行正常，站內區域保護電位有較大正向偏移，但進站區域絕緣接頭內側保護電位較之前無明顯變化，達不到保護要求，而且啟/停恒電位儀，都沒有明顯變化，說明該區域無陰保電流。當恒電位儀控制電位為–1.8V時，進站區域處于欠保護狀態，而其他區域處于過保護狀態，說明調整恒電位儀的輸出對該區域的保護沒有起到作用。

經查閱初設圖紙并仔細檢查，A站場最初設計的是一個閥室，而不是站場（見圖2），絕緣接頭安裝在放空和分輸管線上，進站管線的陰極保護按干線設計，而非按站場區域設計。后期設計變更為A站場，但陰保專業設計未做變更，仍按閥室設計施工。為避免站場區域陰保與線路陰保彼此干擾，決定對進站區域增設20支鎂合金犧牲陽極進行熱點保護。整改后經測試，電位達到–1.0 V。

圖2 A站場管線進站區域示意圖

1.2 施工質量問題

1.2.1 恒電位儀及保護電位檢測

對a號閥室恒電位儀的運行工況及保護電位進行了檢測，結果分別見表3、表4。

1.2.2 原因分析及整改措施

單從表3中恒電位儀工況檢測數據判斷，管道的保護電位應該為正常狀態。但對比表3與表4的相關數據發現，管線實際保護電位已達–2.0 V，而恒電位儀顯示的參比電位卻僅為–0.91 V。為驗證是否長效參比電極埋設位置不當所致，特意將便攜參比埋設于閥室外，取代長效參比給恒電位儀反饋信號。結果恒電位儀的輸出和顯示均正常，證明長效參比電極造成反饋信號偏差。

在原埋設位置將長效參比更換為新的，管線實際保護電位與恒電位儀顯示的參比電位與之前沒有發生變化。隨后，繼續采用原長效參比，但將其位置調整至出閥室下游，經測試正常后埋設，然后運行恒電位儀，結果恒電位儀顯示的參數與現場測試一致。通過長效參比位置調整前后對比及查閱設計圖紙發現，導致實際保護與顯示電位不一致不是長效參比損壞造成的，而是施工單位未嚴格按照設計圖紙施工，埋設位置太靠近陽極地床所致。

1.3 交流干擾

1.3.1 b號閥室恒電位儀及保護電位檢測

對b號閥室恒電位儀工況及保護電位現場進行檢測，并未發現異常現象。

1.3.2 b號閥室問題分析

經查閱恒電位儀歷史記錄發現，輸出電流波動較大，在13～15點期間，經常因為管線上的保護電位過負而沒有電流輸出。為了驗證這一點，對b號閥室附近管道的保護電位進行連續檢測（見圖3）。

圖3 b號閥室附近管道13:35～13:54保護電位值

圖3表明管道保護電位確實存在400 mV左右的波動，波值在13:37達到–1.57 V，此時恒電位儀的電流輸出為0，已無調整余地。可見，由于b號閥室附近管道保護電位波動大，引起了恒電位儀輸出電流的波動，證明確實存在雜散電流干擾，但對于干擾源一直無法確定。直到第二天對該閥室下游B站場的恒電位儀及保護電位進行檢測后，才發現干擾來源于B站場。

1.3.3 B站場恒電位儀及保護電位檢測

對B站場恒電位儀的運行工況及保護電位進行了檢測，結果見表5、表6。

1.3.4 原因分析及整改措施

由表6可知，干線上游保護電位過負，且上下游無跨接。將3號機柜1號恒電位儀停運1 h 后進行測試，保護電位仍達到-1.8 V。將瑞麗站至b號閥室，所有陰保系統進行檢測調試，全部沒有達到-1.8V。由于B站場上下游干線未跨接，故可以排除電流來自于B站場下游的可能性。據此推測，外來雜散電流應該來自于本站。最后在站外找到一接地裝置，與管道進行了跨接（2016年1月12日），隨后調整至正常恒位運行恒電位儀，干線上的保護電位穩定在-1.25 V。

2016年1月12日11：31～14:31對干線進行連續檢測，檢測數據見圖4，其中12:30之前，為未連接接地數值，偏差較大，此后連接上接地，運行平穩。14:08連接好B站場上下游跨接線，出現了極小的波動后恢復正常。同時，13:30（以前該時間段干擾最大）巡護人員在b號閥室測試保護電位，顯示數據為–1.25 V，且b號閥室恒電位儀輸出電流穩定在0.6 A。說明經過B站場站外管道接地措施（相當于排流），全線已沒有雜散電流干擾。

圖4 1月12日b號閥室附近管道11:31～14:31保護電位值

  2  整改效果

全線整改調試完畢后，在瑞麗至彌渡段安裝極化探頭及極化試片，并進行通斷電位測試，測量數據見圖5，從圖中可看出管道斷電電位處于–0.85～–1.2 V之間，符合GB/T21448-2008標準，說明管道得到有效保護。

圖5 通斷電位檢測數據

  3  結論

（1）閥室設計變更為站場時，陰保專業設計應同步做相應變更。管線建設期間，應加強施工監管，確保參比電極埋設位置按圖施工。針對交流干擾，可增設排流裝置消除干擾。

（2）管道陰極保護應作為一個系統看待，在故障處理時，應上下游聯合整改調試，使得管道沿線保護電位達標。

參考文獻：

[1] 耿鉑.沙漠地區長輸管道陰極保護設計.腐蝕與防護， 2006,27(10):532-535.

[2] 胡士信.管道陰極保護技術現狀與展望.腐蝕與防護,2004,25(3):93-101.

[3] 張永飛,趙書華,李平,等.長輸埋地管道陰極保護故障診斷與排除.腐蝕與防護,2014,35(11):1168-1172.

作者：魯佳琪，男， 1988年生，工程師， 2013年碩士畢業于中國石油大學（華東），現主要從事油氣管道運行管理方向的工作。

來源：《管道保護》2017年第3期（總第34期）