王若丹

西部管道新疆輸油氣分公司

摘  要：埋地管道通常采用防腐層輔以陰極保護的腐蝕控制手段，在生產運行過程中需要加強陰極保護的監測檢測。陰極保護智能電位測試監控系統在新疆地區的成功實踐，證明該系統可有效監測管道陰極保護情況，減少管線腐蝕事故的發生。

關鍵詞：天然氣管道；陰極保護；智能監控；特高壓直流；全天候

埋地管道采用防腐層輔以陰極保護的腐蝕控制系統，生產運行過程中需開展陰極保護的監測檢測，采集評定陰保數據和運行參數[1]，定期管理維護陰保設備裝置。新疆地區管道電位測試特點為點多線長，管道經過的地域錯綜復雜，在濕地、沙漠、戈壁等地方開展管道電位測試工作極不方便。西部管道新疆分公司通過采用智能電位測試監控系統，提高了工作質量和效率，取得了良好的效果。

1 智能電位測試監控系統

智能電位測試監控系統由無線數據采集端、云服務器數據處理端、系統平臺客戶端三大部分組成（圖 1），該系統可實現陰極保護電位的自動采集與處理，具有無線遠程數據傳輸、信息查詢與分析、設備GIS地理位置信息查詢、陰保電位預警信息推送和管道管理等功能[2-3]。

無線數據采集端采用GPRS或NB―IOT無線通訊數據傳輸，內置高精度A/D轉換芯片，科學的抗干擾及防雷電路設計，確保設備采集數據的準確性及設備穩定長壽命運行。

云服務器選用華為云、阿里云等大型云服務器廠商高配云服務器，保障了管道數據的安全。數據經由云服務器處理完畢后，自動備份智能存儲，確保數據的完整性。

系統客戶端采用B/S架構軟件，內建GIS監控中心、數據中心、預警中心、管道設備管理及數據報表統計下載，方便客戶全面了解各項數據。手機端登錄指定賬號即可遠程查看數據及接收陰極保護電位預警信息。

2 應用案例

西部管道新疆輸油氣分公司為監測高后果區管道 陰極保護狀況，評價陰極保護系統是否有效，于2019年在管轄范圍內安裝智能測試儀41套，采集管道/試片通斷電位、管道交流電壓。管道通電電位采集使用測試儀+NSC-1極化探頭測試， GPRS通訊上傳，測試儀電源采用光伏發電+鋰電池（12 V 10 Ah）供電，以保證測試儀能夠持續供電，每日全天候智能采集數據。

2.1 智能采集儀安裝

每個人口密集型高后果區段前后各安裝1處智能采集儀（圖 2），數據采用無線傳輸，通過云服務器最終傳輸到公司陰極保護在線監控管理平臺。如平臺接口未開放，能實現統一傳輸存儲功能，待平臺開放后數據傳輸至公司。

智能采集儀所用電纜利用線路測試樁引線。配套埋設采集儀、試片、長效參比電極或極化探頭等，至少能采集管道/試片通電電位、管道交流電壓等。

2.2 智能采集儀調試

本次調試采用萬用表（經鑒定合格的Fluke289）測試數據與智能采集儀自動采集數據進行比對，檢查智能采集儀測量精度（要求與Fluke289直流電壓、交流電壓小于5 mV可以進行安裝，否則進行校正或更換），測試數據見表 1、表 2、表 3。

2.3 系統客戶端調試

客戶端調試主要包括GIS監控中心、數據中心、預警中心、管道設備管理及數據報表統計等功能，以確保GIS 監控中心可直觀展示不同管道走向及設備采集數據，方便客戶查看不同管道設備的各項數據；系統概覽可直觀展示當前設備總數、預警設備總數、預警設備詳情以及區域設備近一周采集數值；預警功能及時推送預警消息，提示客戶處理問題管段；數據報表功能可以統計最近每月各項電位采集數據，數據由多平臺云服務備份存儲；數據監控中心可詳細展示當前客戶的所有設備的各項詳細數據，數據可自動生 成曲線圖，方便展示陰極保護系統運行情況；管道設備用戶可自行添加管道參數包括管道長度走向等檔案信息，設備可以變更管道屬性方便客戶做設備部署位置。

2.4 現場應用效果

2019年11月28日、 29日，智能電位測試監控系統監測到哈密地區部分管道保護電位正向偏移，異常監測數據如圖 3，管道最正電位達到+3.08 V，該段管道持續2天處于直流電解狀態。

2019年11月29日管道維護人員現場對管道電位進行測試，與智能電位測試儀反饋的數據完全吻合。觀察該段管線周圍情況，有兩條特高壓直流（HVDC）輸電線路（分別是吉泉線±1 100 kV、哈鄭線±800 kV）垂直經過管道（圖 4）。為此分析，可能是受到特高壓線路影響[4-5]。

經過向該地區電網管理人員了解，該段特高壓直流（HVDC）輸電線路這種運行模式每年大約有15天～20天時間，按照每年365天計算，管道每年有4.1%～5.5%的時間處于HVDC影響的直流電解狀態，嚴重危害管道腐蝕防護系統，影響管道安全運行。

3 小結

智能電位測試監控系統在新疆地區管線上的應用，彌補了傳統人工采集陰極保護電位數據的不足，實現了數據的全天候實時采集，以及對未達標數據的智能報警，有助于及時發現問題、解決問題，提高了日常運行管理工作效率和管理水平，能夠有效減少管線腐蝕事件的發生，保障管道安全。

參考文獻：

[1] 武維勝，黃小美，臧子璇，陳亮. 埋地管道腐蝕檢測與評價技術[J]. 煤氣與熱力， 2012(10)： 89-93.

[2] 武建宏，姜波. 基于GPRS的長輸管道陰極保護無線數據采集系統[J]. 石油化工自動化， 2008(04)：43-45.

[3] 楊彬，李孝瑩.智能陰保監控系統的工程應用實例[J]. 全面腐蝕控制， 2017(10)： 24-26.

[4] 李丹丹，畢武喜，祁惠爽，穆承廣，薛致遠，陳洪源，陳洪民.交叉并行管道陰極保護干擾數值模擬[J]. 油氣儲運， 2014(03)： 65-69.

[5] 查鑫堂，張建文，陳勝利，趙景茂，姜瑞景.雜散電流干擾和陰極保護作用下碳鋼腐蝕規律研究[J].表面技術， 2015(12)： 12-18， 26.

    作者簡介：王若丹，女，工程師， 1986年生，畢業于東北石油大學油氣儲運專業，現主要從事管道陰保防腐工作。聯系方式： 0 9 9 1 -7562177， 402424858@qq.com。