魯佳琪 張志堅(jiān) 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(xiàn)全長(zhǎng)484 km，沿線(xiàn)穿越農(nóng)田、山區(qū)、河溝谷等地形地貌，其中順河谷敷設(shè)達(dá)30 km，途經(jīng)區(qū)域地下水較為豐富。該管線(xiàn)投產(chǎn)3年以來(lái)陰極保護(hù)系統(tǒng)一直不能正常發(fā)揮作用，通過(guò)檢測(cè)，整條管線(xiàn)存在多處保護(hù)電位偏正及偏負(fù)問(wèn)題（見(jiàn)圖1）。據(jù)此，經(jīng)檢測(cè)、分析，查找原因，并分類(lèi)進(jìn)行整改，取得了良好效果。

圖1 整改前管道沿線(xiàn)保護(hù)電位

1.1 設(shè)計(jì)缺陷

1.1.1 恒電位儀及保護(hù)電位檢測(cè)

首先對(duì)A站場(chǎng)恒電位儀的運(yùn)行狀況，包括運(yùn)行模式、輸出電流、輸出電壓、參比電位、預(yù)置電位等參數(shù)進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可見(jiàn)，恒電位儀的參比電位偏負(fù)。為同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了開(kāi)箱檢測(cè)，以了解埋地管道的保護(hù)電位，結(jié)果見(jiàn)表2。

1.1.2 原因分析及整改措施

從表1、表2可以看出，進(jìn)站區(qū)域絕緣接頭內(nèi)側(cè)保護(hù)電位達(dá)不到要求，站內(nèi)區(qū)域陰保保護(hù)電位偏負(fù)，遂對(duì)恒電位儀進(jìn)行了調(diào)整。調(diào)整后經(jīng)測(cè)試，恒電位儀運(yùn)行正常，站內(nèi)區(qū)域保護(hù)電位有較大正向偏移，但進(jìn)站區(qū)域絕緣接頭內(nèi)側(cè)保護(hù)電位較之前無(wú)明顯變化，達(dá)不到保護(hù)要求，而且啟/停恒電位儀，都沒(méi)有明顯變化，說(shuō)明該區(qū)域無(wú)陰保電流。當(dāng)恒電位儀控制電位為–1.8V時(shí)，進(jìn)站區(qū)域處于欠保護(hù)狀態(tài)，而其他區(qū)域處于過(guò)保護(hù)狀態(tài)，說(shuō)明調(diào)整恒電位儀的輸出對(duì)該區(qū)域的保護(hù)沒(méi)有起到作用。

經(jīng)查閱初設(shè)圖紙并仔細(xì)檢查，A站場(chǎng)最初設(shè)計(jì)的是一個(gè)閥室，而不是站場(chǎng)（見(jiàn)圖2），絕緣接頭安裝在放空和分輸管線(xiàn)上，進(jìn)站管線(xiàn)的陰極保護(hù)按干線(xiàn)設(shè)計(jì)，而非按站場(chǎng)區(qū)域設(shè)計(jì)。后期設(shè)計(jì)變更為A站場(chǎng)，但陰保專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)未做變更，仍按閥室設(shè)計(jì)施工。為避免站場(chǎng)區(qū)域陰保與線(xiàn)路陰保彼此干擾，決定對(duì)進(jìn)站區(qū)域增設(shè)20支鎂合金犧牲陽(yáng)極進(jìn)行熱點(diǎn)保護(hù)。整改后經(jīng)測(cè)試，電位達(dá)到–1.0 V。

圖2 A站場(chǎng)管線(xiàn)進(jìn)站區(qū)域示意圖

1.2 施工質(zhì)量問(wèn)題

1.2.1 恒電位儀及保護(hù)電位檢測(cè)

對(duì)a號(hào)閥室恒電位儀的運(yùn)行工況及保護(hù)電位進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果分別見(jiàn)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(cè)數(shù)據(jù)判斷，管道的保護(hù)電位應(yīng)該為正常狀態(tài)。但對(duì)比表3與表4的相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，管線(xiàn)實(shí)際保護(hù)電位已達(dá)–2.0 V，而恒電位儀顯示的參比電位卻僅為–0.91 V。為驗(yàn)證是否長(zhǎng)效參比電極埋設(shè)位置不當(dāng)所致，特意將便攜參比埋設(shè)于閥室外，取代長(zhǎng)效參比給恒電位儀反饋信號(hào)。結(jié)果恒電位儀的輸出和顯示均正常，證明長(zhǎng)效參比電極造成反饋信號(hào)偏差。

在原埋設(shè)位置將長(zhǎng)效參比更換為新的，管線(xiàn)實(shí)際保護(hù)電位與恒電位儀顯示的參比電位與之前沒(méi)有發(fā)生變化。隨后，繼續(xù)采用原長(zhǎng)效參比，但將其位置調(diào)整至出閥室下游，經(jīng)測(cè)試正常后埋設(shè)，然后運(yùn)行恒電位儀，結(jié)果恒電位儀顯示的參數(shù)與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試一致。通過(guò)長(zhǎng)效參比位置調(diào)整前后對(duì)比及查閱設(shè)計(jì)圖紙發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致實(shí)際保護(hù)與顯示電位不一致不是長(zhǎng)效參比損壞造成的，而是施工單位未嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙施工，埋設(shè)位置太靠近陽(yáng)極地床所致。

1.3 交流干擾

1.3.1 b號(hào)閥室恒電位儀及保護(hù)電位檢測(cè)

對(duì)b號(hào)閥室恒電位儀工況及保護(hù)電位現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)，并未發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象。

1.3.2 b號(hào)閥室問(wèn)題分析

經(jīng)查閱恒電位儀歷史記錄發(fā)現(xiàn)，輸出電流波動(dòng)較大，在13～15點(diǎn)期間，經(jīng)常因?yàn)楣芫�(xiàn)上的保護(hù)電位過(guò)負(fù)而沒(méi)有電流輸出。為了驗(yàn)證這一點(diǎn)，對(duì)b號(hào)閥室附近管道的保護(hù)電位進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)（見(jiàn)圖3）。

圖3 b號(hào)閥室附近管道13:35～13:54保護(hù)電位值

圖3表明管道保護(hù)電位確實(shí)存在400 mV左右的波動(dòng)，波值在13:37達(dá)到–1.57 V，此時(shí)恒電位儀的電流輸出為0，已無(wú)調(diào)整余地。可見(jiàn)，由于b號(hào)閥室附近管道保護(hù)電位波動(dòng)大，引起了恒電位儀輸出電流的波動(dòng)，證明確實(shí)存在雜散電流干擾，但對(duì)于干擾源一直無(wú)法確定。直到第二天對(duì)該閥室下游B站場(chǎng)的恒電位儀及保護(hù)電位進(jìn)行檢測(cè)后，才發(fā)現(xiàn)干擾來(lái)源于B站場(chǎng)。

1.3.3 B站場(chǎng)恒電位儀及保護(hù)電位檢測(cè)

對(duì)B站場(chǎng)恒電位儀的運(yùn)行工況及保護(hù)電位進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)表5、表6。

1.3.4 原因分析及整改措施

由表6可知，干線(xiàn)上游保護(hù)電位過(guò)負(fù)，且上下游無(wú)跨接。將3號(hào)機(jī)柜1號(hào)恒電位儀停運(yùn)1 h 后進(jìn)行測(cè)試，保護(hù)電位仍達(dá)到-1.8 V。將瑞麗站至b號(hào)閥室，所有陰保系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)調(diào)試，全部沒(méi)有達(dá)到-1.8V。由于B站場(chǎng)上下游干線(xiàn)未跨接，故可以排除電流來(lái)自于B站場(chǎng)下游的可能性。據(jù)此推測(cè)，外來(lái)雜散電流應(yīng)該來(lái)自于本站。最后在站外找到一接地裝置，與管道進(jìn)行了跨接（2016年1月12日），隨后調(diào)整至正常恒位運(yùn)行恒電位儀，干線(xiàn)上的保護(hù)電位穩(wěn)定在-1.25 V。

2016年1月12日11：31～14:31對(duì)干線(xiàn)進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)，檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)圖4，其中12:30之前，為未連接接地?cái)?shù)值，偏差較大，此后連接上接地，運(yùn)行平穩(wěn)。14:08連接好B站場(chǎng)上下游跨接線(xiàn)，出現(xiàn)了極小的波動(dòng)后恢復(fù)正常。同時(shí)，13:30（以前該時(shí)間段干擾最大）巡護(hù)人員在b號(hào)閥室測(cè)試保護(hù)電位，顯示數(shù)據(jù)為–1.25 V，且b號(hào)閥室恒電位儀輸出電流穩(wěn)定在0.6 A。說(shuō)明經(jīng)過(guò)B站場(chǎng)站外管道接地措施（相當(dāng)于排流），全線(xiàn)已沒(méi)有雜散電流干擾。

圖4 1月12日b號(hào)閥室附近管道11:31～14:31保護(hù)電位值

全線(xiàn)整改調(diào)試完畢后，在瑞麗至彌渡段安裝極化探頭及極化試片，并進(jìn)行通斷電位測(cè)試，測(cè)量數(shù)據(jù)見(jiàn)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(biāo)準(zhǔn)，說(shuō)明管道得到有效保護(hù)。

圖5 通斷電位檢測(cè)數(shù)據(jù)

（1）閥室設(shè)計(jì)變更為站場(chǎng)時(shí)，陰保專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)同步做相應(yīng)變更。管線(xiàn)建設(shè)期間，應(yīng)加強(qiáng)施工監(jiān)管，確保參比電極埋設(shè)位置按圖施工。針對(duì)交流干擾，可增設(shè)排流裝置消除干擾。

（2）管道陰極保護(hù)應(yīng)作為一個(gè)系統(tǒng)看待，在故障處理時(shí)，應(yīng)上下游聯(lián)合整改調(diào)試，使得管道沿線(xiàn)保護(hù)電位達(dá)標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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

作者：魯佳琪，男， 1988年生，工程師， 2013年碩士畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（華東），現(xiàn)主要從事油氣管道運(yùn)行管理方向的工作。

來(lái)源：《管道保護(hù)》2017年第3期（總第34期）