侯利濤

西部管道獨(dú)山子輸油氣分公司管道科

摘要：為防止閥室內(nèi)接地網(wǎng)吸收陰極保護(hù)電流影響管線陰保效果，閥室內(nèi)接地與管線通過絕緣卡套、絕緣墊片等措施絕緣。閥室漏電將導(dǎo)致局部管線陰保電位偏正，失去有效陰極保護(hù)而存在腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。開展了閥室漏電問題排查，通過閥室管道與接地電位、防雷接地極電阻、絕緣性能等測試和分析，判定閥室漏電區(qū)域并實(shí)施整改，保障陰極保護(hù)有效性從而避免管道腐蝕。

關(guān)鍵詞：閥室漏電；絕緣；電位；陰極保護(hù)

油氣輸送管道防腐一般采用外加電流陰極保護(hù)方式，投資小、保護(hù)效果好，只要全線陰極保護(hù)電位達(dá)標(biāo)就可以保護(hù)管道不發(fā)生腐蝕。西氣東輸管道閥室與管道干線并未加裝絕緣接頭，閥室與管道干線存在電連接。為防止雷擊和干擾損壞，閥室內(nèi)部工藝、自控、電氣設(shè)備接地較多，管道陰保電流從管道干線到達(dá)閥室后，若閥室內(nèi)部接地設(shè)備未與管道做到電絕緣，陰保電流就會(huì)沿著管道進(jìn)入閥室接地系統(tǒng)，導(dǎo)致閥室上下游管道電位偏正，局部管道得不到有效陰極保護(hù)而存在腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。

1  閥室漏電排查

通過對分公司44座閥室排查，找出具體搭接點(diǎn)或陰保電流流失點(diǎn)，針對每座閥室陰保漏電問題進(jìn)行整改。氣管線閥室檢測評價(jià)包括：管線及閥室接地電位測量，閥室接地系統(tǒng)測量，絕緣測試，閥室至放空區(qū)絕緣接頭測量。油管線閥室檢測評價(jià)包括：確認(rèn)有無絕緣設(shè)施，閥室前、后管道的自然電位，閥室前、后管道的斷電電位。

1.1  閥室管道與接地電位測量

（1）電位測試。采用uDL2數(shù)據(jù)記錄儀與陰極保護(hù)試片（探頭）測試閥室管道與接地網(wǎng)（摘除前和摘除后）通電電位、交流電壓、試片瞬間斷電電位變化等。將管道、試片、參比電極對應(yīng)接入uDL2，其自動(dòng)一次性采集通電電位、斷電電位、交流電壓和交流電流密度（圖 1）。

圖 1 UDL2數(shù)據(jù)記錄儀測試示意圖

（2）數(shù)據(jù)分析。①干線極化電位應(yīng)滿足﹣850 mV（CSE）～﹣1200 mV（CSE）；②管道交流電壓不高于 4 V 時(shí)，可不采取防護(hù)措施；對存在持續(xù)交流干擾電壓大于4 V的區(qū)域，應(yīng)計(jì)算其交流干擾電流密度，對交流干擾電壓劇烈波動(dòng)或交流干擾嚴(yán)重管段，進(jìn)行24 h 交流干擾電壓監(jiān)測。

1.2  防雷接地極檢測

分段測試閥室內(nèi)接閃器、引下線、接地裝置的接地電阻，判斷接地系統(tǒng)的可靠性及與管道連接的可能性。

（1）接地電阻測試。采用三角形布極法測量接地系統(tǒng)的接地電阻。如圖 2 a所示，在土壤電阻率較均勻的地區(qū)，d13取2 L，d12取L；在土壤電阻率不均勻的地區(qū)，d13取3 L，d12取1.7 L（圖 2 b）。測量過程中電位極沿接地體與電流極的連線移動(dòng)三次，每次移動(dòng)距離為d13的5%左右，若三次測試值接近，取其平均值作為長接地體的接地電阻值；若測試值不一致，將電位極往電流極方向移動(dòng)，直至測試值接近為止。長接地體的接地電阻也可以采用圖 2所示三角形布極法測試，此時(shí) d13= d12≥2 L。

圖 2 接地電阻測試示意圖

（2）數(shù)據(jù)分析。①RTU閥室有兩套接地系統(tǒng)，一個(gè)是工作接地，一個(gè)是防雷接地，聯(lián)合接地網(wǎng)的接地電阻應(yīng)不大于4 Ω；②非 RTU 閥室，參照防雷規(guī)范及設(shè)計(jì)要求，閥室防雷罩的接地電阻應(yīng)不大于10 Ω。

1.3  絕緣測試

閥室內(nèi)的電氣部分（包括防雷接地）應(yīng)與干線電絕緣，如果絕緣出現(xiàn)問題，則會(huì)使陰保電流大量流失同時(shí)將干線可能存在的雜散電流引入閥室。采用絕緣接頭測試儀、電位差法或漏電百分率法進(jìn)行閥室內(nèi)工藝管線與電器、防雷接地絕緣測試。

如果絕緣卡套兩邊的電位正常電位差明顯，表明此閥室不存在漏電現(xiàn)象；如果電位差很小或接近，表明閥室存在漏電現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)一步將閥室內(nèi)設(shè)備與接地網(wǎng)的連線全部斷開再測試，若電位差恢復(fù)正常（電位差明顯），表明絕緣性能失效位置在地面。測試地上所有絕緣卡套和絕緣墊片位置電位，確定失效位置。如電位差仍未恢復(fù)正常，表明絕緣性能失效位置在地下（搭接）。這種情況需要開挖閥室接地極，查找接地極與管道搭接的位置。

絕緣性能測試儀可快速檢測絕緣件是否失效，其原理為絕緣失效點(diǎn)的阻抗測量值應(yīng)該低于0.5 Ω，考慮的是失效點(diǎn)本身的電性能而不是其內(nèi)置阻抗，所以電流泄漏測試比內(nèi)置阻抗測試更可靠。通過以下三點(diǎn)確定絕緣體和測試路徑的狀況：開路、短路或良好。①絕緣體電壓差值較小或處于相反極性時(shí)，說明是來自被保護(hù)段的相反側(cè)；②接觸點(diǎn)處允許電流泄漏的百分比為25%或更低；③通過絕緣體的電壓降比較明顯，通過無效或短路絕緣體的電壓降一般為10 mV或更低。

1.4  查找閥室漏電區(qū)域

采用交流電流衰減法（PCM），給管道施加一個(gè)檢測電流（由DM大功率發(fā)射機(jī)向管道發(fā)送近似3 Hz直流、4 Hz自選電流和128 Hz/640 Hz定位電流)，使用便攜式接收機(jī)跟蹤電流流向，找出閥室電流泄漏區(qū)域，通過分析損失的電流大小，確定管道與接地網(wǎng)的搭接點(diǎn)。

如圖 3所示，閥室感應(yīng)電流有明顯信號衰減，反映出閥室存在漏電現(xiàn)象。

圖 3 電流衰減法閥室漏電曲線圖

2  問題處理

2.1  搭接處理

對查找出的管道與接地網(wǎng)搭接處實(shí)施隔離（圖 4）。

圖 4 絕緣處理措施示例

2.2  絕緣墊片漏電問題整改

更換失效的絕緣墊片（圖 5），再次排查確認(rèn)閥室有無漏電問題。

圖 5 更換失效絕緣墊片

2.3  儀器儀表漏電整改

壓變、溫變等與管道直接連接的小管道可以增加定制絕緣卡套、絕緣接頭進(jìn)行處理，如圖 6所示。不能斷開連接的，增設(shè)犧牲陽極單獨(dú)接地，保證接地良好的同時(shí)為管道提供一定的保護(hù)電流。

圖 6 無絕緣卡套儀表增加絕緣卡套

3  結(jié)語

閥室漏電若不加以處置，一味調(diào)整恒電位儀輸出，會(huì)導(dǎo)致部分管道過保護(hù)，嚴(yán)重時(shí)管道發(fā)生陰極剝離及氫致開裂。閥室漏電問題整改后杜絕了此類問題發(fā)生。同時(shí)提升了閥室管道陰極保護(hù)效果，尤其是防腐層施工質(zhì)量較差的管道也將得到有效保護(hù)，避免發(fā)生腐蝕而影響管線運(yùn)行安全。

作者簡介：侯利濤，1995年生，本科，助理工程師，主要從事陰保防腐管理工作。聯(lián)系方式：18700045894，2778719892@qq.com。