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全長484 km，沿線穿越農(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。該管線投產(chǎn)3年以來陰極保護(hù)系統(tǒng)一直不能正常發(fā)揮作用，通過檢測，整條管線存在多處保護(hù)電位偏正及偏負(fù)問題（見圖1）。據(jù)此，經(jīng)檢測、分析，查找原因，并分類進(jìn)行整改，取得了良好效果。

圖1 整改前管道沿線保護(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

首先對(duì)A站場恒電位儀的運(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，結(jié)果見表1。

由表1可見，恒電位儀的參比電位偏負(fù)。為同時(shí)現(xiàn)場進(jìn)行了開箱檢測，以了解埋地管道的保護(hù)電位，結(jié)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(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)電位較之前無明顯變化，達(dá)不到保護(hù)要求，而且啟/停恒電位儀，都沒有明顯變化，說明該區(qū)域無陰保電流。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)域處于過保護(hù)狀態(tài)，說明調(diào)整恒電位儀的輸出對(duì)該區(qū)域的保護(hù)沒有起到作用。

經(jīng)查閱初設(shè)圖紙并仔細(xì)檢查，A站場最初設(shè)計(jì)的是一個(gè)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(jìn)站管線的陰極保護(hù)按干線設(shè)計(jì)，而非按站場區(qū)域設(shè)計(jì)。后期設(shè)計(jì)變更為A站場，但陰保專業(yè)設(shè)計(jì)未做變更，仍按閥室設(shè)計(jì)施工。為避免站場區(qū)域陰保與線路陰保彼此干擾，決定對(duì)進(jìn)站區(qū)域增設(shè)20支鎂合金犧牲陽極進(jìn)行熱點(diǎn)保護(hù)。整改后經(jīng)測試，電位達(dá)到–1.0 V。

圖2 A站場管線進(jìn)站區(qū)域示意圖

1.2 施工質(zhì)量問題

1.2.1 恒電位儀及保護(hù)電位檢測

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，結(jié)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(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，證明長效參比電極造成反饋信號(hào)偏差。

在原埋設(shè)位置將長效參比更換為新的，管線實(shí)際保護(hù)電位與恒電位儀顯示的參比電位與之前沒有發(fā)生變化。隨后，繼續(xù)采用原長效參比，但將其位置調(diào)整至出閥室下游，經(jīng)測試正常后埋設(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)場測試一致。通過長效參比位置調(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

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

1.3.2 b號(hào)閥室問題分析

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�上的保護(hù)電位過負(fù)而沒有電流輸出。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（見圖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，已無調(diào)整余地。可見，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)于干擾源一直無法確定。直到第二天對(duì)該閥室下游B站場的恒電位儀及保護(hù)電位進(jìn)行檢測后，才發(fā)現(xiàn)干擾來源于B站場。

1.3.3 B站場恒電位儀及保護(hù)電位檢測

對(duì)B站場恒電位儀的運(yùn)行工況及保護(hù)電位進(jìn)行了檢測，結(jié)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(hù)電位過負(fù)，且上下游無跨接。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)行檢測調(diào)試，全部沒有達(dá)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(jù)此推測，外來雜散電流應(yīng)該來自于本站。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)干線進(jìn)行連續(xù)檢測，檢測數(shù)據(jù)見圖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站場上下游跨接線，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。說明經(jīng)過B站場站外管道接地措施（相當(dāng)于排流），全線已沒有雜散電流干擾。

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)行通斷電位測試，測量數(shù)據(jù)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(biāo)準(zhǔn)，說明管道得到有效保護(hù)。

圖5 通斷電位檢測數(shù)據(jù)

（1）閥室設(shè)計(jì)變更為站場時(shí)，陰保專業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)同步做相應(yīng)變更。管線建設(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，使得管道沿線保護(hù)電位達(dá)標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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

來源：《管道保護(hù)》2017年第3期（總第34期）