陳泓沅

烏魯木齊輸油氣分公司

鄯烏線建于1996年，全線313km，站場5座（鄯烏壓氣首站、大河沿清管站、新化分輸站、烏魯木齊城市站、烏石化末站），其中烏魯木齊作業(yè)區(qū)管段148km，管理站場三座（新化分輸站、烏魯木齊城市站、烏石化末站），為保證烏魯木齊市及周邊民生和工業(yè)用氣的安全暢通，確保作業(yè)區(qū)各站安全有效運(yùn)行，對站內(nèi)工藝設(shè)備設(shè)施采取有效的陰極保護(hù)，是保證站內(nèi)設(shè)備設(shè)施及埋地管道安全有效運(yùn)行的先決條件和基本措施。但是站場由于地理環(huán)境、天氣變化、土壤結(jié)構(gòu)、站內(nèi)綠化、各類管線較多等因素，造成腐蝕性較強(qiáng)，如果區(qū)域陰保欠缺或失效，就容易發(fā)生腐蝕，甚至穿孔泄漏。所以，有效做好站場的設(shè)施和埋地管道的區(qū)域陰極保護(hù)就十分關(guān)鍵，現(xiàn)就科學(xué)有效的開展好站場區(qū)域陰保的檢測，編制出科學(xué)有效的實(shí)施方案，并有計(jì)劃的合理分步推進(jìn)，進(jìn)行淺析。

1 站場區(qū)域陰保的開展

新化、城市、石化分輸站三個站場區(qū)域陰保系統(tǒng)自運(yùn)行以來于2013年做過一次區(qū)域陰保有效性檢測評價，包括恒電位儀及其附屬設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)檢測、管道絕緣裝置絕緣性能測試、設(shè)備設(shè)施及埋地管道的電位、陰保干擾問題排查等內(nèi)容，為各站陰極保護(hù)工作的日常維護(hù)管理提供依據(jù)，推進(jìn)防腐陰保問題治理工作，消減設(shè)施及管道腐蝕隱患，提升防腐陰保管理水平。

1.1 站場陰極保護(hù)的現(xiàn)狀

目前各站區(qū)域陰保都采用深井陽極的保護(hù)方式，由于鄯烏線于1996年投產(chǎn)，當(dāng)時國內(nèi)還沒有柔性陽極的先例，所以采用深井陽極保護(hù)也是當(dāng)時最為有效的保護(hù)方式。各站內(nèi)基本由閥組、分離、清管、消防、接地網(wǎng)各系統(tǒng)組成。設(shè)備設(shè)施、埋地管道、裸露管體的防腐措施為環(huán)氧粉末及加強(qiáng)瀝青防腐，由于建成時間較長和當(dāng)時的防腐技術(shù)的限制，相對于其它新建站場的防腐效果就有所欠缺，所以為開展區(qū)域陰保檢測的有效性，提前做好區(qū)域陰保有效檢測計(jì)劃實(shí)施方案的編制尤為重要。

1.2 檢測前需要的檢測設(shè)備及材料項(xiàng)目必備的檢測設(shè)備及材料如下表所示：

2 項(xiàng)目檢測方案實(shí)施具體步驟

目前站場區(qū)域陰極保護(hù)效果檢測與評價主要包括陰極保護(hù)電位測試、恒電位運(yùn)行狀況檢查、輔助陽極運(yùn)行狀況檢測、長效參比檢測以及絕緣裝置性能檢測等內(nèi)容。

2.1 資料收集

收集站內(nèi)埋地金屬結(jié)構(gòu)物的基本信息（管道的長度、埋深、材質(zhì)；防腐層類型，厚度，使用年限）；接地系統(tǒng)的材質(zhì)、分布、腐蝕狀況等；陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)資料（包括回路設(shè)置，陽極的直徑、位置、埋深等）。

當(dāng)所需資料不全時，進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研或利用地下金屬構(gòu)件測試儀探測來掌握埋地管線、接地網(wǎng)及接地極的分布位置。

2.2 現(xiàn)場調(diào)查

具體包括：各陰保間內(nèi)恒電位儀型號及參數(shù)、各陽極地床的類型和埋設(shè)方式、是否預(yù)埋長效參比電極，測試樁數(shù)量、位置及接線端子布局，是否設(shè)有接線箱。

2.3 陰極保護(hù)電位測量方法

2.3.1區(qū)域陰保測試樁通斷電位測試

將區(qū)域陰保各恒電位儀的輸出陰極和陽極之間各串接一組同步斷流器，用萬用表測試區(qū)域陰保各測試樁通斷電位。

2.3.2按生產(chǎn)區(qū)域劃分片區(qū)，如泵區(qū)/壓縮機(jī)區(qū)（首站有此設(shè)備）、閥組區(qū)、清管區(qū)、分離區(qū)等。分出至少4個區(qū)，抽查測試每個區(qū)域管道、儲罐、接地裝置的通斷電位。

2.4 恒電位儀運(yùn)行狀況檢查

2.4.1檢查恒電位儀的輸出電流、輸出電壓、控制電位等參數(shù)是否正常。

2.4.2恒電位儀自檢。

2.4.3參照恒電位儀產(chǎn)品說明書檢查接入各類電纜、導(dǎo)線的位置是否正確牢靠；檢查防雷裝置是否一端接地，一端連輸出電壓端。

2.5 輔助陽極接地電阻

2.5.1使用接地電阻測試儀測試各回路陽極總接地電阻。

測量前斷開陽極地床與恒電位儀的連接，當(dāng)采用下圖（a）測量時， d13不得小于 40m， d12不得小于 20m。在土壤電阻率較均勻的地區(qū)， d13取2L， d12取L；在土壤電阻率不均勻的地區(qū)， d13取 3L， d12取 1.7L。

在測量過程中，電位極沿接地體與電流極的連線移動三次，每次移動的距離為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；若測試值不接近，將電位極往電流極方向移動，直至測試值接近為止。長接地體的接地電阻也可以采用如圖（b）所示的三角形布極法測試，此時d13= d12≥2L。

按動HT5600接地電阻測試儀的測量鍵，在液晶屏上讀取接地電阻值即可。

2.5.2有陽極接線箱的，采用上述3.5.1的三極法測試分回路的接地電阻值，確認(rèn)是否有單個回路接地電阻超標(biāo)。

2.6 陽極輸出電流測試

在陽極電纜和恒電位儀正極之間串連合適量程分流器（通常為75 mV， 10 A），用萬用表直流電壓檔測量分流器兩端的電壓，測得的電壓除以分流器的電阻可得恒電位儀的輸出電流。

2.7 長效參比電極有效性

使用萬用表和校對過的便攜式參比電極，測量便攜式參比電極與長效參比電極的電壓差，應(yīng)符合GB/T21246-2007《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)參數(shù)測量方法》中關(guān)于參比電極的規(guī)定。

2.8 絕緣接頭（法蘭）的絕緣性能測試

擬對沿線站場內(nèi)連接管道的電絕緣裝置進(jìn)行絕緣性能檢測，首先使用電位法進(jìn)行測試，在電位法無法判斷絕緣裝置的性能時，再進(jìn)一步用DM漏電法進(jìn)行測試。

（A）電位法

對陰極保護(hù)運(yùn)行的管道，可以用電位法判斷其絕緣性能。

測試方法：

1）測量接線如下圖；

2）在對被保護(hù)管道通電之前，用數(shù)字萬用表V測試絕緣接頭（法蘭）非保護(hù)側(cè)a的管道電位Va1；

3）保持硫酸銅電極位置不變，對保護(hù)管道通電，并調(diào)節(jié)陰極保護(hù)電源，使保護(hù)側(cè)b點(diǎn)的管地電位Vb達(dá)到-0.85V～-1.50V之間；

4）測試a點(diǎn)的管地電位Va2。

數(shù)據(jù)分析：

若Va1和Va2基本相等，則認(rèn)為絕緣接頭（法蘭）的絕緣性能良好；若絕對值Va2＞Va1且Va2接近Vb值，則認(rèn)為絕緣接頭（法蘭）的絕緣性能可疑。若輔助陽極距絕緣接頭（法蘭）足夠遠(yuǎn)，且判明與非保護(hù)側(cè)相連的管道沒同保護(hù)側(cè)的管道接近或交叉，則可判定為絕緣接頭（法蘭）的絕緣性能很差（嚴(yán)重漏點(diǎn)或短路）；否則采用DM漏電率測量法來進(jìn)一步測量。

（B） DM漏電率測量法

在電位法無法判斷絕緣性能時采用以下方法測試。

測試方法：

1）測量接線如下圖

2）斷開保護(hù)側(cè)陰極保護(hù)電源

3）按DM操作步驟，用DM發(fā)射機(jī)在保護(hù)側(cè)接近絕緣接頭（法蘭）處向管道輸入電流I；

4）在保護(hù)測電流輸入點(diǎn)外側(cè)，用DM接收機(jī)測量并記錄該側(cè)管道電流I1；

5）在非保護(hù)側(cè)用DM接收機(jī)測量并記錄該側(cè)管道電流I2。

數(shù)據(jù)處理，用下面公式計(jì)算絕緣接頭（法蘭）漏電百分率。

對于地上的電絕緣裝置，也可采用RF-IT地上絕緣法蘭測試儀進(jìn)行測試，此方法簡便快捷，準(zhǔn)確率較高。測試方法如下：

將測試儀的兩個探針分別連接絕緣法蘭兩端，保證探針與絕緣法蘭兩端管道良好接觸，然后打開測試儀器開關(guān)，如測試儀LCD顯示屏上的指針指向100，表明絕緣接頭性能良好，如指針指向0，表明絕緣接頭短路。

2.9 氧化鋅避雷器的檢測

萬用表測量氧化鋅避雷器兩端的電阻，電阻值達(dá)到兆歐級說明該氧化鋅避雷器工作正常。

2.10 陰陽極電纜完好性

使用接地電阻測試儀（絕緣搖表）檢測每一回路的陽極電纜、陰極電纜、參比電纜是否有破損、斷裂情況。

2.11自然電位測試

將站場分為4個區(qū)，分別測試自然電位。

方法1：將區(qū)域陰極保護(hù)恒電位儀停機(jī)24小時，在站場內(nèi)測試樁處測試管道自然電位。

方法2：試片（或極化探頭）法：將區(qū)域陰極保護(hù)恒電位儀停機(jī)24小時，同時將與管道相同材質(zhì)的試片或極化探頭，埋設(shè)在站場內(nèi)地下50cm處， 24小時之后通過引線測量試片的自然電位。

2.12 土壤電阻率測試

土壤電阻率測試，用HT5600采用Winner4極法測量，極間距離為管道埋深的1.3倍。

具體測試步驟：

將測試儀的四個電極以等間距a布置在一條直線上，電極入土深度應(yīng)小于a/20。按測量鍵即可顯示土壤電阻值R。

將a， R值錄入記錄表格，然后根據(jù)平均土壤電阻率計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算。從地表至深度為a的平均土壤電阻率

ρ=2πaR

式中：ρ——測試點(diǎn)從地表至深度a土層的平均土壤電阻率，Ω•m；

a——相鄰電極的距離， m；（一般選取該段管道平均埋深）

R——接地電阻儀示值，Ω。

3 成果提交

將數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總整合并科學(xué)分析，為采取保護(hù)措施提供依據(jù)。

3.1 檢測報(bào)告

包含以上各項(xiàng)檢測項(xiàng)目數(shù)據(jù)的分析說明。

對存在的問題進(jìn)行分析，明確產(chǎn)生這些問題的原因。

對存在的問題提出切實(shí)可行的整改意見。

3.2 檢測影像資料

提供直觀的影像資料，對后期站場維護(hù)管理更加直觀有效，也為檢測的有效性留證。

4 進(jìn)度安排

根據(jù)新疆地區(qū)季節(jié)性強(qiáng)的特點(diǎn)，合理安排檢測時間，為數(shù)據(jù)的科學(xué)性提供保障，也為后期區(qū)域陰保采取有效措施提供可靠依據(jù)。

5 總結(jié)

一次有效的區(qū)域陰保檢測評價，是后期站場陰保工作開展的基礎(chǔ)和依據(jù)，只要通過科學(xué)的安排和計(jì)劃，制定科學(xué)有效的工作方案，按步驟有條不紊的推進(jìn)各項(xiàng)工作，才能保證各項(xiàng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確和科學(xué)性，為后期站場區(qū)域陰極保護(hù)工作的有效開展打好基礎(chǔ)，也為站場生產(chǎn)的安全有效提供堅(jiān)實(shí)保障。 ◢

參考文獻(xiàn)：陳泓沅，丁融，任國志，2013年鄯烏線各站區(qū)域陰保的有效性評價報(bào)告。

（作者：陳泓沅，烏魯木齊輸油氣分公司作業(yè)區(qū)主任）

2014年第3期（總第16期）