鲁佳琪 张志坚 张兴龙 王任 赵飞 杨超光

西南管道德宏输油气分公司

中缅天然气管道某条管线全长484 km，沿线穿越农田、山区、河沟谷等地形地貌，其中顺河谷敷设达30 km，途经区域地下水较为丰富。该管线投产3年以来阴极保护系统一直不能正常发挥作用，通过检测，整条管线存在多处保护电位偏正及偏负问题（见图1）。据此，经检测、分析，查找原因，并分类进行整改，取得了良好效果。

图1 整改前管道沿线保护电位

  1 存在问题及整改措施

1.1 设计缺陷

1.1.1 恒电位仪及保护电位检测

首先对A站场恒电位仪的运行状况，包括运行模式、输出电流、输出电压、参比电位、预置电位等参数进行了检测，结果见表1。

由表1可见，恒电位仪的参比电位偏负。为同时现场进行了开箱检测，以了解埋地管道的保护电位，结果见表2。

1.1.2 原因分析及整改措施

从表1、表2可以看出，进站区域绝缘接头内侧保护电位达不到要求，站内区域阴保保护电位偏负，遂对恒电位仪进行了调整。调整后经测试，恒电位仪运行正常，站内区域保护电位有较大正向偏移，但进站区域绝缘接头内侧保护电位较之前无明显变化，达不到保护要求，而且启/停恒电位仪，都没有明显变化，说明该区域无阴保电流。当恒电位仪控制电位为–1.8V时，进站区域处于欠保护状态，而其他区域处于过保护状态，说明调整恒电位仪的输出对该区域的保护没有起到作用。

经查阅初设图纸并仔细检查，A站场最初设计的是一个阀室，而不是站场（见图2），绝缘接头安装在放空和分输管线上，进站管线的阴极保护按干线设计，而非按站场区域设计。后期设计变更为A站场，但阴保专业设计未做变更，仍按阀室设计施工。为避免站场区域阴保与线路阴保彼此干扰，决定对进站区域增设20支镁合金牺牲阳极进行热点保护。整改后经测试，电位达到–1.0 V。

图2 A站场管线进站区域示意图

1.2 施工质量问题

1.2.1 恒电位仪及保护电位检测

对a号阀室恒电位仪的运行工况及保护电位进行了检测，结果分别见表3、表4。

1.2.2 原因分析及整改措施

单从表3中恒电位仪工况检测数据判断，管道的保护电位应该为正常状态。但对比表3与表4的相关数据发现，管线实际保护电位已达–2.0 V，而恒电位仪显示的参比电位却仅为–0.91 V。为验证是否长效参比电极埋设位置不当所致，特意将便携参比埋设于阀室外，取代长效参比给恒电位仪反馈信号。结果恒电位仪的输出和显示均正常，证明长效参比电极造成反馈信号偏差。

在原埋设位置将长效参比更换为新的，管线实际保护电位与恒电位仪显示的参比电位与之前没有发生变化。随后，继续采用原长效参比，但将其位置调整至出阀室下游，经测试正常后埋设，然后运行恒电位仪，结果恒电位仪显示的参数与现场测试一致。通过长效参比位置调整前后对比及查阅设计图纸发现，导致实际保护与显示电位不一致不是长效参比损坏造成的，而是施工单位未严格按照设计图纸施工，埋设位置太靠近阳极地床所致。

1.3 交流干扰

1.3.1 b号阀室恒电位仪及保护电位检测

对b号阀室恒电位仪工况及保护电位现场进行检测，并未发现异常现象。

1.3.2 b号阀室问题分析

经查阅恒电位仪历史记录发现，输出电流波动较大，在13～15点期间，经常因为管线上的保护电位过负而没有电流输出。为了验证这一点，对b号阀室附近管道的保护电位进行连续检测（见图3）。

图3 b号阀室附近管道13:35～13:54保护电位值

图3表明管道保护电位确实存在400 mV左右的波动，波值在13:37达到–1.57 V，此时恒电位仪的电流输出为0，已无调整余地。可见，由于b号阀室附近管道保护电位波动大，引起了恒电位仪输出电流的波动，证明确实存在杂散电流干扰，但对于干扰源一直无法确定。直到第二天对该阀室下游B站场的恒电位仪及保护电位进行检测后，才发现干扰来源于B站场。

1.3.3 B站场恒电位仪及保护电位检测

对B站场恒电位仪的运行工况及保护电位进行了检测，结果见表5、表6。

1.3.4 原因分析及整改措施

由表6可知，干线上游保护电位过负，且上下游无跨接。将3号机柜1号恒电位仪停运1 h 后进行测试，保护电位仍达到-1.8 V。将瑞丽站至b号阀室，所有阴保系统进行检测调试，全部没有达到-1.8V。由于B站场上下游干线未跨接，故可以排除电流来自于B站场下游的可能性。据此推测，外来杂散电流应该来自于本站。最后在站外找到一接地装置，与管道进行了跨接（2016年1月12日），随后调整至正常恒位运行恒电位仪，干线上的保护电位稳定在-1.25 V。

2016年1月12日11：31～14:31对干线进行连续检测，检测数据见图4，其中12:30之前，为未连接接地数值，偏差较大，此后连接上接地，运行平稳。14:08连接好B站场上下游跨接线，出现了极小的波动后恢复正常。同时，13:30（以前该时间段干扰最大）巡护人员在b号阀室测试保护电位，显示数据为–1.25 V，且b号阀室恒电位仪输出电流稳定在0.6 A。说明经过B站场站外管道接地措施（相当于排流），全线已没有杂散电流干扰。

图4 1月12日b号阀室附近管道11:31～14:31保护电位值

  2  整改效果

全线整改调试完毕后，在瑞丽至弥渡段安装极化探头及极化试片，并进行通断电位测试，测量数据见图5，从图中可看出管道断电电位处于–0.85～–1.2 V之间，符合GB/T21448-2008标准，说明管道得到有效保护。

图5 通断电位检测数据

  3  结论

（1）阀室设计变更为站场时，阴保专业设计应同步做相应变更。管线建设期间，应加强施工监管，确保参比电极埋设位置按图施工。针对交流干扰，可增设排流装置消除干扰。

（2）管道阴极保护应作为一个系统看待，在故障处理时，应上下游联合整改调试，使得管道沿线保护电位达标。

参考文献：

[1] 耿铂.沙漠地区长输管道阴极保护设计.腐蚀与防护， 2006,27(10):532-535.

[2] 胡士信.管道阴极保护技术现状与展望.腐蚀与防护,2004,25(3):93-101.

[3] 张永飞,赵书华,李平,等.长输埋地管道阴极保护故障诊断与排除.腐蚀与防护,2014,35(11):1168-1172.

作者：鲁佳琪，男， 1988年生，工程师， 2013年硕士毕业于中国石油大学（华东），现主要从事油气管道运行管理方向的工作。

来源：《管道保护》2017年第3期（总第34期）