张亚超

北京安科管道工程科技有限公司

摘要：在管道阴极保护效果评价及杂散电流干扰调查过程中，确保检测数据的准确性和评价结果的可靠性至关重要。本文旨在归纳总结阴极保护有效性检测和杂散电流干扰检测的质量控制要点，分析相关影响因素，并提出相应措施以减少对检测数据准确性的影响，从而提升检测工作的整体质量。

关键词：管道；阴极保护有效性检测；杂散电流干扰检测；CP-Thinker

管道阴极保护效果的评价方法主要包括通断电位法和试片断电法。当管道不受直流杂散电流干扰时，通常采用通断电位法；反之，则采用试片断电法。在通断电位法的测试过程中，沿线同步断续器、电位记录仪GPS未同步，以及同步断续器的通断周期、记录仪的延迟时间设置不合理等会导致采集的数据不准确，进而影响阴极保护效果的评价结果。试片断电法的数据准确性主要受检测设备性能的影响。

管道受到的杂散电流干扰类型主要有交流干扰、直流干扰及交直流混合干扰。在交流干扰调查中，试片的埋设深度是影响检测数据准确性的重要因素。在直流杂散干扰调查中，恒电位仪的性能及在外界干扰下的运行稳定性，则是影响检测数据准确性的重要因素。

1  影响阴极保护有效性检测质量的因素

1.1  影响通断电位法检测数据准确性的因素

（1）同步断续器、数据记录仪GPS同步的影响。

在管道沿线恒电位仪上加装GPS同步断续器，并使用CP-Thinker记录仪采集管道沿线的电位波形，需确保全线断续器及记录仪GPS同步。若未实现同步，采集到的通断电位将出现偏差，可能导致对管道阴极保护有效性的误判。图 1分别展示了断续器GPS不同步和同步情况下的电位波形。

图 1 CP-Thinker记录仪采集的管道电位波形 

（2）断续器通断周期及记录仪延迟时间选择的影响。

恒电位仪安装同步断续器后，使用CP-Thinker记录仪采集管道沿线不同位置的波形。图 2展示了同一条管道9个位置采集的波形，通断周期为4 s，断电时间为1 s。可见全线断续器在同一时间导通和断开，实现了GPS同步。由于各位置通断瞬间的冲击电压持续时间存在差异，通断电位的延迟时间需能够避开所有位置通断瞬间的冲击电压，因此，通断电位的延迟时间分别选取20 000 ms和800 ms，若延迟时间不足以避开所有位置的冲击电压，采集的管道通断电位数据就不准确。

图 2 同一管道不同位置的电位波形 

图 3展示了CP-Thinker记录仪采集的恒电位仪在1 s、4 s、15 s通断周期时的输出电压波形。在1 s及4 s周期下，恒电位仪能迅速从断电恢复到原始输出；而在15 s周期且断电3 s的工况下，恒电位仪约6 s才恢复到原始输出。若采用12 s通电、3 s断电的周期，通电电位的延迟时间需大于6 s，否则测试得到的通电电位偏正，因此，更推荐采用4 s或者1 s的较短周期，以确保恒电位仪响应更及时，检测效率也更高。

图 3 同一恒电位仪不同周期的输出电压波形 

综上，采用通断电位法进行测试时，合理选择通断周期及延迟时间是确保数据准确的前提。

1.2  影响试片断电法检测数据准确性的因素

图 4是DUL2和CP-Thinker记录仪同一时间、同一位置测量的某管道直流电位和交流电压的数据，DUL2的交流电压最大量程为24 V，当测量电压超过24 V时，其直流电位测量不正确。而使用量程更大的CP-Thinker记录仪测量时，所测得的交流电压和直流电位均准确。因此，选择量程和精度合适的检测设备，是保证试片断电法测试数据准确性的关键。

图 4 UDL2和CP-Thinker同一位置/时段记录的交流电压及管地电位

2  影响杂散电流检测质量的因素

2.1  影响交流杂散检测数据准确性的因素

图 5展示的是在同一位置、同一时段下，不同埋设深度的试片所测得的交流干扰数据。两个试片的交流电压基本一致，交流电流密度存在明显差异，评估的交流干扰腐蚀风险等级也不同。这种差异源于不同土壤电阻率，导致试片发散电阻显著不同。

图 5 同一恒电位仪不同周期的输出电压波形 

进行交流杂散测试时，应将试片或探头埋设于管道附近，深度在管道中心线以下，距离管道外壁100 mm～300 mm，冬季应埋设于冻土层以下。

2.2  影响直流杂散检测数据准确性的因素

动态直流杂散腐蚀风险通常通过管道的腐蚀速率、管道极化电位正向偏移量及时间比例来评级，在极化电位的测试过程中，恒电位仪的性能及其在动态直流杂散干扰下运行的稳定性，是影响检测数据准确性的重要因素。

在直流杂散的检测过程中，用CP-Thinker记录仪记录恒电位仪的输出电流和通电点电位。

A型号恒电位仪恒电位运行时，受外界直流杂散干扰转为恒流运行（图 6 a）。B型号的恒电位仪受到外界直流杂散干扰，当通电点电位负于预置电位时，输出为0；而当外界直流杂散干扰使通电点电位正于预置电位时，恒电位仪无法及时调整输出（图 6 b）。在上述两种情况下测试的通电电位和极化电位，是在恒电位仪运行模式不稳定或故障下测试的，不能全面准确的评估动态直流杂散的腐蚀风险，进而影响直流杂散消减设计方案。因此，进行动态直流杂散检测时，同步监测恒电位仪的输出电流和通电点电位是十分必要的。

（a） A型号恒电位 

（b） B型号恒电位 

图 6 CP-Thinker记录仪监测恒电位仪通电点电位和输出电流曲线图 

此外，检测用的便携参比电极的有效性、测试仪器仪表的精度、试片和土壤接触是否良好等因素均能影响阴极保护有效性检测数据及交直流杂散检测数据的准确性，现场检测人员应注意识别这些影响因素，并严格按照规范要求进行检测，确保数据准确。

3  结论

开展管道阴极保护效果评价及杂散电流干扰调查时，要识别各自的检测数据影响因素并严格控制检测质量要点，以确保数据准确、结论可靠。应选择功能齐全的检测设备，且具备GPS同步功能，能够检测管道的通电电位、断电电位、试片极化电位及交直流电流密度，并具备高频采集波形的能力。现场检测人员应严格按照规范要求进行测试，不得为图简便而简化测试步骤和降低测试标准。

作者简介：张亚超，1983年生，工程师，毕业于辽宁石油化工大学油气储运专业，现从事管道腐蚀防护方面的工作。联系方式：15901239554，zhangyc@ankopipe.com。