某原油長(zhǎng)輸管道陰極保護(hù)有效性檢測(cè)方法探究
來(lái)源:《管道保護(hù)》雜志 作者:王潤(rùn) 翁繼軍 時(shí)間:2018-7-21 閱讀:
王潤(rùn)1 翁繼軍2
1 中海油信息科技有限公司北京分公司;2 中國(guó)石油化工股份有限公司西北油田分公司
摘要:為探究原油長(zhǎng)輸管道陰極保護(hù)失效的原因,通過(guò)管道通/斷電電位、集輸末站內(nèi)外電位和絕緣法蘭測(cè)試等,判斷集輸管線是否處于有效的保護(hù)狀態(tài)、站內(nèi)外陰極保護(hù)是否存在直流干擾情況,以及絕緣法蘭的工作情況。結(jié)果表明:管道斷電電位沒(méi)有達(dá)到要求和集輸末站內(nèi)外陰極保護(hù)相互干擾,是該長(zhǎng)輸管道陰極保護(hù)失效的主要原因。
關(guān)鍵詞:長(zhǎng)輸管道;陰極保護(hù);通/斷電電位;直流干擾;絕緣法蘭
石油、天然氣管道管材一般為鋼制螺旋焊管,因埋于地下,會(huì)受到輸送介質(zhì)、土壤、地下水以及雜散電流的腐蝕而致管壁變薄,甚至穿孔泄漏,最終導(dǎo)致管道失效,因此對(duì)埋地油氣管道進(jìn)行定期檢測(cè)尤為重要[1]。中石化西北油田分公司某油氣外輸管網(wǎng)施加陰極保護(hù)運(yùn)行多年,出現(xiàn)了較嚴(yán)重的腐蝕情況,陰極保護(hù)問(wèn)題頻發(fā)。本文以管道某區(qū)段為研究對(duì)象,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)并分析陰極保護(hù)相關(guān)參數(shù),對(duì)陰極保護(hù)的有效性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
1 試驗(yàn)
1.1 管道通/斷電電位測(cè)試
按照GB/T 21246—2007《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)參數(shù)測(cè)量方法》,把鎂陽(yáng)極和管道斷開(kāi),并通過(guò)DCVG電流斷續(xù)器連接,測(cè)試管道的通/斷電電位,電流同步斷續(xù)器的通/斷電周期分別設(shè)置12s和3s。
通常IR降通過(guò)暫時(shí)中斷電流,瞬時(shí)讀取保護(hù)電位,由于與陰極保護(hù)電流中斷相關(guān)的誘導(dǎo)效應(yīng)和電容效應(yīng),可能會(huì)出現(xiàn)“尖峰”,因此應(yīng)該在這些尖峰消退后讀取斷電電位。
1.2 站內(nèi)外干擾測(cè)試
站內(nèi)管線區(qū)域和站外集輸管線的陰極保護(hù)用絕緣法蘭分開(kāi),由于電流的分布特征與防腐層破損點(diǎn)存在關(guān)聯(lián),所以站內(nèi)、站外陰極保護(hù)必然存在直流干擾。
采用以下方法測(cè)試站內(nèi)外干擾大小:①陰極保護(hù)都啟用時(shí),測(cè)試站內(nèi)、站外管線電 位;②斷開(kāi)站內(nèi)管線的所有陰極保護(hù),測(cè)試站內(nèi)、站外管線、電位,判斷站內(nèi)管線對(duì)站外管線的干擾程度;反之,測(cè)試站外管線對(duì)站內(nèi)管線的干擾。③通過(guò)調(diào)節(jié)站內(nèi)、站外恒電位儀輸出,測(cè)試不同輸出情況下干擾的大小程度。
1.3 絕緣法蘭性能測(cè)試
使用Fluke289型萬(wàn)用表測(cè)試通/斷電時(shí)絕緣接頭(法蘭)兩端的通/斷電電位,根據(jù)站內(nèi)、站外電位的變化分析絕緣接頭的絕緣性能。
2 結(jié)果與討論
2.1 陰極保護(hù)效果分析
1#集氣站至1#閥室之間的管道采用外加電流陰極保護(hù)方式,陰極保護(hù)站設(shè)在集氣站。在陰保站安裝電流斷續(xù)器,并在不同的測(cè)試樁位置進(jìn)行通/斷電電位測(cè)試,結(jié)果見(jiàn)表1。
由表1可知,管道通電電位在-850~-1200mV標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi),但其斷電電位不符低于-850mV準(zhǔn)則,且國(guó)標(biāo)規(guī)定的極化電位為斷電電位而非通電電位。因此可以判斷該段管道并沒(méi)有處于有效的陰極保護(hù)狀態(tài),此時(shí)管道金屬表面沒(méi)有達(dá)到完全陰極極化,仍處于被腐蝕的狀態(tài)。所以需要調(diào)大恒電位儀輸出,采用斷電電位判斷管道是否達(dá)到足夠的陰極保護(hù)。
2.2 集輸末站干擾測(cè)試結(jié)果與分析
通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn)末站站內(nèi)外干擾最嚴(yán)重,特別是絕緣法蘭兩端的電位干擾影響最大。在該處安裝2個(gè)測(cè)試探頭、離站最近的站外測(cè)試樁處安裝測(cè)試試片,探頭極化48h后,測(cè)試1#探頭和2#探頭的通電和斷電電位,然后分別在恒電位儀處斷開(kāi)站外和站內(nèi)恒電位儀,再測(cè)試探頭處的電位,結(jié)果見(jiàn)表2、3。
由表2 、3可知,斷電電位有時(shí)比通電電位高,是由于陽(yáng)極位置分布造成的,同時(shí)站內(nèi)外的斷電電位都沒(méi)達(dá)到-850mV的最低保護(hù)電位要求。當(dāng)站外管道電位為-850mV時(shí),站內(nèi)管道都沒(méi)達(dá)到陰極保護(hù)準(zhǔn)則要求。為了進(jìn)一步驗(yàn)證干擾程度的大小,將站內(nèi)管線電位提高(電流從6A增加到18A),測(cè)試站內(nèi)外管道電位變化,結(jié)果見(jiàn)表4。
分析表4可知,當(dāng)站內(nèi)管線電位提高后,其通電電位才達(dá)到合格的保護(hù)范圍,此時(shí)站外管道的通電電位也相應(yīng)提高。為了分析站內(nèi)陰極保護(hù)電流增大時(shí)對(duì)站外的干擾,測(cè)試站外測(cè)試試片電位的變化情況,電流為6 A時(shí),通電電壓為-1280 mV,斷電電壓為-880 mV;電流為18 A時(shí),通電電壓為-1530 mV,斷電電壓為-1198 mV。可知隨著站內(nèi)陰極保護(hù)電流的增大,站內(nèi)陰保對(duì)站外的影響增大。站外管線通/斷電電位雖然隨著站內(nèi)陰保電流的增大而增大,但其斷電電位在保護(hù)電位范圍之內(nèi)(-850~-1200mV),沒(méi)有產(chǎn)生過(guò)保護(hù),符合國(guó)標(biāo)要求。
從以上結(jié)果可以看出,站內(nèi)外陰極保護(hù)干擾可通過(guò)調(diào)節(jié)及平衡站內(nèi)外的輸出,如使離站外管道較近的陽(yáng)極輸出電流較小,而遠(yuǎn)離站外管道的陽(yáng)極輸出較大,站內(nèi)外管道的保護(hù)電位都在規(guī)定電位區(qū)間之內(nèi)(-850~-1200mV) 。
2.3 絕緣法蘭測(cè)試結(jié)果與分析
在集輸末站的絕緣法蘭兩側(cè)都安裝鋅接地電池,其中測(cè)試電纜和鋅接地電池通過(guò)絕緣膠帶直接連接,站外鋅接地電壓為-994 mV,站外管道-938 mV,站內(nèi)鋅接地-735 mV,站內(nèi)管道-565 mV。絕緣法蘭電阻2.4Ω,鋅接地電阻3.1Ω。可以看出,集輸末站處的絕緣法蘭性能良好,但是鋅接地電池基本耗盡,需要盡快更換。可見(jiàn),站內(nèi)外的陰保干擾并不是絕緣法蘭失效造成的,而是站內(nèi)外管線施加的陰極保護(hù)相互干擾的結(jié)果,平衡站內(nèi)外陰保站的輸出是解決陰保干擾的關(guān)鍵。
3 結(jié)論
(1)測(cè)試管道的通/斷電電位發(fā)現(xiàn),管道通電電位都在國(guó)標(biāo)規(guī)定的-850~-1200mV之間,但其斷電電位都不符-850mV的最低準(zhǔn)則,因此測(cè)試管道并沒(méi)有處于有效的陰極保護(hù)狀態(tài)。
(2)站內(nèi)外陰極保護(hù)干擾可通過(guò)調(diào)節(jié)及平衡站內(nèi)外的輸出使之在規(guī)定電位區(qū)間之內(nèi)(-850~-1200mV) 。
(3)集輸末站處的絕緣法蘭性能良好,排除絕緣法蘭對(duì)陰保干擾的可能,但是鋅接地電池基本耗盡。
(4)管道的斷電電位沒(méi)有達(dá)到要求以及集輸末站內(nèi)外的直流干擾,是該長(zhǎng)輸管道陰極保護(hù)失效的主要原因。
參考文獻(xiàn)
[1] 張其敏, 陳寧. 埋地管道陰極保護(hù)效果監(jiān)測(cè)技術(shù)分析[J]. 油氣田地面工程, 2008, 27(9):11-12.
作者:王潤(rùn),1987年生,2014年碩士研究生畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)(華東),研究方向?yàn)楣艿栏g與防護(hù)。2014年參加工作,現(xiàn)就職于中海油信息科技有限公司北京分公司,從事油田管道腐蝕與防腐工作。
《管道保護(hù)》2017年第6期(總第37期)
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