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），其中烏魯木齊作業區管段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用氣的安全暢通，確保作業區各站安全有效運行，對站內工藝設備設施采取有效的陰極保護，是保證站內設備設施及埋地管道安全有效運行的先決條件和基本措施。但是站場由于地理環境、天氣變化、土壤結構、站內綠化、各類管線較多等因素，造成腐蝕性較強，如果區域陰保欠缺或失效，就容易發生腐蝕，甚至穿孔泄漏。所以，有效做好站場的設施和埋地管道的區域陰極保護就十分關鍵，現就科學有效的開展好站場區域陰保的檢測，編制出科學有效的實施方案，并有計劃的合理分步推進，進行淺析。

1 站場區域陰保的開展

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

1.1 站場陰極保護的現狀

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

1.2 檢測前需要的檢測設備及材料項目必備的檢測設備及材料如下表所示：

2 項目檢測方案實施具體步驟

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

2.1 資料收集

收集站內埋地金屬結構物的基本信息（管道的長度、埋深、材質；防腐層類型，厚度，使用年限）；接地系統的材質、分布、腐蝕狀況等；陰極保護系統設計資料（包括回路設置，陽極的直徑、位置、埋深等）。

當所需資料不全時，進行現場調研或利用地下金屬構件測試儀探測來掌握埋地管線、接地網及接地極的分布位置。

2.2 現場調查

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

2.3 陰極保護電位測量方法

2.3.1區域陰保測試樁通斷電位測試

將區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，用萬用表測試區域陰保各測試樁通斷電位。

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

2.4 恒電位儀運行狀況檢查

2.4.1檢查恒電位儀的輸出電流、輸出電壓、控制電位等參數是否正常。

2.4.2恒電位儀自檢。

2.4.3參照恒電位儀產品說明書檢查接入各類電纜、導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， d13取2L， d12取L；在土壤電阻率不均勻的地區， 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，確認是否有單個回路接地電阻超標。

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，應符合GB/T21246-2007《埋地鋼質管道陰極保護參數測量方法》中關于參比電極的規定。

2.8 絕緣接頭（法蘭）的絕緣性能測試

擬對沿線站場內連接管道的電絕緣裝置進行絕緣性能檢測，首先使用電位法進行測試，在電位法無法判斷絕緣裝置的性能時，再進一步用DM漏電法進行測試。

（A）電位法

對陰極保護運行的管道，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）在對被保護管道通電之前，用數字萬用表V測試絕緣接頭（法蘭）非保護側a的管道電位Va1；

3）保持硫酸銅電極位置不變，對保護管道通電，并調節陰極保護電源，使保護側b點的管地電位Vb達到-0.85V～-1.50V之間；

4）測試a點的管地電位Va2。

數據分析：

若Va1和Va2基本相等，則認為絕緣接頭（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，且判明與非保護側相連的管道沒同保護側的管道接近或交叉，則可判定為絕緣接頭（法蘭）的絕緣性能很差（嚴重漏點或短路）；否則采用DM漏電率測量法來進一步測量。

（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）斷開保護側陰極保護電源

3）按DM操作步驟，用DM發射機在保護側接近絕緣接頭（法蘭）處向管道輸入電流I；

4）在保護測電流輸入點外側，用DM接收機測量并記錄該側管道電流I1；

5）在非保護側用DM接收機測量并記錄該側管道電流I2。

數據處理，用下面公式計算絕緣接頭（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行測試，此方法簡便快捷，準確率較高。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，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，分別測試自然電位。

方法1：將區域陰極保護恒電位儀停機24小時，在站場內測試樁處測試管道自然電位。

方法2：試片（或極化探頭）法：將區域陰極保護恒電位儀停機24小時，同時將與管道相同材質的試片或極化探頭，埋設在站場內地下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，然后根據平均土壤電阻率計算公式進行計算。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

將數據進行匯總整合并科學分析，為采取保護措施提供依據。

3.1 檢測報告

包含以上各項檢測項目數據的分析說明。

對存在的問題進行分析，明確產生這些問題的原因。

對存在的問題提出切實可行的整改意見。

3.2 檢測影像資料

提供直觀的影像資料，對后期站場維護管理更加直觀有效，也為檢測的有效性留證。

4 進度安排

根據新疆地區季節性強的特點，合理安排檢測時間，為數據的科學性提供保障，也為后期區域陰保采取有效措施提供可靠依據。

5 總結

一次有效的區域陰保檢測評價，是后期站場陰保工作開展的基礎和依據，只要通過科學的安排和計劃，制定科學有效的工作方案，按步驟有條不紊的推進各項工作，才能保證各項數據的準確和科學性，為后期站場區域陰極保護工作的有效開展打好基礎，也為站場生產的安全有效提供堅實保障。 ◢

參考文獻：陳泓沅，丁融，任國志，2013年鄯烏線各站區域陰保的有效性評價報告。

（作者：陳泓沅，烏魯木齊輸油氣分公司作業區主任）

2014年第3期（總第16期）