孫德強

西部管道新疆輸油氣分公司了墩作業區

摘要：長期以來，埋地鋼質管道腐蝕是管道管理者必須重視和解決的問題。針對防腐層檢測、常規陰極保護電位檢測和交流干擾檢測、區域陰極保護系統和線路陰極保護系統干擾測試，具體分析了新舊標準對檢測和評價要求的異同，介紹了運用新理念開展現場檢測工作的可行方案，提出了防腐控制檢測要點。

關鍵詞：原油管道；腐蝕控制；陰極保護；干擾測試

埋地鋼質管道腐蝕防護一直是管道企業的重大課題。據統計，約有20.0%～39.5%的國內外油氣管道事故是由腐蝕問題導致的[1]。由管道腐蝕引起的油氣泄漏、火災爆炸、中毒等事故給人民生命財產安全帶來嚴重威脅。如“6·13”十堰燃氣爆炸事故，直接原因就是天然氣中壓鋼管嚴重銹蝕破裂，泄漏的天然氣在建筑物下方河道內密閉空間聚集，遇餐飲商戶排油煙管道排出的火星發生爆炸，造成群死群傷的嚴重后果。

目前外防腐層和陰極保護仍是埋地鋼質管道最主要的防護措施，也是國內最廣泛使用的方法[2]。以往工作中，筆者也注重圍繞這兩個方面開展工作，包括防腐層檢測、陰極保護和雜散電流干擾檢測及其修復整治等。隨著技術進步，新標準對防腐控制檢測評價指標提出了更高要求，需要比較分析新舊標準異同，以便更好地在新理念指導下開展腐蝕控制檢測評價。

1  防腐層檢測評價新標準

近年來，作業區每年防腐層檢測工作唯dB（分貝誤差）值論，即只要檢測的防腐層破損點dB值較大，即認為是比較嚴重的破損點而列入維修計劃。

國家能源局發布的SY/T 0087.1―2018《鋼制管道及儲罐腐蝕評價標準 埋地鋼質管道外腐蝕直接評價》，提出對防腐層破損點從土壤腐蝕性、陰極保護和外防腐層單項評價這三個維度進行間接檢測結果綜合評價。同時還規定“交流干擾腐蝕宜作為一個相對獨立的評價因素，在交流干擾嚴重管段應單獨進行評價，交流干擾評價指標應按現行國家標準GB/T 50698―2011《埋地鋼質管道交流干擾技術標準》的有關規定進行”。新標準不單單要求記錄防腐層破損點的dB值，還要求檢測土壤腐蝕性、陰極保護電位和交流干擾程度，這給管道管理者提出了更高的要求。尤其是在交流干擾嚴重的管段，僅根據“交流干擾程度為強”這一判據，就可將破損點綜合評價為“重”。盡管增加了檢測和評價的工作量，但對防腐層破損點的綜合評級更為準確。

新標準“間接檢測結果綜合評價指標”關于陰極保護的評價，分為“不達標” “輕微不達標” 和“達標”，但對于“輕微不達標”的界定，標準及其他相關標準都沒有明確指標規定，需要在實踐中不斷總結完善。

2  常規陰極保護電位檢測

外管道陰極保護電位檢測包括通電電位和交流電壓。斷電電位采用試片法監測，由于極化時間不夠等因素會導致斷電電位測試值與真實值不符，在某些典型測試樁位置長時間埋設試片可解決上述問題。

交流干擾檢測以往均依照GB/T 50698―2011要求，采用萬用表、便攜參比電極簡單測試交流電壓。但在交流電壓較低情況下仍可以產生比較大的交流電流密度[3]。

圖 1為某原油管道交流干擾檢測結果（1 cm2試片）。數據顯示，即使很低的電壓（＜1 V）也產生了很大的交流電流密度（＞100 A/m2）。原因為該位置屬于鹽堿地，土壤電阻率很低，即使較低的電壓也產生了很大的交流電流密度。

圖 1 某原油管道交流電壓/交流電流密度圖

如果依照GB/T 50698―2011，由于上述位置交流電壓低于4 V，其交流腐蝕風險可評價為較低或可忽略不計。但2022年3月1日開始實施的GB/T 40377―2021《金屬和合金的腐蝕：交流腐蝕的測定 防護準則》對管道交流干擾 “可接受的干擾水平”以交流電流密度來評價。其平均交流電流密度大于100 A/m2時，為不可接受干擾，需要采取交流干擾緩解措施。

實際工作中遇到這個問題時，可以在土壤電阻率較低和交流電壓較高的位置埋設1 cm2的交流腐蝕試片，利用萬用表直接測試試片交流電流或分流器兩端電壓來計算交流電流密度，加強交流腐蝕干擾的檢測。

筆者后續采用淺埋陽極地床（鋅帶）+固態去耦合器方式實施交流干擾緩解措施，并對其防護效果進行評價，該處交流電流密度＜10 A/m2，交流腐蝕風險明顯減小（圖 2）。

圖 2 某原油管道實施交流干擾緩解措施后交流電壓/交流電流密度圖

3  區域陰保系統和線路陰保系統干擾測試

站外管道多受到來自輸電線路、高鐵等引起的交流干擾[4]，以及城市軌道交通系統、高壓直流輸電系統接地極等引起的動態直流干擾[5-6]，站場區域更多的是來自其他陰極保護系統引起的靜態直流干擾。

當站場區域較大、埋地管道和儲罐較多時，會布設多路陰極保護系統進行保護。這時，區域陰極保護系統和線路陰極保護系統，以及多路區域陰極保護系統就會相互干擾。

圖 3和表 1以西部某原油管道出站絕緣接頭內外側電位測試數據為例，依次判斷區域陰極保護系統和線路陰極保護系統的相互干擾情況。

圖 3 某區域陰保系統和線路陰保系統相互干擾測試數據

表 1 干擾數據匯總表

當區域陰極保護系統關閉時，干線進站絕緣接頭外側管道電位負向偏移，出站絕緣接頭外側電位變化不大，說明干線進站絕緣接頭位置受到站內區域陰極保護系統的陰極干擾影響，干擾電位波動200 mV。為避免干線進站絕緣接頭處因站內區域陰極保護系統的深井陽極干擾影響，導致進站絕緣接頭外側處加速腐蝕從而造成嚴重后果，經審批后，暫時將進站絕緣接頭內外側跨接保護。區域陰極保護系統和線路陰極保護系統的相互干擾程度受多種因素影響，包括區域陰極保護系統輔助陽極地床和線路陰極保護系統輔助陽極地床的相對位置關系、通電點位置、構筑物的相對位置、恒電位儀的輸出電流大小、土壤電阻率等。最好的解決方案為相互發生干擾的干擾源盡量遠離，如將線路陰極保護系統整體遷移到距離站場最近的閥室處。當沒有條件遠離時，可將區域陰極保護系統的輔助陽極地床改為淺埋分布式陽極（高硅鑄鐵）或柔性陽極，減少相互之間的干擾影響。

4  結語

（1）管道外防腐層評級，除測試dB值外，還要測試土壤腐蝕性、陰極保護電位、交流干擾數據等，對防腐層破損點進行綜合評價。

（2）新國標要求在常規交流干擾檢測中需要引入交流電流密度測試，特別是當土壤電阻率較低時尤為重要。同時交流干擾腐蝕作為一個獨立的評價指標對間接檢測結果進行評價，應引起從業者重視。

（3）區域陰極保護系統和線路陰極保護系統的相互干擾是一個普遍問題，亟待進一步開展研究，并根據相互干擾的檢測數據、輔助陽極地床的形式和位置等因素，綜合設計整治方案。

參考文獻：

[1]郎需慶，趙志勇，宮宏等.油氣管道事故統計分析與安全運行對策[J].安全、健康和環境，2006，6(10)：15-17.

[2]張婷，龔敏，林修洲，等.3PE防腐蝕層聯合陰極保護對管道的保護效果[J].腐蝕與防護，2012，33(9)：765-768.

[3]曹濱濱. 燃氣管道交直流混合干擾的檢測與分析[J]. 腐蝕與防護，2021，42(8)：81-85.

[4]雍信實.原油管道受混合交流雜散電流干擾的監測及防護設計[J]. 腐蝕與防護，2021，42(8)：81-85.

[5]姜子濤，曹國民，鐘良，等.城鎮基礎設施對油氣管道的干擾規律及其識別辦法[J].腐蝕與防護，2018，39(3)：222-226.

[6]董亮，姚知林，葛彩剛，等. 地鐵雜散電流干擾下管地電位波動特征的傅里葉分析[J].腐蝕與防護，2018，50(2)：294-303.

作者簡介：孫德強，1985年生，碩士學位，高級工程師，畢業于天津大學，現為新疆輸油氣分公司了墩作業區副主任（掛職鍛煉），主要從事管道管理工作。聯系方式：16622773928，sundq@pipechina.com.cn。