裴玉恒

國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)東部?jī)?chǔ)運(yùn)公司武漢輸油處

摘要：長(zhǎng)輸埋地金屬管道易受雜散電流干擾造成腐蝕破壞，影響管道安全運(yùn)行。本文通過(guò)一起案例詳細(xì)介紹了采用電位梯度法排查分析靜態(tài)直流雜散電流干擾源的做法，能夠快速高效排查出雜散電流干擾源并及時(shí)采取有效防控措施，為遇到類似問(wèn)題處置提供參考。

關(guān)鍵詞：埋地金屬管道；陰極保護(hù)； 電位梯度法； 靜態(tài)直流雜散電流

直流雜散電流干擾對(duì)埋地金屬管道本體的腐蝕破壞直接且迅速，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并盡快查找到干擾源是開展后續(xù)干擾整治的關(guān)鍵。其中動(dòng)態(tài)直流雜散電流存在明顯波動(dòng)性，在日常陰極保護(hù)運(yùn)行監(jiān)測(cè)中相對(duì)較易被發(fā)現(xiàn)，而靜態(tài)直流雜散電流干擾較難以發(fā)現(xiàn)。本文通過(guò)實(shí)踐總結(jié)了靜態(tài)雜散電流干擾判定方法和干擾源排查方法，并分析了相關(guān)案例。

1  靜態(tài)雜散電流干擾判定方法

（1）自然電位對(duì)比。管道投產(chǎn)前測(cè)試全線自然電位，管道運(yùn)行后每年開展1次管道全線去極化后自然電位測(cè)試，與原始數(shù)據(jù)做對(duì)比。如前后數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大變化，而測(cè)試電位時(shí)數(shù)值無(wú)波動(dòng)，可初步判定管道受到靜態(tài)直流雜散電流干擾。

（2）地電位梯度對(duì)比。根據(jù)GB 50991―2014《埋地鋼質(zhì)管道直流干擾防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》5.0.1規(guī)定，在管道工程處于設(shè)計(jì)階段時(shí)，測(cè)試管道擬經(jīng)路由兩側(cè)各20 m范圍內(nèi)地電位梯度，當(dāng)其大于0.5 mV/m時(shí)，應(yīng)確認(rèn)存在直流雜散電流；大于2.5 mV/m時(shí)，應(yīng)評(píng)估管道敷設(shè)后可能受到的直流干擾影響并采取預(yù)設(shè)干擾防護(hù)措施。管道運(yùn)行后可在測(cè)試自然電位時(shí)，測(cè)試對(duì)比管道兩側(cè)各20 m范圍內(nèi)地電位梯度，與原始地電位梯度數(shù)據(jù)對(duì)比，如前后數(shù)據(jù)有較大變化應(yīng)加強(qiáng)分析，測(cè)試時(shí)地電位梯度數(shù)值無(wú)波動(dòng)，可初步判定管道受到靜態(tài)直流雜散電流干擾。

（3）管道通/斷電位對(duì)比。每月使用恒電位儀同步通/斷功能或斷電測(cè)試試片、智能采集儀等方式測(cè)試管道斷電電位（極化電位），通過(guò)不同周期內(nèi)測(cè)試數(shù)據(jù)對(duì)比，如前后數(shù)據(jù)有突然變化或較大變化，在確認(rèn)陰極保護(hù)電源運(yùn)行正常、測(cè)試電位時(shí)數(shù)值無(wú)波動(dòng)的情況下，可初步判定管道受到靜態(tài)直流雜散電流干擾。

2  干擾源排查方法

（1）分析疑似受到靜態(tài)雜散電流干擾管段上、下游陰極保護(hù)電位分布變化，初步劃分受雜散電流干擾管段范圍。

（2）根據(jù)疑似受干擾管段處電位數(shù)值正向與負(fù)向偏移，判斷該管段為陽(yáng)極區(qū)或陰極區(qū)。位于陽(yáng)極地電場(chǎng)影響區(qū)域內(nèi)的管道吸收電流，電位負(fù)向偏移。位于陰極干擾區(qū)域內(nèi)的管道，干擾電流自管道流出點(diǎn)電位正向偏移。通過(guò)管道周邊管地電位分布，判斷雜散電流干擾源方向。

（3）排查疑似受干擾管段周邊是否有其他油氣管道陰極保護(hù)系統(tǒng)、高壓直流輸電系統(tǒng)、直流用電設(shè)備等，與對(duì)方管理單位溝通干擾源排查事宜。條件允許時(shí)，可在疑似雜散電流干擾源電源設(shè)備輸出電路（如恒電位儀陽(yáng)極線路）中架設(shè)通斷器，受干擾管道監(jiān)測(cè)管地電位數(shù)值與疑似雜散電流干擾源設(shè)備架設(shè)的通斷器信號(hào)一致時(shí)，可確認(rèn)對(duì)方為干擾源。

3  排查案例分析

（1）排查受干擾管段范圍。某原油管道干線每月例行測(cè)試管地通/斷電電位時(shí)，發(fā)現(xiàn)469#測(cè)試樁通/斷電電位較上月大幅負(fù)向偏移，斷電電位達(dá)到﹣1390 mV，且測(cè)試管地?cái)嚯婋娢粫r(shí)數(shù)值無(wú)波動(dòng)，初步判定管道受到靜態(tài)雜散電流干擾，管道處于陽(yáng)極地電場(chǎng)影響區(qū)域。

進(jìn)一步分析該管段上、下游管地電位發(fā)現(xiàn)，上游468#與下游471#管地電位與上月監(jiān)測(cè)值相同，而470#與469#同時(shí)出現(xiàn)負(fù)向偏移，470#負(fù)向偏移量較469#小，初步判斷受靜態(tài)雜散電流干擾管段為469#至470#之間，干擾源靠近469#。

對(duì)469#管道周邊約2 km范圍可能形成雜散電流干擾的廠礦、用電設(shè)備開展排查，該管段位于丘陵圍繞的低洼地帶，遠(yuǎn)離人員活動(dòng)區(qū)，無(wú)廠礦企業(yè)、直流輸變電線路等疑似干擾源（圖 1）。

圖 1 469#測(cè)試樁現(xiàn)場(chǎng)地形地貌

（2）確定干擾源方向。以469#為中心，使用便攜參比儀及測(cè)試線通過(guò)十字法測(cè)量管道四個(gè)方向管地電位分布，西、北方向管地電位逐漸偏負(fù)，東、南方向無(wú)明顯變化，初步判斷雜散電流干擾源方向位于西北方向。

（3）確認(rèn)干擾源。對(duì)西北方向丘陵西側(cè)進(jìn)行排查，在道路旁發(fā)現(xiàn)一處密封小房屋，經(jīng)墻上電話聯(lián)系確認(rèn)為某燃?xì)夤艿缽?qiáng)制電流陰極保護(hù)站，輔助陽(yáng)極地床位于該小房屋東南側(cè)農(nóng)田中，與初步判斷的雜散電流干擾源方向相符。經(jīng)聯(lián)系該燃?xì)馄髽I(yè)停用陰極保護(hù)恒電位儀后，測(cè)試469#管地電位恢復(fù)正常；啟用該恒電位儀后，重新處于干擾狀態(tài)。反復(fù)啟停恒電位儀測(cè)試確認(rèn)，該處強(qiáng)制電流陰極保護(hù)系統(tǒng)陽(yáng)極地床為原油管道469#測(cè)試樁靜態(tài)直流雜散電流干擾源。如圖 2所示。

圖 2 469#測(cè)試樁周邊管地電位分布及干擾源位置

4  結(jié)語(yǔ)

本文采用的靜態(tài)直流雜散電流干擾排查方法，及時(shí)準(zhǔn)確排查出原油管道469#測(cè)試樁處干擾源。后續(xù)采用CIPS等方法查找到電流流出點(diǎn)，及時(shí)采取了防護(hù)措施。需要注意的是，本案例中管道只受到單一直流雜散電流干擾，存在多處干擾源環(huán)境中還需進(jìn)一步綜合分析。

作者簡(jiǎn)介：裴玉恒，1973年生，本科，助理工程師，2016年畢業(yè)于中國(guó)石油大學(xué)（華東），主要從事管道保護(hù)管理工作。聯(lián)系方式：18571897553，1093106201@qq.com。