師學(xué)良 陳雪峰 堯宗偉 王成

西部管道公司塔里木輸油氣分公司

外防腐層+陰極保護是國際上公認的最經(jīng)濟、最實(shí)用、最可靠的外腐蝕控制措施，已在長(cháng)輸管道及輸油氣站場(chǎng)得到廣泛應用。

塔里木輸油氣分公司所轄1 096 km油氣管道、 5座輸油氣站場(chǎng)均采用了防腐涂層+陰極保護聯(lián)合腐蝕控制措施。分公司共設有17座陰極保護間，在用陰極保護系統53套，其中干線(xiàn)陰極保護系統13套、恒電位儀26臺；站場(chǎng)區域陰極保護系統38套、恒電位儀60臺。恒電位儀作為陰極保護系統的關(guān)鍵設備，須滿(mǎn)足GB/T 21448―2017《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護技術(shù)規范》規定的陰極保護準則。

1 陰極保護系統管理現狀

按照管道防腐管理程序要求，各作業(yè)區（站場(chǎng)）需每日記錄恒電位儀運行參數并填報至PIS系統、每月逐樁開(kāi)展陰極保護電位測試。以分公司為例，按1年時(shí)間測算，各作業(yè)區（站場(chǎng)）需記錄恒電位儀運行參數31 390次、陰極保護電位測試15 912次。這些工作占用了基層管理人員大量的時(shí)間和精力，無(wú)法將更多的時(shí)間投入到有價(jià)值的工作中，單靠人工巡檢及測試無(wú)法及時(shí)發(fā)現陰保系統異常情況。分公司不具備管道極化電位測試條件，每月所測管道通電電位無(wú)法證明管道陰極保護是否有效。

基于此，分公司開(kāi)展了“陰極保護系統遠程管理”研究，主要包括恒電位儀運行參數遠程監控、陰極保護系統一鍵通斷及管道極化電位智能采集。

2 恒電位儀運行參數遠程監控

PIS系統恒電位儀運行記錄過(guò)去完全依靠巡線(xiàn)人員每日巡檢時(shí)人工抄寫(xiě)、手工錄入，受巡護人員責任心、技能水平的影響，易發(fā)生抄報、錄入錯誤情況。2019年，分公司升級所有恒電位儀面板控制程序，對位于4G網(wǎng)絡(luò )信號良好、 GPS覆蓋良好區域的恒電位儀加裝通信終端、衛星校時(shí)終端模塊。對位于網(wǎng)絡(luò )信號不穩定或無(wú)信號、但北斗信號覆蓋良好區域的恒電位儀加裝北斗短報文通信及北斗校時(shí)終端模塊。同時(shí)開(kāi)發(fā)恒電位儀運行參數遠程監控系統，分設電腦版及手機APP兩種版本，所有管道管理人員均可隨時(shí)在電腦或手機APP遠程監控恒電位儀的運行參數，并根據每臺恒電位儀的保護對象，分別設置恒電位儀的故障報警特征及運行參數異常閾值，一旦恒電位儀發(fā)生故障或運行參數超出設定的閾值，監控系統會(huì )向相關(guān)管理人員發(fā)送故障設備的位置及報警信息，提醒管理人員前往查看及處置。監控系統每日自動(dòng)導出恒電位儀運行記錄并錄入PIS系統，大大減輕了基層人員低效、重復工作強度。以每日抄報1臺恒電位儀運行記錄需2分鐘計算，遠程管理每年可節約1 046小時(shí)工作時(shí)間。同時(shí)，遠程管理系統還可對比分析恒電位儀每 日不同時(shí)刻、每月不同氣候、每年不同季節的運行參數，便于分公司掌握恒電位儀運行參數隨時(shí)間、氣候、季節的變化趨勢，根據外界環(huán)境、氣候變化及時(shí)調整恒電位儀運行參數。

3 陰極保護系統一鍵同步通斷

在恒電位儀陰、陽(yáng)極瞬間斷路時(shí)測得的電位被視為管道的極化電位，即無(wú)IR降的陰極保護電位。傳統的管道極化電位測量方法需在每座陰極保護站的恒電位儀陰、陽(yáng)極回路中安裝1臺GPS同步斷路器，實(shí)現兩座或多座陰保站恒電位儀在同一時(shí)刻通斷。

分公司目前管轄西一線(xiàn)、輪吐線(xiàn)、庫鄯線(xiàn)3條油氣管道及5座站場(chǎng)，每條管道、每座站場(chǎng)都建有相互獨立的陰極保護系統， 3條管道存在并行、交叉，其陰極保護系統間的相互干擾不可避免。如庫鄯線(xiàn)通過(guò)加裝GPS同步通斷器，實(shí)現了4座陰極保護站恒電位儀的同步通斷。但庫爾勒原油站、孔雀河壓氣站及與庫鄯線(xiàn)存在交叉、并行關(guān)系的西一線(xiàn)、輪吐線(xiàn)陰極保護系統仍在運行，在斷電瞬間測得的10#測試樁的電位中仍包含這些站、線(xiàn)陰極保護系統對其造成的IR降，該電位并不是10#測試樁真實(shí)的極化電位。

經(jīng)過(guò)研究攻關(guān)，僅需在每座陰極保護站（含站場(chǎng)區域）安裝1臺區域陰保同步通斷控制器，即可在服務(wù)器端或現場(chǎng)實(shí)現任一管段、任一座站場(chǎng)、任一條管道或所有管道、所有站場(chǎng)及所有管道和站場(chǎng)陰極保護系統的一鍵同步通斷，較傳統安裝GPS同步斷路器大大降低了購置成本、縮短了安裝時(shí)間、減少了設備安裝用車(chē)臺班、提高了極化電位測試準確性，能夠更加真實(shí)的反映管道陰極保護現狀。

以分公司完成1次全線(xiàn)極化電位測試測算，可節約GPS斷路器購置費用（2萬(wàn)元/套×51套） 102萬(wàn)元、縮短GPS斷路器安裝時(shí)間（1 h/套×51套）51 h、減少GPS斷路器安裝用車(chē)（4個(gè)作業(yè)區（站場(chǎng)）×1臺班/天•作業(yè)區×10天） 40臺班。

4 管道極化電位智能采集

2019年，分公司組織完成了建設期間178支智能測試樁升級改造、在高后果區及重點(diǎn)部位增設了124臺電位智能采集設備，通過(guò)試片實(shí)現了模擬管道自然電位、通電電位、極化電位及交流干擾電壓的定時(shí)采集、自動(dòng)上傳，減少了現場(chǎng)測試人員工作量，降低了電位測試頻次，確保了電位的真實(shí)準確。

庫鄯線(xiàn)266 km管道共設置了154處電位智能采集設備，已經(jīng)實(shí)現了西部管道公司斷電電位管理要求，電位測試間隔時(shí)間可延長(cháng)至2個(gè)月，以1年時(shí)間測算，遠程管理可減少電位測試人員用工（15人•次/月×6月） 90人次、減少電位測試車(chē)輛（15臺班/月×6月）90臺班。

5 結語(yǔ)

陰極保護系統遠程管理能夠大大提升陰保系統的自動(dòng)化管理水平，提高陰極保護系統運行可靠率和準確性，最大程度消除陰保數據的人工測量誤差、降低陰保系統運行管理成本、提高工作效率，向智能化管理邁出了第一步。

作者：師學(xué)良， 1976年生，工程師，畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東），現任中國石油西部管道塔里木輸油氣分公司管道科科長(cháng)，從事油氣管道的管理工作。