王若丹

西部管道新疆輸油氣分公司

摘  要：埋地管道通常采用防腐層輔以陰極保護的腐蝕控制手段，在生產(chǎn)運行過(guò)程中需要加強陰極保護的監測檢測。陰極保護智能電位測試監控系統在新疆地區的成功實(shí)踐，證明該系統可有效監測管道陰極保護情況，減少管線(xiàn)腐蝕事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：天然氣管道；陰極保護；智能監控；特高壓直流；全天候

埋地管道采用防腐層輔以陰極保護的腐蝕控制系統，生產(chǎn)運行過(guò)程中需開(kāi)展陰極保護的監測檢測，采集評定陰保數據和運行參數[1]，定期管理維護陰保設備裝置。新疆地區管道電位測試特點(diǎn)為點(diǎn)多線(xiàn)長(cháng)，管道經(jīng)過(guò)的地域錯綜復雜，在濕地、沙漠、戈壁等地方開(kāi)展管道電位測試工作極不方便。西部管道新疆分公司通過(guò)采用智能電位測試監控系統，提高了工作質(zhì)量和效率，取得了良好的效果。

1 智能電位測試監控系統

智能電位測試監控系統由無(wú)線(xiàn)數據采集端、云服務(wù)器數據處理端、系統平臺客戶(hù)端三大部分組成（圖 1），該系統可實(shí)現陰極保護電位的自動(dòng)采集與處理，具有無(wú)線(xiàn)遠程數據傳輸、信息查詢(xún)與分析、設備GIS地理位置信息查詢(xún)、陰保電位預警信息推送和管道管理等功能[2-3]。

無(wú)線(xiàn)數據采集端采用GPRS或NB―IOT無(wú)線(xiàn)通訊數據傳輸，內置高精度A/D轉換芯片，科學(xué)的抗干擾及防雷電路設計，確保設備采集數據的準確性及設備穩定長(cháng)壽命運行。

云服務(wù)器選用華為云、阿里云等大型云服務(wù)器廠(chǎng)商高配云服務(wù)器，保障了管道數據的安全。數據經(jīng)由云服務(wù)器處理完畢后，自動(dòng)備份智能存儲，確保數據的完整性。

系統客戶(hù)端采用B/S架構軟件，內建GIS監控中心、數據中心、預警中心、管道設備管理及數據報表統計下載，方便客戶(hù)全面了解各項數據。手機端登錄指定賬號即可遠程查看數據及接收陰極保護電位預警信息。

2 應用案例

西部管道新疆輸油氣分公司為監測高后果區管道 陰極保護狀況，評價(jià)陰極保護系統是否有效，于2019年在管轄范圍內安裝智能測試儀41套，采集管道/試片通斷電位、管道交流電壓。管道通電電位采集使用測試儀+NSC-1極化探頭測試， GPRS通訊上傳，測試儀電源采用光伏發(fā)電+鋰電池（12 V 10 Ah）供電，以保證測試儀能夠持續供電，每日全天候智能采集數據。

2.1 智能采集儀安裝

每個(gè)人口密集型高后果區段前后各安裝1處智能采集儀（圖 2），數據采用無(wú)線(xiàn)傳輸，通過(guò)云服務(wù)器最終傳輸到公司陰極保護在線(xiàn)監控管理平臺。如平臺接口未開(kāi)放，能實(shí)現統一傳輸存儲功能，待平臺開(kāi)放后數據傳輸至公司。

智能采集儀所用電纜利用線(xiàn)路測試樁引線(xiàn)。配套埋設采集儀、試片、長(cháng)效參比電極或極化探頭等，至少能采集管道/試片通電電位、管道交流電壓等。

2.2 智能采集儀調試

本次調試采用萬(wàn)用表（經(jīng)鑒定合格的Fluke289）測試數據與智能采集儀自動(dòng)采集數據進(jìn)行比對，檢查智能采集儀測量精度（要求與Fluke289直流電壓、交流電壓小于5 mV可以進(jìn)行安裝，否則進(jìn)行校正或更換），測試數據見(jiàn)表 1、表 2、表 3。

2.3 系統客戶(hù)端調試

客戶(hù)端調試主要包括GIS監控中心、數據中心、預警中心、管道設備管理及數據報表統計等功能，以確保GIS 監控中心可直觀(guān)展示不同管道走向及設備采集數據，方便客戶(hù)查看不同管道設備的各項數據；系統概覽可直觀(guān)展示當前設備總數、預警設備總數、預警設備詳情以及區域設備近一周采集數值；預警功能及時(shí)推送預警消息，提示客戶(hù)處理問(wèn)題管段；數據報表功能可以統計最近每月各項電位采集數據，數據由多平臺云服務(wù)備份存儲；數據監控中心可詳細展示當前客戶(hù)的所有設備的各項詳細數據，數據可自動(dòng)生 成曲線(xiàn)圖，方便展示陰極保護系統運行情況；管道設備用戶(hù)可自行添加管道參數包括管道長(cháng)度走向等檔案信息，設備可以變更管道屬性方便客戶(hù)做設備部署位置。

2.4 現場(chǎng)應用效果

2019年11月28日、 29日，智能電位測試監控系統監測到哈密地區部分管道保護電位正向偏移，異常監測數據如圖 3，管道最正電位達到+3.08 V，該段管道持續2天處于直流電解狀態(tài)。

2019年11月29日管道維護人員現場(chǎng)對管道電位進(jìn)行測試，與智能電位測試儀反饋的數據完全吻合。觀(guān)察該段管線(xiàn)周?chē)�情況，有兩條特高壓直流（HVDC）輸電線(xiàn)路（分別是吉泉線(xiàn)±1 100 kV、哈鄭線(xiàn)±800 kV）垂直經(jīng)過(guò)管道（圖 4）。為此分析，可能是受到特高壓線(xiàn)路影響[4-5]。

經(jīng)過(guò)向該地區電網(wǎng)管理人員了解，該段特高壓直流（HVDC）輸電線(xiàn)路這種運行模式每年大約有15天～20天時(shí)間，按照每年365天計算，管道每年有4.1%～5.5%的時(shí)間處于HVDC影響的直流電解狀態(tài)，嚴重危害管道腐蝕防護系統，影響管道安全運行。

3 小結

智能電位測試監控系統在新疆地區管線(xiàn)上的應用，彌補了傳統人工采集陰極保護電位數據的不足，實(shí)現了數據的全天候實(shí)時(shí)采集，以及對未達標數據的智能報警，有助于及時(shí)發(fā)現問(wèn)題、解決問(wèn)題，提高了日常運行管理工作效率和管理水平，能夠有效減少管線(xiàn)腐蝕事件的發(fā)生，保障管道安全。

參考文獻：

[1] 武維勝，黃小美，臧子璇，陳亮. 埋地管道腐蝕檢測與評價(jià)技術(shù)[J]. 煤氣與熱力， 2012(10)： 89-93.

[2] 武建宏，姜波. 基于GPRS的長(cháng)輸管道陰極保護無(wú)線(xiàn)數據采集系統[J]. 石油化工自動(dòng)化， 2008(04)：43-45.

[3] 楊彬，李孝瑩.智能陰保監控系統的工程應用實(shí)例[J]. 全面腐蝕控制， 2017(10)： 24-26.

[4] 李丹丹，畢武喜，祁惠爽，穆承廣，薛致遠，陳洪源，陳洪民.交叉并行管道陰極保護干擾數值模擬[J]. 油氣儲運， 2014(03)： 65-69.

[5] 查鑫堂，張建文，陳勝利，趙景茂，姜瑞景.雜散電流干擾和陰極保護作用下碳鋼腐蝕規律研究[J].表面技術(shù)， 2015(12)： 12-18， 26.

    作者簡(jiǎn)介：王若丹，女，工程師， 1986年生，畢業(yè)于東北石油大學(xué)油氣儲運專(zhuān)業(yè)，現主要從事管道陰保防腐工作。聯(lián)系方式： 0 9 9 1 -7562177， 402424858@qq.com。