孫德強

西部管道新疆輸油氣分公司了墩作業(yè)區

摘要：長(cháng)期以來(lái)，埋地鋼質(zhì)管道腐蝕是管道管理者必須重視和解決的問(wèn)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(xiàn)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(jià)要求的異同，介紹了運用新理念開(kāi)展現場(chǎng)檢測工作的可行方案，提出了防腐控制檢測要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：原油管道；腐蝕控制；陰極保護；干擾測試

埋地鋼質(zhì)管道腐蝕防護一直是管道企業(yè)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(wèn)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(chǎn)安全帶來(lái)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?chē)乐劁P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(hù)排油煙管道排出的火星發(fā)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(zhì)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(gè)方面開(kāi)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(zhù)技術(shù)進(jìn)步，新標準對防腐控制檢測評價(jià)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(kāi)展腐蝕控制檢測評價(jià)。

1  防腐層檢測評價(jià)新標準

近年來(lái)，作業(yè)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(diǎn)dB值較大，即認為是比較嚴重的破損點(diǎn)而列入維修計劃。

國家能源局發(fā)布的SY/T 0087.1―2018《鋼制管道及儲罐腐蝕評價(jià)標準 埋地鋼質(zhì)管道外腐蝕直接評價(jià)》，提出對防腐層破損點(diǎn)從土壤腐蝕性、陰極保護和外防腐層單項評價(jià)這三個(gè)維度進(jìn)行間接檢測結果綜合評價(jià)。同時(shí)還規定“交流干擾腐蝕宜作為一個(gè)相對獨立的評價(jià)因素，在交流干擾嚴重管段應單獨進(jìn)行評價(jià)，交流干擾評價(jià)指標應按現行國家標準GB/T 50698―2011《埋地鋼質(zhì)管道交流干擾技術(shù)標準》的有關(guān)規定進(jìn)行”。新標準不單單要求記錄防腐層破損點(diǎn)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(diǎn)綜合評價(jià)為“重”。盡管增加了檢測和評價(jià)的工作量，但對防腐層破損點(diǎn)的綜合評級更為準確。

新標準“間接檢測結果綜合評價(jià)指標”關(guān)于陰極保護的評價(jià)，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(guān)標準都沒(méi)有明確指標規定，需要在實(shí)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(shí)間不夠等因素會(huì )導致斷電電位測試值與真實(shí)值不符，在某些典型測試樁位置長(cháng)時(shí)間埋設試片可解決上述問(wèn)題。

交流干擾檢測以往均依照GB/T 50698―2011要求，采用萬(wàn)用表、便攜參比電極簡(jiǎn)單測試交流電壓。但在交流電壓較低情況下仍可以產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)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(fēng)險可評價(jià)為較低或可忽略不計。但2022年3月1日開(kāi)始實(shí)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(lái)評價(jià)。其平均交流電流密度大于100 A/m2時(shí)，為不可接受干擾，需要采取交流干擾緩解措施。

實(shí)際工作中遇到這個(gè)問(wèn)題時(shí)，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(wàn)用表直接測試試片交流電流或分流器兩端電壓來(lái)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(yáng)極地床（鋅帶）+固態(tài)去耦合器方式實(shí)施交流干擾緩解措施，并對其防護效果進(jìn)行評價(jià)，該處交流電流密度＜10 A/m2，交流腐蝕風(fēng)險明顯減�。▓D 2）。

圖 2 某原油管道實(shí)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(xiàn)路陰保系統干擾測試

站外管道多受到來(lái)自輸電線(xiàn)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(dòng)態(tài)直流干擾[5-6]，站場(chǎng)區域更多的是來(lái)自其他陰極保護系統引起的靜態(tài)直流干擾。

當站場(chǎng)區域較大、埋地管道和儲罐較多時(shí)，會(huì )布設多路陰極保護系統進(jìn)行保護。這時(shí)，區域陰極保護系統和線(xiàn)路陰極保護系統，以及多路區域陰極保護系統就會(huì )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(xiàn)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(xiàn)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(guān)閉時(shí)，干線(xiàn)進(jìn)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(shuō)明干線(xiàn)進(jìn)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(dòng)200 mV。為避免干線(xiàn)進(jìn)站絕緣接頭處因站內區域陰極保護系統的深井陽(yáng)極干擾影響，導致進(jìn)站絕緣接頭外側處加速腐蝕從而造成嚴重后果，經(jīng)審批后，暫時(shí)將進(jìn)站絕緣接頭內外側跨接保護。區域陰極保護系統和線(xiàn)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(yáng)極地床和線(xiàn)路陰極保護系統輔助陽(yáng)極地床的相對位置關(guān)系、通電點(diǎn)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(fā)生干擾的干擾源盡量遠離，如將線(xiàn)路陰極保護系統整體遷移到距離站場(chǎng)最近的閥室處。當沒(méi)有條件遠離時(shí)，可將區域陰極保護系統的輔助陽(yáng)極地床改為淺埋分布式陽(yáng)極（高硅鑄鐵）或柔性陽(yáng)極，減少相互之間的干擾影響。

4  結語(yǔ)

（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(diǎn)進(jìn)行綜合評價(jià)。

（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(shí)尤為重要。同時(shí)交流干擾腐蝕作為一個(gè)獨立的評價(jià)指標對間接檢測結果進(jìn)行評價(jià)，應引起從業(yè)者重視。

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

參考文獻：

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