張亞超

北京安科管道工程科技有限公司

摘要：在管道陰極保護效果評價(jià)及雜散電流干擾調查過(guò)程中，確保檢測數據的準確性和評價(jià)結果的可靠性至關(guān)重要。本文旨在歸納總結陰極保護有效性檢測和雜散電流干擾檢測的質(zhì)量控制要點(diǎn)，分析相關(guān)影響因素，并提出相應措施以減少對檢測數據準確性的影響，從而提升檢測工作的整體質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：管道；陰極保護有效性檢測；雜散電流干擾檢測；CP-Thinker

管道陰極保護效果的評價(jià)方法主要包括通斷電位法和試片斷電法。當管道不受直流雜散電流干擾時(shí)，通常采用通斷電位法；反之，則采用試片斷電法。在通斷電位法的測試過(guò)程中，沿線(xiàn)同步斷續器、電位記錄儀GPS未同步，以及同步斷續器的通斷周期、記錄儀的延遲時(shí)間設置不合理等會(huì )導致采集的數據不準確，進(jìn)而影響陰極保護效果的評價(jià)結果。試片斷電法的數據準確性主要受檢測設備性能的影響。

管道受到的雜散電流干擾類(lèi)型主要有交流干擾、直流干擾及交直流混合干擾。在交流干擾調查中，試片的埋設深度是影響檢測數據準確性的重要因素。在直流雜散干擾調查中，恒電位儀的性能及在外界干擾下的運行穩定性，則是影響檢測數據準確性的重要因素。

1  影響陰極保護有效性檢測質(zhì)量的因素

1.1  影響通斷電位法檢測數據準確性的因素

（1）同步斷續器、數據記錄儀GPS同步的影響。

在管道沿線(xiàn)恒電位儀上加裝GPS同步斷續器，并使用CP-Thinker記錄儀采集管道沿線(xiàn)的電位波形，需確保全線(xiàn)斷續器及記錄儀GPS同步。若未實(shí)現同步，采集到的通斷電位將出現偏差，可能導致對管道陰極保護有效性的誤判。圖 1分別展示了斷續器GPS不同步和同步情況下的電位波形。

圖 1 CP-Thinker記錄儀采集的管道電位波形 

（2）斷續器通斷周期及記錄儀延遲時(shí)間選擇的影響。

恒電位儀安裝同步斷續器后，使用CP-Thinker記錄儀采集管道沿線(xiàn)不同位置的波形。圖 2展示了同一條管道9個(gè)位置采集的波形，通斷周期為4 s，斷電時(shí)間為1 s�？梢�(jiàn)全線(xiàn)斷續器在同一時(shí)間導通和斷開(kāi)，實(shí)現了GPS同步。由于各位置通斷瞬間的沖擊電壓持續時(shí)間存在差異，通斷電位的延遲時(shí)間需能夠避開(kāi)所有位置通斷瞬間的沖擊電壓，因此，通斷電位的延遲時(shí)間分別選取20 000 ms和800 ms，若延遲時(shí)間不足以避開(kāi)所有位置的沖擊電壓，采集的管道通斷電位數據就不準確。

圖 2 同一管道不同位置的電位波形 

圖 3展示了CP-Thinker記錄儀采集的恒電位儀在1 s、4 s、15 s通斷周期時(shí)的輸出電壓波形。在1 s及4 s周期下，恒電位儀能迅速從斷電恢復到原始輸出；而在15 s周期且斷電3 s的工況下，恒電位儀約6 s才恢復到原始輸出。若采用12 s通電、3 s斷電的周期，通電電位的延遲時(shí)間需大于6 s，否則測試得到的通電電位偏正，因此，更推薦采用4 s或者1 s的較短周期，以確保恒電位儀響應更及時(shí)，檢測效率也更高。

圖 3 同一恒電位儀不同周期的輸出電壓波形 

綜上，采用通斷電位法進(jìn)行測試時(shí)，合理選擇通斷周期及延遲時(shí)間是確保數據準確的前提。

1.2  影響試片斷電法檢測數據準確性的因素

圖 4是DUL2和CP-Thinker記錄儀同一時(shí)間、同一位置測量的某管道直流電位和交流電壓的數據，DUL2的交流電壓最大量程為24 V，當測量電壓超過(guò)24 V時(shí)，其直流電位測量不正確。而使用量程更大的CP-Thinker記錄儀測量時(shí)，所測得的交流電壓和直流電位均準確。因此，選擇量程和精度合適的檢測設備，是保證試片斷電法測試數據準確性的關(guān)鍵。

圖 4 UDL2和CP-Thinker同一位置/時(shí)段記錄的交流電壓及管地電位

2  影響雜散電流檢測質(zhì)量的因素

2.1  影響交流雜散檢測數據準確性的因素

圖 5展示的是在同一位置、同一時(shí)段下，不同埋設深度的試片所測得的交流干擾數據。兩個(gè)試片的交流電壓基本一致，交流電流密度存在明顯差異，評估的交流干擾腐蝕風(fēng)險等級也不同。這種差異源于不同土壤電阻率，導致試片發(fā)散電阻顯著(zhù)不同。

圖 5 同一恒電位儀不同周期的輸出電壓波形 

進(jìn)行交流雜散測試時(shí)，應將試片或探頭埋設于管道附近，深度在管道中心線(xiàn)以下，距離管道外壁100 mm～300 mm，冬季應埋設于凍土層以下。

2.2  影響直流雜散檢測數據準確性的因素

動(dòng)態(tài)直流雜散腐蝕風(fēng)險通常通過(guò)管道的腐蝕速率、管道極化電位正向偏移量及時(shí)間比例來(lái)評級，在極化電位的測試過(guò)程中，恒電位儀的性能及其在動(dòng)態(tài)直流雜散干擾下運行的穩定性，是影響檢測數據準確性的重要因素。

在直流雜散的檢測過(guò)程中，用CP-Thinker記錄儀記錄恒電位儀的輸出電流和通電點(diǎn)電位。

A型號恒電位儀恒電位運行時(shí)，受外界直流雜散干擾轉為恒流運行（圖 6 a）。B型號的恒電位儀受到外界直流雜散干擾，當通電點(diǎn)電位負于預置電位時(shí)，輸出為0；而當外界直流雜散干擾使通電點(diǎn)電位正于預置電位時(shí)，恒電位儀無(wú)法及時(shí)調整輸出（圖 6 b）。在上述兩種情況下測試的通電電位和極化電位，是在恒電位儀運行模式不穩定或故障下測試的，不能全面準確的評估動(dòng)態(tài)直流雜散的腐蝕風(fēng)險，進(jìn)而影響直流雜散消減設計方案。因此，進(jìn)行動(dòng)態(tài)直流雜散檢測時(shí)，同步監測恒電位儀的輸出電流和通電點(diǎn)電位是十分必要的。

（a） A型號恒電位 

（b） B型號恒電位 

圖 6 CP-Thinker記錄儀監測恒電位儀通電點(diǎn)電位和輸出電流曲線(xiàn)圖 

此外，檢測用的便攜參比電極的有效性、測試儀器儀表的精度、試片和土壤接觸是否良好等因素均能影響陰極保護有效性檢測數據及交直流雜散檢測數據的準確性，現場(chǎng)檢測人員應注意識別這些影響因素，并嚴格按照規范要求進(jìn)行檢測，確保數據準確。

3  結論

開(kāi)展管道陰極保護效果評價(jià)及雜散電流干擾調查時(shí)，要識別各自的檢測數據影響因素并嚴格控制檢測質(zhì)量要點(diǎn)，以確保數據準確、結論可靠。應選擇功能齊全的檢測設備，且具備GPS同步功能，能夠檢測管道的通電電位、斷電電位、試片極化電位及交直流電流密度，并具備高頻采集波形的能力�，F場(chǎng)檢測人員應嚴格按照規范要求進(jìn)行測試，不得為圖簡(jiǎn)便而簡(jiǎn)化測試步驟和降低測試標準。

作者簡(jiǎn)介：張亞超，1983年生，工程師，畢業(yè)于遼寧石油化工大學(xué)油氣儲運專(zhuān)業(yè)，現從事管道腐蝕防護方面的工作。聯(lián)系方式：15901239554，zhangyc@ankopipe.com。