赵云

中国石油西部管道公司管道处

【摘要】本文以西部原油管道阴极保护系统与管道附属设施间的发生的绝缘问题为主要实例，结合腐蚀控制中关于阴极保护绝缘设计标准的要求，提出了阴极保护设计和施工中应该注意的问题，阐明了管道系统的绝缘对阴极保护系统有效性、运行寿命和经济性的影响。

【关键词】阴极保护管道系统 附属设施 电绝缘 重要性

在相关腐蚀控制规范中，对埋地管道阴极保护系统设计中的电绝缘有着非常严格、细致的规定。这是因为，如果没有绝缘，管道的阴极保护系统就不可能发挥应有的作用。然而，在对国内几条大型原油和天然气管道腐蚀控制工程的验收和检测中发现，在实际设计和施工中，人们往往对管道系统“电绝缘”的理解、认识和实施并不全面和到位。往往因小小的疏忽大意或电绝缘的处理不当， 会使管道的阴极保护成本大大增加，并影响管道的运行寿命。

1 阴极保护管道系统电绝缘的规定

所谓阴极保护管道系统的电绝缘是指：使埋地的阴极保护管道系统与其他金属构筑物或接地体、环境呈电气隔离状态。之所以作此规定，是为了防止施加给埋地管道的阴极保护电流沿着这些金属构筑物、接地体和短路点流到土壤中去，而不能够为管道提供阴极保护作用。

GB 21448-2008 《埋地钢质管道阴极保护技术规范》第4.2.3条规定：“阴极保护管道应与公共或场区的接地系统电绝缘。除非经检测能够确认， 所提供的阴极保护电流能够足以抵消其接地系统造成的电流损失”。美国NACE SP0169-2007 《埋地或水下金属管道系统的外腐蚀控制》（最早的标准为：NACE RP01699)）第4章“管道系统的设计” 第4.3.1条给出了9类宜安装电绝缘装置的位置。这9类位置既包括了我们在电绝缘设计中常常遇到的计量站、集输、调压站的入口、出口、干管与支线的连接处，还包括杂散电流区、不同金属的连接处及金属管道与其他金属构筑物——套管、管桥等部位。也就是通过在阴极保护系统设计中选择适当的位置（这些位置可以是在管道上、管道支撑构筑物上或者在管道附件上）安装和设置电绝缘装置，避免管道与其他金属构筑物间形成金属短路，来实现被保护管道系统的电绝缘。这些绝缘装置可以是预装的绝缘法兰、绝缘接头、绝缘连接器等。

特别应指出的是，NACD SP0169第4.3.1.9条强调了“管道的电动阀门和测试仪表采用接地的位置”。在管道的实际检测中发现，恰恰这一规定在阴极保护设计和施工中被忽略。也就是在埋地管道的阀门室内或者是计量室内，往往忽略了对这些管道附属设施——阀门、计量仪表、检测仪表的电绝缘处理。

2 实际检测中发现的绝缘问题

通过对西部管道某辖管段5#监测点（手动阀室）和42#分输阀室（电动阀室）进行漏点检测和PCM评估后发现，手动阀室和电动阀室均存在不同程度的管道接地现象，对阴极保护电流造成一定流失。对以上两个阀室采用皮尔逊法检测，发现均存在大的防腐层破损点，在阀室接地极处也存在破损点，说明干线管道与接地网存在连接现象。采用PCM法进行评估，发现在阀室处电流衰减较严重，形成漏斗现象。图1～图4分别反映了电动阀门、压力变送器、温度变送器等管道附属设施处绝缘处理的欠缺。

由于这些部位绝缘设计的缺失，造成阴极保护电流的漏泄，影响了该段管道的阴极保护效果。通过在这些部位增加绝缘法兰设置，使管道的电绝缘状况得到改善。例如：在压力变送器针形阀上端增加绝缘接头使其与接地网完全隔离； 在温度变送器传输线保护套管处增加绝缘接头， 同时断开温度变送器壳；对压力变送器和温度变送器增设了绝缘接头。如图5所示。

3 管道系统与附属设施电绝缘的重要性

所谓阴极保护，就是通过降低腐蚀电位，使管道腐蚀速率显著减小而实现电化学保护的一种方法。它是管道防腐层防护的一种补充，一旦投入，在管道运行期间是不能间断的。只有这样， 阴极保护才是经济可行的。

但是，在管道场区内存在大量接地系统， 这些接地系统有的是仪器仪表的接地，有的是电动设施（发动机、阀门等）的接地。如果没有处理好埋地管道与这些附属设施间的绝缘，则会由于这些接地设施的存在将管道上的阴极保护电流引入地下。这样，一方面白白浪费了电能；另一方面使原有的阴极保护电流密度大大降低，从而使管道的部分区域达不到阴极保护电位准则的要求，或者使受阴极保护管道的长度缩短。尤其是在目前管道施工大量选用高绝缘性能防腐层的情况下，会使阴极保护设计中原本可以保护几百公里长的阴极保护站，仅仅能够保护一百多公里甚至更短，造成阴极保护的性价比大大降低。

如，西部管道某辖管段5#监测点（手动阀室）和42#分输阀室就是因为接地漏电，导致线路保护距离大幅缩短。在排查阀室管道的绝缘性能时，可以通过测试防腐层的绝缘电阻进行直观判断。如某输油管线38#阀室（其管道分段图如图6所示），通过PCM测试的电阻值（见表1）可以明显看出阀室部位管道的绝缘性能很差。

同样的问题，在西气东输豫皖管理处管线的123阀室，以及其他一些新敷设原油或天然气管道的施工验收测试中也曾多次发现。阀室电绝缘不良，会导致大量阴保电流漏失，阀室管道发生腐蚀，甚至有可能引发更大安全事故。

4 结论

在埋地管道阴极保护的设计施工中，对管道与其附属设施间的电绝缘问题应予以足够重视。电绝缘的设计、材料、尺寸和结构应当符合SY/T 0086-2012《阴极保护管道的电绝缘标准》要求； 已经设置了电绝缘装置的，应该按照该标准相关规定定时测试其有效性。

参考文献：

[1] NACE SP0169-2007 《埋地或水下金属管道系统的外腐蚀控制》

[2] GB 21448-2008 《埋地钢质管道阴极保护技术规范》

[3] SY/T 0086-2012《阴极保护管道的电绝缘标准》