陈泓沅

乌鲁木齐输油气分公司

鄯乌线建于1996年，全线313km，站场5座（鄯乌压气首站、大河沿清管站、新化分输站、乌鲁木齐城市站、乌石化末站），其中乌鲁木齐作业区管段148km，管理站场三座（新化分输站、乌鲁木齐城市站、乌石化末站），为保证乌鲁木齐市及周边民生和工业用气的安全畅通，确保作业区各站安全有效运行，对站内工艺设备设施采取有效的阴极保护，是保证站内设备设施及埋地管道安全有效运行的先决条件和基本措施。但是站场由于地理环境、天气变化、土壤结构、站内绿化、各类管线较多等因素，造成腐蚀性较强，如果区域阴保欠缺或失效，就容易发生腐蚀，甚至穿孔泄漏。所以，有效做好站场的设施和埋地管道的区域阴极保护就十分关键，现就科学有效的开展好站场区域阴保的检测，编制出科学有效的实施方案，并有计划的合理分步推进，进行浅析。

1 站场区域阴保的开展

新化、城市、石化分输站三个站场区域阴保系统自运行以来于2013年做过一次区域阴保有效性检测评价，包括恒电位仪及其附属设施运行状态检测、管道绝缘装置绝缘性能测试、设备设施及埋地管道的电位、阴保干扰问题排查等内容，为各站阴极保护工作的日常维护管理提供依据，推进防腐阴保问题治理工作，消减设施及管道腐蚀隐患，提升防腐阴保管理水平。

1.1 站场阴极保护的现状

目前各站区域阴保都采用深井阳极的保护方式，由于鄯乌线于1996年投产，当时国内还没有柔性阳极的先例，所以采用深井阳极保护也是当时最为有效的保护方式。各站内基本由阀组、分离、清管、消防、接地网各系统组成。设备设施、埋地管道、裸露管体的防腐措施为环氧粉末及加强沥青防腐，由于建成时间较长和当时的防腐技术的限制，相对于其它新建站场的防腐效果就有所欠缺，所以为开展区域阴保检测的有效性，提前做好区域阴保有效检测计划实施方案的编制尤为重要。

1.2 检测前需要的检测设备及材料项目必备的检测设备及材料如下表所示：

2 项目检测方案实施具体步骤

目前站场区域阴极保护效果检测与评价主要包括阴极保护电位测试、恒电位运行状况检查、辅助阳极运行状况检测、长效参比检测以及绝缘装置性能检测等内容。

2.1 资料收集

收集站内埋地金属结构物的基本信息（管道的长度、埋深、材质；防腐层类型，厚度，使用年限）；接地系统的材质、分布、腐蚀状况等；阴极保护系统设计资料（包括回路设置，阳极的直径、位置、埋深等）。

当所需资料不全时，进行现场调研或利用地下金属构件测试仪探测来掌握埋地管线、接地网及接地极的分布位置。

2.2 现场调查

具体包括：各阴保间内恒电位仪型号及参数、各阳极地床的类型和埋设方式、是否预埋长效参比电极，测试桩数量、位置及接线端子布局，是否设有接线箱。

2.3 阴极保护电位测量方法

2.3.1区域阴保测试桩通断电位测试

将区域阴保各恒电位仪的输出阴极和阳极之间各串接一组同步断流器，用万用表测试区域阴保各测试桩通断电位。

2.3.2按生产区域划分片区，如泵区/压缩机区（首站有此设备）、阀组区、清管区、分离区等。分出至少4个区，抽查测试每个区域管道、储罐、接地装置的通断电位。

2.4 恒电位仪运行状况检查

2.4.1检查恒电位仪的输出电流、输出电压、控制电位等参数是否正常。

2.4.2恒电位仪自检。

2.4.3参照恒电位仪产品说明书检查接入各类电缆、导线的位置是否正确牢靠；检查防雷装置是否一端接地，一端连输出电压端。

2.5 辅助阳极接地电阻

2.5.1使用接地电阻测试仪测试各回路阳极总接地电阻。

测量前断开阳极地床与恒电位仪的连接，当采用下图（a）测量时， d13不得小于 40m， d12不得小于 20m。在土壤电阻率较均匀的地区， d13取2L， d12取L；在土壤电阻率不均匀的地区， d13取 3L， d12取 1.7L。

在测量过程中，电位极沿接地体与电流极的连线移动三次，每次移动的距离为d13的 5%左右，若三次测试值接近，取其平均值作为长接地体的接地电阻值；若测试值不接近，将电位极往电流极方向移动，直至测试值接近为止。长接地体的接地电阻也可以采用如图（b）所示的三角形布极法测试，此时d13= d12≥2L。

按动HT5600接地电阻测试仪的测量键，在液晶屏上读取接地电阻值即可。

2.5.2有阳极接线箱的，采用上述3.5.1的三极法测试分回路的接地电阻值，确认是否有单个回路接地电阻超标。

2.6 阳极输出电流测试

在阳极电缆和恒电位仪正极之间串连合适量程分流器（通常为75 mV， 10 A），用万用表直流电压档测量分流器两端的电压，测得的电压除以分流器的电阻可得恒电位仪的输出电流。

2.7 长效参比电极有效性

使用万用表和校对过的便携式参比电极，测量便携式参比电极与长效参比电极的电压差，应符合GB/T21246-2007《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》中关于参比电极的规定。

2.8 绝缘接头（法兰）的绝缘性能测试

拟对沿线站场内连接管道的电绝缘装置进行绝缘性能检测，首先使用电位法进行测试，在电位法无法判断绝缘装置的性能时，再进一步用DM漏电法进行测试。

（A）电位法

对阴极保护运行的管道，可以用电位法判断其绝缘性能。

测试方法：

1）测量接线如下图；

2）在对被保护管道通电之前，用数字万用表V测试绝缘接头（法兰）非保护侧a的管道电位Va1；

3）保持硫酸铜电极位置不变，对保护管道通电，并调节阴极保护电源，使保护侧b点的管地电位Vb达到-0.85V～-1.50V之间；

4）测试a点的管地电位Va2。

数据分析：

若Va1和Va2基本相等，则认为绝缘接头（法兰）的绝缘性能良好；若绝对值Va2＞Va1且Va2接近Vb值，则认为绝缘接头（法兰）的绝缘性能可疑。若辅助阳极距绝缘接头（法兰）足够远，且判明与非保护侧相连的管道没同保护侧的管道接近或交叉，则可判定为绝缘接头（法兰）的绝缘性能很差（严重漏点或短路）；否则采用DM漏电率测量法来进一步测量。

（B） DM漏电率测量法

在电位法无法判断绝缘性能时采用以下方法测试。

测试方法：

1）测量接线如下图

2）断开保护侧阴极保护电源

3）按DM操作步骤，用DM发射机在保护侧接近绝缘接头（法兰）处向管道输入电流I；

4）在保护测电流输入点外侧，用DM接收机测量并记录该侧管道电流I1；

5）在非保护侧用DM接收机测量并记录该侧管道电流I2。

数据处理，用下面公式计算绝缘接头（法兰）漏电百分率。

对于地上的电绝缘装置，也可采用RF-IT地上绝缘法兰测试仪进行测试，此方法简便快捷，准确率较高。测试方法如下：

将测试仪的两个探针分别连接绝缘法兰两端，保证探针与绝缘法兰两端管道良好接触，然后打开测试仪器开关，如测试仪LCD显示屏上的指针指向100，表明绝缘接头性能良好，如指针指向0，表明绝缘接头短路。

2.9 氧化锌避雷器的检测

万用表测量氧化锌避雷器两端的电阻，电阻值达到兆欧级说明该氧化锌避雷器工作正常。

2.10 阴阳极电缆完好性

使用接地电阻测试仪（绝缘摇表）检测每一回路的阳极电缆、阴极电缆、参比电缆是否有破损、断裂情况。

2.11自然电位测试

将站场分为4个区，分别测试自然电位。

方法1：将区域阴极保护恒电位仪停机24小时，在站场内测试桩处测试管道自然电位。

方法2：试片（或极化探头）法：将区域阴极保护恒电位仪停机24小时，同时将与管道相同材质的试片或极化探头，埋设在站场内地下50cm处， 24小时之后通过引线测量试片的自然电位。

2.12 土壤电阻率测试

土壤电阻率测试，用HT5600采用Winner4极法测量，极间距离为管道埋深的1.3倍。

具体测试步骤：

将测试仪的四个电极以等间距a布置在一条直线上，电极入土深度应小于a/20。按测量键即可显示土壤电阻值R。

将a， R值录入记录表格，然后根据平均土壤电阻率计算公式进行计算。从地表至深度为a的平均土壤电阻率

ρ=2πaR

式中：ρ——测试点从地表至深度a土层的平均土壤电阻率，Ω•m；

a——相邻电极的距离， m；（一般选取该段管道平均埋深）

R——接地电阻仪示值，Ω。

3 成果提交

将数据进行汇总整合并科学分析，为采取保护措施提供依据。

3.1 检测报告

包含以上各项检测项目数据的分析说明。

对存在的问题进行分析，明确产生这些问题的原因。

对存在的问题提出切实可行的整改意见。

3.2 检测影像资料

提供直观的影像资料，对后期站场维护管理更加直观有效，也为检测的有效性留证。

4 进度安排

根据新疆地区季节性强的特点，合理安排检测时间，为数据的科学性提供保障，也为后期区域阴保采取有效措施提供可靠依据。

5 总结

一次有效的区域阴保检测评价，是后期站场阴保工作开展的基础和依据，只要通过科学的安排和计划，制定科学有效的工作方案，按步骤有条不紊的推进各项工作，才能保证各项数据的准确和科学性，为后期站场区域阴极保护工作的有效开展打好基础，也为站场生产的安全有效提供坚实保障。 ◢

参考文献：陈泓沅，丁融，任国志，2013年鄯乌线各站区域阴保的有效性评价报告。

（作者：陈泓沅，乌鲁木齐输油气分公司作业区主任）

2014年第3期（总第16期）