胡伟杰

国家管网集团北京管道内蒙古输油气分公司

摘要：智能测试桩在现场实际应用中遇到了一些问题，从设备本体故障、长效参比电极故障、直流干扰三个方面分析查找智能测试桩电位异常原因，提出了相应的处置措施，总结了普通测试桩升级改造为智能测试桩的注意事项，为相关工作提供借鉴。

关键词：阴极保护；智能测试桩；电位保护；管道腐蚀

2017年至今，北京管道内蒙古输油气分公司已累计安装使用智能测试桩451个，实现了所辖段709公里管道的阴极保护参数自动采集、分析、传输和处理目标。针对实际应用中遇到的一些问题，总结经验教训，分析提出问题发生原因和处置措施，供同行探讨。

1  设备本体故障

（1）故障现象。从阴极保护管理系统发现智能测试桩远传数据通电电位、试片电位均为0.987 VCSE，用便携硫酸铜参比电极到现场测得管道电位为﹣1.056  VCSE。随后断开智能测试桩与长效参比电极接线，查看系统电位值仍为0.987  VCSE，则判断为智能测试桩设备发生主板故障。

（2）原因分析。智能测试桩的无线智能电位采集器与牺牲阳极相连，雷雨天气时雷击产生的瞬间电流导致设备主板被击穿损坏。

（3）处置措施。①发现智能测试桩远传数据保护电位不在正常值时（保护电位在﹣0.850～1.200  VCSE之间时，被认为管道阴极保护正常），需现场通过蓝牙连接测试桩，查看现场数据与阴极保护管理系统显示数据是否一致，若一致则可初步判断为主板损坏；②对损坏的采集器进行更换。现场通过蓝牙连接采集器，查看现场数据与便携硫酸铜参比电极测量值是否一致，如若一致则表示已恢复正常。需要注意的是，更换采集器前需检测周边环境是否存在30 V以上的交流干扰电压、超过15 kV瞬时（20 μs）直流高压的情况，确保新更换的智能无线采集器运行良好，避免因同一原因重复损坏。

2  长效参比电极故障

（1）故障现象。阴极保护管理系统智能测试桩远传通电电位为﹣0.684  VCSE，断电电位为﹣0.628  VCSE，用便携硫酸铜参比电极现场测量管道电位为﹣1.056  VCSE。

（2）原因分析。现场实际测量的保护电位在正常值范围，而智能测试桩传回系统的电位值比实际偏正，将校准过的便携硫酸铜参比电极垂直放置在长效参比电极正上方，适当浇水，确保参比电极渗透膜与大地接触良好。将万用表调至直流档位进行校对，两者的差值为200 mV，大于50 mV，则判断其长效参比电极存在故障。

（3）处置措施。①开挖取出长效参比电极，进一步判断其故障；检查电极内部硫酸铜溶液是否通过渗透膜流空，如无液体或液体过少时应及时更换；②若长效参比电极正常，则需要查看埋设环境是否有绝缘体将土壤内的管道电流屏蔽，导致存在测量偏差。长效参比电极重新选择埋设地点应无电流屏蔽。

3  直流干扰

（1）故障现象。阴极保护管理系统智能测试桩远传断电电位为﹣1.042  VCSE，确定恒电位仪为恒电位模式，预制电压为﹣1.200  VCSE时，仍不满足最小保护电位要求，且当天数值波动较大。

（2）原因分析。当地电位梯度大于0.5 mV/m，管地电位相对于自然电位偏移超过20 mV，确认存在直流干扰。

（3）处置措施。根据GB 50991―2014《埋地钢质管道直流干扰防护技术标准》识别和评价要求，当干扰导致管道不满足最小保护电位要求时，应调整现有阴极保护系统抑制直流干扰，若效果不明显时，采取排流保护及其他防护措施，如接地排流、直接排流、极性排流和强制排流等。

4  注意事项

（1）充分考虑所选设备的防水性、稳定性。选择备用接线端子具有绝缘设施的采集器，方便挂设牺牲阳极连接线。在测试桩本体安装雷击计数器，记录雷击发生情况，防范测试桩主板损坏。提前进行长效参比电极的校准。

（2）埋设长效参比电极时，应尽量选择地下土壤比较潮湿的环境，以利于长效参比电极的数据测量，严禁使用钝器进行敲打，避免长效参比电极外壳损坏，导致硫酸铜溶液流空，可以适当在坑内浇灌水分，让参比电极与大地保持良好接触。

（3）智能测试桩安装完成后，要注意阴极保护管理系统中通电电位和断电电位的趋势，以判断智能测试桩数据采集情况，发现问题及时进行处理。

作者简介：胡伟杰，1992年生，现任北京管道公司内蒙古输油气分公司托克托作业区线路工程师，主要从事天然气管道完整性管理工作。联系方式：18726084120，798789683@qq.com。