孙德强

西部管道新疆输油气分公司了墩作业区

摘要：长期以来，埋地钢质管道腐蚀是管道管理者必须重视和解决的问题。针对防腐层检测、常规阴极保护电位检测和交流干扰检测、区域阴极保护系统和线路阴极保护系统干扰测试，具体分析了新旧标准对检测和评价要求的异同，介绍了运用新理念开展现场检测工作的可行方案，提出了防腐控制检测要点。

关键词：原油管道；腐蚀控制；阴极保护；干扰测试

埋地钢质管道腐蚀防护一直是管道企业的重大课题。据统计，约有20.0%～39.5%的国内外油气管道事故是由腐蚀问题导致的[1]。由管道腐蚀引起的油气泄漏、火灾爆炸、中毒等事故给人民生命财产安全带来严重威胁。如“6·13”十堰燃气爆炸事故，直接原因就是天然气中压钢管严重锈蚀破裂，泄漏的天然气在建筑物下方河道内密闭空间聚集，遇餐饮商户排油烟管道排出的火星发生爆炸，造成群死群伤的严重后果。

目前外防腐层和阴极保护仍是埋地钢质管道最主要的防护措施，也是国内最广泛使用的方法[2]。以往工作中，笔者也注重围绕这两个方面开展工作，包括防腐层检测、阴极保护和杂散电流干扰检测及其修复整治等。随着技术进步，新标准对防腐控制检测评价指标提出了更高要求，需要比较分析新旧标准异同，以便更好地在新理念指导下开展腐蚀控制检测评价。

1  防腐层检测评价新标准

近年来，作业区每年防腐层检测工作唯dB（分贝误差）值论，即只要检测的防腐层破损点dB值较大，即认为是比较严重的破损点而列入维修计划。

国家能源局发布的SY/T 0087.1―2018《钢制管道及储罐腐蚀评价标准 埋地钢质管道外腐蚀直接评价》，提出对防腐层破损点从土壤腐蚀性、阴极保护和外防腐层单项评价这三个维度进行间接检测结果综合评价。同时还规定“交流干扰腐蚀宜作为一个相对独立的评价因素，在交流干扰严重管段应单独进行评价，交流干扰评价指标应按现行国家标准GB/T 50698―2011《埋地钢质管道交流干扰技术标准》的有关规定进行”。新标准不单单要求记录防腐层破损点的dB值，还要求检测土壤腐蚀性、阴极保护电位和交流干扰程度，这给管道管理者提出了更高的要求。尤其是在交流干扰严重的管段，仅根据“交流干扰程度为强”这一判据，就可将破损点综合评价为“重”。尽管增加了检测和评价的工作量，但对防腐层破损点的综合评级更为准确。

新标准“间接检测结果综合评价指标”关于阴极保护的评价，分为“不达标” “轻微不达标” 和“达标”，但对于“轻微不达标”的界定，标准及其他相关标准都没有明确指标规定，需要在实践中不断总结完善。

2  常规阴极保护电位检测

外管道阴极保护电位检测包括通电电位和交流电压。断电电位采用试片法监测，由于极化时间不够等因素会导致断电电位测试值与真实值不符，在某些典型测试桩位置长时间埋设试片可解决上述问题。

交流干扰检测以往均依照GB/T 50698―2011要求，采用万用表、便携参比电极简单测试交流电压。但在交流电压较低情况下仍可以产生比较大的交流电流密度[3]。

图 1为某原油管道交流干扰检测结果（1 cm2试片）。数据显示，即使很低的电压（＜1 V）也产生了很大的交流电流密度（＞100 A/m2）。原因为该位置属于盐碱地，土壤电阻率很低，即使较低的电压也产生了很大的交流电流密度。

图 1 某原油管道交流电压/交流电流密度图

如果依照GB/T 50698―2011，由于上述位置交流电压低于4 V，其交流腐蚀风险可评价为较低或可忽略不计。但2022年3月1日开始实施的GB/T 40377―2021《金属和合金的腐蚀：交流腐蚀的测定 防护准则》对管道交流干扰 “可接受的干扰水平”以交流电流密度来评价。其平均交流电流密度大于100 A/m2时，为不可接受干扰，需要采取交流干扰缓解措施。

实际工作中遇到这个问题时，可以在土壤电阻率较低和交流电压较高的位置埋设1 cm2的交流腐蚀试片，利用万用表直接测试试片交流电流或分流器两端电压来计算交流电流密度，加强交流腐蚀干扰的检测。

笔者后续采用浅埋阳极地床（锌带）+固态去耦合器方式实施交流干扰缓解措施，并对其防护效果进行评价，该处交流电流密度＜10 A/m2，交流腐蚀风险明显减小（图 2）。

图 2 某原油管道实施交流干扰缓解措施后交流电压/交流电流密度图

3  区域阴保系统和线路阴保系统干扰测试

站外管道多受到来自输电线路、高铁等引起的交流干扰[4]，以及城市轨道交通系统、高压直流输电系统接地极等引起的动态直流干扰[5-6]，站场区域更多的是来自其他阴极保护系统引起的静态直流干扰。

当站场区域较大、埋地管道和储罐较多时，会布设多路阴极保护系统进行保护。这时，区域阴极保护系统和线路阴极保护系统，以及多路区域阴极保护系统就会相互干扰。

图 3和表 1以西部某原油管道出站绝缘接头内外侧电位测试数据为例，依次判断区域阴极保护系统和线路阴极保护系统的相互干扰情况。

图 3 某区域阴保系统和线路阴保系统相互干扰测试数据

表 1 干扰数据汇总表

当区域阴极保护系统关闭时，干线进站绝缘接头外侧管道电位负向偏移，出站绝缘接头外侧电位变化不大，说明干线进站绝缘接头位置受到站内区域阴极保护系统的阴极干扰影响，干扰电位波动200 mV。为避免干线进站绝缘接头处因站内区域阴极保护系统的深井阳极干扰影响，导致进站绝缘接头外侧处加速腐蚀从而造成严重后果，经审批后，暂时将进站绝缘接头内外侧跨接保护。区域阴极保护系统和线路阴极保护系统的相互干扰程度受多种因素影响，包括区域阴极保护系统辅助阳极地床和线路阴极保护系统辅助阳极地床的相对位置关系、通电点位置、构筑物的相对位置、恒电位仪的输出电流大小、土壤电阻率等。最好的解决方案为相互发生干扰的干扰源尽量远离，如将线路阴极保护系统整体迁移到距离站场最近的阀室处。当没有条件远离时，可将区域阴极保护系统的辅助阳极地床改为浅埋分布式阳极（高硅铸铁）或柔性阳极，减少相互之间的干扰影响。

4  结语

（1）管道外防腐层评级，除测试dB值外，还要测试土壤腐蚀性、阴极保护电位、交流干扰数据等，对防腐层破损点进行综合评价。

（2）新国标要求在常规交流干扰检测中需要引入交流电流密度测试，特别是当土壤电阻率较低时尤为重要。同时交流干扰腐蚀作为一个独立的评价指标对间接检测结果进行评价，应引起从业者重视。

（3）区域阴极保护系统和线路阴极保护系统的相互干扰是一个普遍问题，亟待进一步开展研究，并根据相互干扰的检测数据、辅助阳极地床的形式和位置等因素，综合设计整治方案。

参考文献：

[1]郎需庆，赵志勇，宫宏等.油气管道事故统计分析与安全运行对策[J].安全、健康和环境，2006，6(10)：15-17.

[2]张婷，龚敏，林修洲，等.3PE防腐蚀层联合阴极保护对管道的保护效果[J].腐蚀与防护，2012，33(9)：765-768.

[3]曹滨滨. 燃气管道交直流混合干扰的检测与分析[J]. 腐蚀与防护，2021，42(8)：81-85.

[4]雍信实.原油管道受混合交流杂散电流干扰的监测及防护设计[J]. 腐蚀与防护，2021，42(8)：81-85.

[5]姜子涛，曹国民，钟良，等.城镇基础设施对油气管道的干扰规律及其识别办法[J].腐蚀与防护，2018，39(3)：222-226.

[6]董亮，姚知林，葛彩刚，等. 地铁杂散电流干扰下管地电位波动特征的傅里叶分析[J].腐蚀与防护，2018，50(2)：294-303.

作者简介：孙德强，1985年生，硕士学位，高级工程师，毕业于天津大学，现为新疆输油气分公司了墩作业区副主任（挂职锻炼），主要从事管道管理工作。联系方式：16622773928，sundq@pipechina.com.cn。