陈曦

国家管网集团东部储运嘉兴输油分公司

摘要：针对管道智能测试桩的零部件多、数据采集强度大、长期暴露于户外，导致故障率高的问题，本文分析了智能测试桩常见的故障类型，测试了不同零部件故障维修前后管道电位变化，验证了不同故障对电位准确性造成的影响，总结了一套故障排查思路和具体的维修措施。

关键词：钢制埋地管道；保护电位；智能测试桩；参比电极；试片

随着我国基础设施如高铁、城市轨交以及高压电塔建设的快速发展，给埋地油气管道腐蚀防护工作带来了前所未有的挑战。统计国内外近10年的管道失效案例可以发现，大部分的管道腐蚀都发生在具有交、直流等杂散电流干扰存在的情况下。为了防止管道腐蚀，通常采用防腐层和阴极保护系统。同时，配备远程监测系统对管道保护效果进行监测[1]。智能测试桩可以弥补普通测试桩的不足，采集大量数据，测量各类阴极保护参数，实现无线远程测量和实时传输，提高管道阴极保护水平[2]。

近年来智能测试桩逐步取代了传统的电位检测方法，给管道阴保检测带来便利并提供更为可靠的数据[3]。但是，随着智能测试桩使用年限的增加，联网异常、电池欠压、参比失效、试片锈蚀、接线柱锈蚀、接线错误和松动、采集仪故障等设备故障率也逐渐增大，影响数据采集。本文结合SN管道现场管理实践，围绕桩体内连接线、智能采集仪、参比电极和试片等重点，论述了智能测试桩故障排查与维修的方法。

1  测试桩内连接线

桩内连接线常见故障有接线头锈蚀、测试线损坏以及接线问题。日常管理中需要定期给接线柱和线头进行打磨处理，以确保接触良好（图 1）。事实证明，试片接线和参比接线的良好接触以及是否松动都会对设备检测结果造成影响。图 2 a为试片接线端打磨处理前后通断电电位变化情况，图 2 b为参比线重新连接前后通断电电位变化情况。试片接线和参比接线失效，其后果等同于试片和参比失效（蓝色线条为断电电位，红色线条为通电电位，下同）。

图 1 打磨接触面

图 2 通电/断电电位变化图

2  智能采集仪

智能采集仪常见问题包括采集卡、电池和传输附件故障等。具体检查维修步骤如下：

（1）检查采集卡是否工作正常，根据检修结果进行程序升级或更换。

（2）检测电池电压，如果电池欠压或电压不稳定，则需更换电池。为了确保采集到足够有效的电位数据，并保证远传桩电池寿命超过一年以上，SN管道上智能测试桩的工作模式设置为：采用长效锂电池供电，并选择低功耗技术，对长输管道阴极保护通断电电位实现自动采集与判断。

（3）传输问题，检测SIM卡、卡托和天线，并根据实际检测结果更换相应部件。如更换配件无法解决测试桩的问题，则需要更换整套采集终端设备。

图 3 a为SIM卡接触不良问题整改前后通断电电位变化情况。SIM卡接触不良，将导致电位数据无法正常传输，整改后，重新上传数据。图 3 b为重新标定采集仪前后通断电电位变化情况。图 3 c为更换采集仪前后通断电电位变化情况，采集仪属于智能测试桩的数据处理中枢，校准或维修后电位值恢复正常。

图 3 通电/断电电位变化图

3  校核参比电极、试片

（1）参比电极的检测方法和标准。采用便携式铜/饱和硫酸铜（CSE）参比电极进行检测，并记录便携参比的测量结果。对长效参比直流电位（U1），应满足以下标准：|U1| < 10 mV。测量前应对便携式标准参比进行校准验证。

图 4为参比失效更换前后的通断电电位变化情况。参比电极是检测断电电位和通电电位的基准，参比失效造成通/断电电位均偏正。从数据对比可以看出，参比不同程度的失效会对检测结果产生不同程度的影响。

图 4 参比失效更换前后通断电电位变化图

（2）试片的检测方法。为了消除IR降，以更准确地检测出断电电位，试片通常埋设在管道附近。SN管道上用于检测直流断电电位的试片面积为6.5 cm2。虽然试片与管道连接并受阴极保护，但由于长期埋设在地下，特别是在南方地区水位较高且长时间泡在水中，会导致附着物或沉淀物的形成，如图 5所示。此外，地下水位的上升或者下降也可能导致试片与土壤之间出现间隙，从而影响断电电位的准确性。

图 5 新旧试片对比

通常采用如下测试方法：远程无数据监测系统读取一组断电电位后，将试片接线端从管道上断开，将万用表的正极接到试片接线端，负极接到长效参比接线端，测试试片从管道上断开时瞬间的电位值，并记录万用表（建议采用FLUKE289 型万用表）读取的第一个和第二个电位值；测试完成后，将试片连接回管道极化3分钟以后，再进行下一组断电电位测试，记录5组数据。远程无线数据监测系统读取的断电电位与万用表或记录仪读取数据的偏差应在±10mV 之内。

图 6为试片失效，在更换试片前后通断电电位变化情况。试片失效严重影响断电电位的准确性，通电电位不受影响，更换试片后，断电电位恢复正常。

图 6 参比试片更换前后通断电电位变化图

4  结语

钢制埋地输油管道智能测试桩为管道保护提供了数据基础，但测试桩故障会造成阴保数据不准确。现场实践证明，不同部件的失效在电位曲线图上会呈现不同的变化规律。做好智能测试桩桩体、智能采集仪、电源、参比电极、试片等零部件的故障排查与维护，对保证电位数据的真实性具有重要的意义。

参考文献：

[1]张玉志．邵建，陈洪源.国内外管道外防腐层应用现状与发展趋势[J].油气储运，2011，30(11)：845-847．

[2]陈江波.输油管道阴极保护监测传输系统及其应用[J]. 油气储运，2015，34(005)：533-534.

[3]张玉星，邢琳琳，任建鑫，等.城镇燃气阴极保护远传应用及监测数据分析[J].煤气与热力，2019，39(10)：13-17.

作者简介：陈曦，1991年生，硕士研究生，工程师，嘉兴输油分公司无锡作业区副主任，从事输油管道管理工作。联系方式：18551832141，chenxicn2005@qq.com。