接地导致埋地管道阴极保护失效的应对措施

为了查明川气东送天然气长输管道诸多阀室及邻近管段强制电流阴极保护失效、常年处于欠保护状态的原因,以其某RTU阀室为例,建立了阀室局部阴极保护的简单物理模型,通过模型推导与现场测试验证相结合的方法,得出管道与接地网导通诱发绝缘失效是导致管道欠保护的直接原因。在查找管道绝缘失效原因并进行定位的过程中,发现了长输管道阴极保护和防雷接地系统在设计、建造、运行维护期间的诸多问题,提出管道绝缘失效整改及保护电位恢复应采取电路隔离、牺牲阳极接地极改造、区域牺牲阳极热点保护、区域强制电流阴极保护等应对措施。(图4,表4,参20)     

管道穿越段防腐层质量和阴极保护效果评估北大核心

在定向钻穿越段管道回拖过程中会出现防腐层损伤,而穿越段阴极保护电位分布规律与直埋段不同且难以测试,可能存在阴极保护不足,给穿越段管道带来腐蚀风险。对穿越段管道进行防腐层质量和阴极保护效果评估,采用临时阳极地床对两段穿越段管道进行馈电试验,使用电流环进行管中电流测试,结合地表电位、土壤电阻率、阴极极化行为等测试,计算穿越段管道防腐层电导率,评价防腐层质量;估算破损点阴极保护电位,形成穿越段管道防腐层质量和阴极保护有效性评价方法。评估结果表明:两段穿越管段的防腐层评估质量均为优秀,估算了较差一段管段破损点处的阴极保护水平,最正电位为-0.845 VCSE,建议适当提高阴极保护电流或采用100 mV的极化准则。该方法可用于评估在役穿越段管道的防腐层质量,为阴极保护的运维提供建议。(图4,表6,参24)     

任丘首站阴极保护系统检测与评价

针对任丘首站管道阴极保护系统自投产运行以来,恒电位仪输出电流持续偏高的问题,对阴极保护电位和管道沿线防腐层性能进行了分析,评价结果显示:桩K001～桩K010管段防腐层性能发生一定程度的劣化,管道防腐层存在老化现象。通过PCM检测、阳极地床附近PCM试验和电位差计测量管中电流的方法,对管道阴极保护系统进行检测与评价,确定绝缘接头失效是任丘首站恒电位仪输出偏高的主要原因。     

复合式牺牲阳极的研制与应用

复合式牺牲阳极是牺牲阳极家族中的新成品,由镁包锌构成,利用镁阳极有高驱动电位来满足管道初始阴极极化大电流的要求,再利用锌阳极的高电流效率达到延长使用寿命的目的。通过对复合式牺牲阳极埋地运行参数的测试表明,管道保护电位达－１．４Ｖ,阳极开路电位在－１．５Ｖ以上,是非常理想的镁阳极电位,其应用效果优于镁锌混合式方法,具有广阔的应用前景。     

阴极保护系统在罐区和长输管道中的应用

对仪征输油站区域性阴极保护进行试验,分别采用了垂直深井阳极对罐区进行外加电流阴极保护和浅埋阳极对储罐进行保护两种方法,并将这两种阴极保护效果进行了对比.试验证明,这两种方法都能使储罐底板下表面得到有效的阴极保护,垂直深井阳极地床的保护电位更加均匀.并针对已建和新建储罐的阴极保护措施提出了建议.     

埋地保温管道阴极保护有效性影响因素及技术现状

从历史运行数据看,多数带有阴极保护的保温管道基本上投产运行2~3年便出现腐蚀穿孔现象,通过现场调查和实验室模拟,证实保温管道的阴极保护有着很大的局限性。由基本理论出发,从保温层对阴极保护电流的屏蔽、阴极保护准则、现场阴极保护电位测量、阴极保护电渗效应等方面全面分析了影响保温管道阴极保护有效性的因素,指出保温管道在较高温度下运行时,应适当提高阴极保护准则;保温管道的日常地表电位测量值不具代表性,应定期对管道的金属缺失状况进行检测。在传统阴极保护技术的基础上,采用牺牲阳极保护方式(且牺牲阳极安装在保温层内),在保温层进水后可以对管道提供保护,亦可以使用固体电解质解决屏蔽效应,提高埋地保温管道阴极保护的有效性。     

储罐外加电流阴极保护在立沙储运油库的应用

油库储罐外加电流阴极保护系统结构:网状阳极采用混合金属氧化物带状阳极与钛金属连接片交叉焊接组成的外加电流阴极保护辅助阳极;每个储罐均安装由硫酸铜参比电极和高纯锌参比电极组成的双参比电极6对,并在罐外安装一支硫酸铜备用参比电极;填料由75%石膏粉(CaSO4·2H2O)、20%膨润土、5%工业硫酸钠组成;阴极和阳极电缆线经由接线箱接入阴保间内的恒电位仪,通过IHF数控高频开关恒电位仪对整个系统进行调控。以立沙油库储罐为例,介绍了其外加电流阴极保护系统的构成、参数设定及应用效果。该系统可以大大延长储罐的使用寿命,且具有持久、高效、安全、节能、可监控性等优点。     

埋地管道外检测方法的组合应用与验证

介绍了多频管中电流检测法(PCM)和密间隔电位(CIPS)/直流电位梯度(DCVG)组合测试方法的技术特点.认为两种方法的组合应用可以检测和评价埋地管道的阴级保护系统及防腐层的工况.应用组合方法对铁大线局部管段进行了检测.通过分析局部管段防腐层和阴极保护的测试结果,查找到管道涂层存在的破损点,利用皮尔逊法现场开挖验证并定位.检测结果表明,该管段局部防腐层严重减薄,验证了该组合检测方法的有效性.     

东北管网阴极保护通电/断电电位测量与分析

评判管道是否受到充分的阴极保护,需要进行断电电位测量。介绍了管道阴极保护通电/断电电位的测量方法,测量了东北管网的通电/断电电位,结果表明:恒电位仪给定电位普遍偏低,达到-850mV准则的管段仅占测量管段的65%,23%的管段需使用100mV极化准则才能评判为受到充分保护;通电电位沿里程变化的规律性较强,断电电位则无明显规律;防腐层劣化程度是影响IR降的主要因素,对于同一条管道,管段防腐层老化越严重,IR降越大;阴极保护电位是防腐系统的重要参数,断电电位明确反映了管道是否受到充分的阴极保护,而通电电位的分布同时反映了阴极保护状态和管道防腐层的劣化程度。东北管网约97%的管段经整改可以受到充分的阴极保护,但约3%的管段处于杂散电流干扰区,尚无成熟的整改方案。     

数值模拟在管道和站场阴极保护中的应用

采用边界元数值模拟软件BEASYCP对管道干线和站场储罐库区的阴极保护进行模拟计算,研究了均压线跨接对并行管道阴极保护的影响,以及深井阳极和近网状阳极对储罐外底板电位分布的影响,并对近网状阳极保护罐底的通断电位IR降和接地分流效应进行了分析.研究表明:先期建设管道的站间距、末端保护电位及后期建设管道的涂层电阻率是影响并...     

极化电位测量与远传技术在东黄输油老线的应用

为准确评价埋地钢质管道的阴极保护效果,需采用管地界面的极化电位作为判定依据.介绍了一种新型阴极保护极化电位检测与无线远传技术,该技术组合了极化探头和阴极保护数据采集以及无线远传模块,可实现管道极化电位的实时采集和数据的即时传输.在东黄输油老线部分管段进行了远传检测系统不间断检测与便携参比测试对比试验,结果表明:采用无线远传技术结合极化探头的测试方法不仅可实现不间断实时监测管道电位,还能准确测量出更具参考价值的管道极化电位.极化探头技术的应用改变了以往使用通电电位作为判断阴极保护效果的观念,有助于提高管道的阴极保护水平.使用该无线远传技术,管理人员可实时掌控管道阴极保护的真实状态,及时对欠保护和过保护管段进行维护和整改.     

水底穿越管道无地床牺牲阳极保护法

油、气管道在大型河流穿越中,水底穿越管段的阴极保护是个比较困难的课题。本文讨论了无地床牺牲阳极保护技术在水底穿越管段上应用的可行性;重点介绍了环状阳极对外敷连续混凝土层的水底管段的保护技术,和用特殊阳极带对套管内管的保护技术,并结合实例设计计算,分析了其经济效益。     

东黄复线的阴极保护问题

阴极保护系统对管道的防腐起着重要作用。分析了东黄复线阴极保护系统存在的问题。通过对东营出站段管道,丈岭站东段管道及潍坊段管道的阴极保护电位的检测及调查,指出阴极保护率下降的主要原因是：地下金属管道搭接点难以保证管道间允许的相对净空距离,施工时又未对管道交叉点做很好的绝缘处理,使防腐层逐渐破损;施工质量较差,使防腐层严重劣化,有些管段阴极保护站的电源采用太阳能电源与交流电同步,而交流电源一直得不到解     

用分流法解决单侧管道保护电位偏低的问题

针对秦京输油管道大兴站进站方向管道阴极保护不足而出站方向管道阴极保护电位整体偏高的问题,进行了现场调查和原因分析。指出进出站管道防腐层差异和阴极保护进出站通电点连接电缆电阻差异导致进出站管道阴极保护电流分配不均匀,是问题产生的主要原因。对3种解决方案进行了试验研究,结果表明:改变阴极保护回路电阻,对阴极保护输出进行合理分流,可以使进出站两个方向的管道均得到有效保护。根据计算,在其它条件不变的情况下,减小进站电缆电阻,可提高进站方向管道电位;增大出站电缆电阻,可增大进站方向管道电流并保持出站方向管道电流不变。该方法虽然能暂时提高阴极保护电位,平衡阴极保护的输出,但增大了阴极保护的输出电流,因此,对于防腐层质量较差的管道,不能从根本上解决问题,应尽快安排大修。     

不同阳极形式在区域阴极保护中的应用效果

在输油气站场工艺管道区域阴极保护系统中,阳极的形式和布局是决定系统设计成功与否的关键。为了研究不同阳极形式在区域阴极保护系统中的应用效果,结合区域阴极保护有效性评价结果,对比分析了不同阳极形式下输油气站场埋地工艺管道区域阴极保护的应用情况。分析表明:深井阳极和柔性阳极在实际应用中具有保护电流分布均匀,保护电位分布平衡程度高的特点,而分布式浅埋阳极则易出现保护电位分布差异较大的问题。结合深井阳极、柔性阳极和浅埋阳极的特点,对比分析了不同阳极形式的适用性和应用条件,提出了具体场合下的阳极形式选择原则,建议将数值模拟技术用于优化区域阴极保护设计,指导阳极的合理布局。     

电流密度与管中电流对阴极保护的影响

为了研究长输管道阴极保护管中电流的分布规律,采用数值模拟技术对3PE和石油沥青两种不同类型防腐层在不同阴极保护站间距下的管道阴极保护参数进行计算。根据计算结果分析了管道沿线的电流密度、管中电流及其产生的管道内阻电压降之间的关系和分布规律,进而对管道断电电位及其IR降进行探讨。结果表明：防腐层绝缘性能参数与管道阴极保护站间距参数相匹配时,可以实现近似均匀的保护效果,即管道沿线电位衰减很小、电流密度近似均匀散流到管道上;管中电流形成的管道内阻电压降是管地电位测量结果和断电电位测量中IR降的一部分,使用断电法评价防腐层绝缘性能时应远离管道通电点。（图2,参10）     

储罐网状阳极阴极保护电流密度需求

网状阳极系统的优点在于储罐外底板保护电位分布均匀,对附近管道干扰小。采用瞬时同步断电法对2个站场的11座储罐进行检测,结果表明：控制电位达到一1．1V时,储罐仍可能未达到有效保护,原因是恒电位仪输出电流或保护电流密度过小,而日常管理通常只关注通电电位,易忽视因IR降造成的欠保护。储罐阴极保护相关标准要求电流密度在1～10rnA／m^2,推荐范围为5～10mA／m^2,而检测结果表明：两站场电流密度为1～2mA／m。时,断电电位基本达到了-850mV。由于电流密度需求受储罐液位和季节等其他因素影响,虽然标准中仅要求在阴极保护系统投运时以消除IR降电位确认电流密度需求,但在运行维护过程中仍需定期以断电电位确认电流密度需求,以有效避免潜在的欠保护风险。（表12,参5）     

地下管道阴极保护多功能测量探头的研究与应用

本文介绍了用于地下管道阴极保护效果评价的多功能测量探头的结构及其现场使用结果。这种阴极保护多功能测量探头具有能够测量阴极保护通电保护电位U_on;电位测量中的IR降;断电保护电位U_off;阴极保护电流密度i_p;管道的自然电位U_corr;通电时的电位负偏移ΔU_on;断电时的电位负偏移ΔU_off;管道的腐蚀电流密度i_corr等功能,是阴极保护测试中比较理想的测量仪器。     

输气管道阴极保护系统存在的问题及解决方法

目前,我国长输天然气管道外防腐多数采用较成熟的防腐层外加强制电流阴极保护防腐技术。针对四川某输气作业区8条输气管道外加强制电流的阴极保护现状,分析了阴极保护系统存在的问题:供电电源不独立;部分管道不具备断电电位测试条件;断电电位达不到保护准则要求;部分绝缘接头漏电严重;部分管道防腐层存在严重缺陷;阴极保护系统设施不完善等。为了确保输气管道处于良好的阴极保护状态,结合生产实际,提出了以下解决方法:将阴极保护站单电源更换为具有多路输出功能、能够独立调节的阴极保护电源;安装完善的管道阴极保护电位自动采集系统;更换漏电严重的绝缘接头和安装位置;对防腐层进行修复;完善阴极保护设施。     

一种多路电位及辅助阳极电流采集仪的设计

强制电流阴极保护系统是保证石油石化储运系统安全运行的重要系统,而场站区域强制电流阴极保护系统比较复杂,要控制各个辅助阳极的阴极保护电流的分配,合理调整各个辅助阳极电流的大小,才能使得场站内被保护体的电位达到保护范围的要求。为此,设计了一种基于阴极保护现场检测需要及AVR单片机技术的多路电位及辅助阳极电流采集仪。该采集仪能够在现场及时反映辅助阳极电流调整后电位变化的情况,并且长时间能自动采集保护电位和辅助阳极电流,这对于实际工程应用是必要的和有意义的。