能源公共走廊内管道交流干扰腐蚀判断准则

高压输电线和交流电气化铁路的建设加快了公共能源走廊的形成,其与埋地油气管道交叉、并行或者靠近引发交流干扰腐蚀问题,威胁管道生产安全,世界各国相继颁布了交流干扰腐蚀判断准则和相关标准。对于无阴极保护的管道系统,多采用交流感应电压、交流电流密度进行判断;对于有阴极保护的管道系统,多采用交流电流和直流电流密度之比进行判断。对于新建管道系统,避免公共能源走廊内交流干扰腐蚀最直接的方法是消除高压输电线、电气化铁路等埋地管道的交流干扰源;对于在役管道系统,通过屏蔽网或者排流措施等减缓交流干扰腐蚀。对于交流腐蚀如何对阴极保护系统产生影响以及利用交流电压或交流电流密度评价交流腐蚀速率仍存在诸多认知空白有待填补。同时,需要因地制宜,研究制定适合我国国情的高压输电线、电气化铁路与油气管道的安全距离标准。     

埋地管道交流腐蚀的实验室评价方法

针对长期以来埋地管道交流腐蚀评价只能依赖现场测取的交直流参数且准确性欠佳的问题,提出了一种埋地管道交流干扰腐蚀的实验室评价方法.通过现场测取实际管道的交流干扰信号,在实验室使用取自管道沿线的土样进行大范围交流腐蚀模拟实验,评价埋地管道在现场交流干扰条件下的真实腐蚀风险.研究结果表明:采用对称电路和数字信号处理技术,可以实现在实验室内精确模拟实际管道在交流腐蚀和阴极保护条件下的腐蚀速率；通过覆盖现场测量数据的交流干扰腐蚀失重实验,可以最大程度地在实验室内实现埋地管道交流干扰的腐蚀风险评价与表征.     

输油管道与稳态高压交流输电线路并行规律

为研究输油管道与不同电压等级交流输电线路并行时,稳定的负载电流对管道产生的腐蚀影响,利用输电线路导线类型、输电线路稳态运行电流、管道参数等管道沿线的输电线路及管道相关参数建立CDEGS模型,对输油管道在不同的电压等级、并行距离、土壤电阻率、并行间距及管径下受到的交流干扰的腐蚀进行模拟计算,结果表明:管道所受交流干扰随着干扰源电压等级、并行距离和土壤电阻率的增大而增大,随着并行间距和管径的增大而降低。为了更直观地分析交流干扰下管道的交流腐蚀情况,对管道交流腐蚀风险及腐蚀速率进行了预测和评估,并使用腐蚀减薄厚度表征腐蚀严重程度。以上得到的高压输电线路对管道的影响规律,可为合理进行长输管道选线及防腐设计提供参考。     

埋地钢质管道交流腐蚀的评价准则

强电线路对埋地钢质管道产生交流干扰进而诱发交流腐蚀的问题日益凸显。预测交流腐蚀发生的可能性时,国内以交流电位为评判指标,欧洲以交流电流密度为主要评判指标,两者均有标准可依。以某交流腐蚀管道为例,依据国内外相关标准对其交流电位、交流电流密度、保护电位和保护电流密度等参数进行测试和计算,比较了两种交流腐蚀评判指标的适用性,证明了以交流电流密度为主要评判指标的交流腐蚀评价准则具有更高的精确性,以及在交流干扰条件下传统的-850mV(CSE)保护电位评价准则的局限性。     

邻近强电线路管道交流干扰参数的测试方法

强电线路与埋地管道共用一个走廊时,会对管道造成交流干扰腐蚀。针对管道受交流干扰影响,传统的电参数测量不适于确定交流干扰参数,也不适于评估交流干扰影响的程度。介绍了管道交流干扰参数的测试方法,包括实验室的电化学测量和腐蚀率估算方法,以及管地电位、交流电流密度和电流密度比的现场测量方法,重点分析了当前作为交流干扰腐蚀重要指标的电流密度测量方法,详细阐述了用于现场测量交流干扰参数的试片的设计和安装方法。进行交流干扰腐蚀评价必需的两个参数值:交流电流密度、交流电流密度与直流电流密度之比,不能在管道上直接测量得到,因此推荐采用试片法进行电参数和电化学参数的测量。     

高压输电线路对埋地钢质管道的腐蚀影响

通过对忠武输气管道进行现场勘察,获取了高压输电线路对埋地钢质管道交流干扰情况的基本数据。对现场采集土壤进行理化分析,选取典型土壤介质进行室内模拟实验,研究了管道钢在典型土壤中的腐蚀行为和交流干扰对管道钢腐蚀行为的影响规律,得出了交流干扰环境下基于电流密度的阴极保护有效性判据并通过现场埋片和监测试验加以验证。基于理论计算模型和管道腐蚀风险交直流电流密度判据,设计编制了管道交流干扰评估软件,并用于忠武输气管道潜在交流干扰区域的腐蚀风险预测和评估。软件计算结果与现场实测结果基本吻合,证明了判据和软件的可靠性。     

深井式排流地床在管道交流干扰防护中的应用

随着中国城市管网、公共走廊设施的快速建设,埋地管道受临近电气化铁路、高压输电线等干扰源的交流干扰影响日益严重,管道交流腐蚀问题尤为突出。埋地管道交流干扰防护主要采用排流器+浅埋式排流地床的防护方式,但对处于城市管网等受地理条件限制区域,以及沙漠、山区等高电阻率地区的受干扰管段,该排流方式的现场施工及排流效果受到严重影响。以大连-沈阳天然气管道(大沈线)为例,将管道阴极保护深井阳极地床的施工经验应用于管道交流干扰防护中,实践表明:选取合理的深井位置、深度、数量及地床材料,管道交流排流效果显著,且征地面积小、施工便捷、散流效率高,能够有效降低第三方施工损坏的风险。(图4,参20)     

利此亚西部管道阴极保护技术

利比亚西部管道平行敷设两条不同管径的原油管道和天然气管道,通过对其阴极保护系统的预试运,发现管道的电位出现异常的波动,且波动幅度超过了允许范围,管道可能存在杂散电流的干扰。通过对管道正常运行下的IR降、全线保护电位以及同步电位和交流干扰进行测试分析,成功地解决了管道阳极接地电阻问题、无电地区的电源问题以及杂散电流干扰问题、使该管道阴极保护参数处于理想状态。     

联盟管道阴极保护设计要点及其借鉴意义

联盟管道（Alliance Pipeline）阴极保护系统设计内容主要包括两个部分，即干线管道阴极保护和加压站阴保护。前者的设计依据是沿线土壤的电阻率及输电线路与管道交叉等参数，后者主要是加压站内深井阳极地床、整流器以及测试站等参数。介绍了这些参数的选取过程、确定方法和阴极保护系统的设计要点。对我国西气东输管道阴极保护系统有关设计参数与联盟管道阴极保护系统实际使用的参数进行了比较，结果表明，西气东输管道阴极保护选取的设计参数是合理的，认为联盟管道阴极保护系统的设计经验对指导我国长输管道的设计具有重要的借鉴意义。     

交叉并行管道阴极保护干扰数值模拟

针对国内某油气管道存在的阴极保护干扰问题现状,开展检测分析并确定其阴极保护干扰特点。依据埋地管道参数和阴极保护系统工作参数,完成了对应的干扰现场数值模拟分析,结果表明：现场检测数据不能全面反映干扰电位的分布规律,现场检测阴极保护干扰时,必须采用密间隔电位测量技术（CloseIntervalPotentialSurvey,CIPS）,必要时借助数值模拟技术辅助分析。为了预先了解对应治理方案的治理效果,利用数值模拟技术对治理方案进行预评估,结果显示治理方案可以消除该处管道的阴极保护干扰影响,同时对治理方案的合理性进行了讨论。借助数值模拟技术对管道阴极保护干扰进行分析的做法,可以为解决类似工程问题提供借鉴。（图7,参12）     

交流杂散电流对长输管线钢腐蚀行为的影响

采用电化学技术和失重法研究了管线钢在两种碳酸盐溶液中的交流杂散电流腐蚀行为。在稀／浓两种碳酸盐溶液中,电化学实验结果表明：管线钢的极化行为表现为极化曲线发生电流振荡现象,振荡幅度随交流电流密度与直流电流密度的比值增大而增大,在腐蚀电位±100mV附近振荡最为显著。腐蚀失重实验结果表明：当交流杂散电流密度为0～20A／m^2时,发生均匀腐蚀且速率较小;当交流杂散电流密度为20～100A／m^2（浓碳酸盐溶液）或20～200A／m^2（稀碳酸盐溶液）时,发生均匀腐蚀且速率增大;当交流杂散电流密度为200～500A/m^2（浓碳酸盐溶液）或大于500A/m^2（稀碳酸盐溶液）时,发生局部点蚀。交流杂散电流造成的腐蚀量约为相同直流杂散电流造成腐蚀量的1％。     

江西天然气管道交流干扰检测与防护

江西省天然气有限公司所辖管道存在多处与高压输电线路或电气化铁路相邻的情况,为了全面评价管道的交流干扰风险,参照欧洲标准DDCEN—TS15280—2006及国家标准GB／T50698—2011,进行了交流干扰的初步检测和详细检测,检测参数包括交流干扰电压、交流电流密度、交直流电流密度之比及土壤电阻率。选取交流干扰严重位置,通过开展现场缓解试验和设计计算,确定了交流干扰防护方案：在干扰严重位置与管道平行铺设锌带缓解线,并在缓解线和管道之间串接去耦合器。设计方案实施后,获得了理想的防护效果,可为同类工程提供参考。（图6,表4,参10）。     

埋地管道土壤环境腐蚀性及防护状况带状图的研究与应用

对于地下管道土壤环境腐蚀性及防护状况带状图的研究，以原位测量方法获得的腐蚀电密度ｉｃｏｒｒ作为土壤腐蚀性评定方法和定量等级指标。从自然环境腐蚀势态和管道腐蚀控制势态两个方面考虑，先取了腐蚀率，腐蚀电流密度，防腐涂层的绝缘电阻，管道的阴极保护电位位四个参数。根据这四个参数综合评定埋地管道的危险程度，并用选定的标记标注在管道走向图上，该方法在铁大线上进行了实验。根据实测数据作了综合分析评价。这种研究成     

杂散电流对长输油气管道的危害及其检测

分析了杂散电流的特点及腐蚀原理,指出杂散电流是导致长输油气管道腐蚀泄漏的主要原因。介绍了杂散电流检测仪的基本操作及数据采集,研究了杂散电流干扰的检测方法。通过现场检验和后处理软件对采集的数据进行了分析,获得了管道周围杂散电流干扰数据。将检测数据与管道开挖数据进行了对照,结果验证了杂散电流的危害性和检验的有效性。     

天然气管道内腐蚀直接评价方法的改进

天然气管道内腐蚀直接评价是一种重要的管道内腐蚀评估手段,为了提高内腐蚀直接评价方法的适用性与准确性,采用电化学测试与数值模拟方法研究CO2电化学腐蚀及管内颗粒冲蚀对管道内腐蚀的影响,并分析管道倾角与持液率对电化学腐蚀的影响.结果表明:天然气管道中电化学腐蚀对管道内腐蚀的影响远大于颗粒冲蚀的影响,颗粒冲刷作用可加速电化学...     

管道系统完整性评估技术进展及应用对策

全面探讨了管道系统完整性评估技术，线路完整性评估技术体系主要包括基线评估、试压评价、缺陷适用性评价、复杂地段管道评估、管道运行安全评估、外腐蚀直接评估（ECDA）、内腐蚀直接评估（ICDA）、应力腐蚀直接评估（SCCDA）等技术；场站完整性评估技术体系主要包括站场静设备泄漏及可靠性评估、动设备状态监测与故障诊断评估，具体包括场站风险评估技术、场站腐蚀检测与防护评估、场站运行状态安全评估等。针对管道系统完整性评估技术，提出了不同评价方法的适用范围，线路完整性评估技术重点阐述了复杂地区地段完整性评估技术的进展和应用，如并行管道完整性评估与应用、应力腐蚀评估、地区等级升级安全性评估、高钢级大口径全尺寸管道气体爆破试验完整性评估等技术的进展和成果；场站完整性评估技术重点阐述了场站工艺管路综合检测、阀门磨损与寿命分析、压缩机故障监测与诊断等技术的进展和成果。综合分析了目前管道完整性评估领域面临的问题，提出了进一步深化的发展方向和管理措施。（图5，参21）     

输油管道运行参数及检测数据的统计分析

统计了某输油管道运行压力和温度、腐蚀检测数据以及管材性能等数据,并进行了分析.对于管道运行温度和压力,推荐了概率分布;对于腐蚀缺陷的深度和长度,分别推荐了指数分布和对数正态分布.拟合腐蚀检测数据,得到了缺陷深度和长度的统计特征值.对管材性能参数推荐采用正态分布,这种分布在95%的置信度下可通过假设检验.认为该输油管道的统计分析结果可以作为输油管道安全评定的基础.     

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）     

管道公司管道风险评价实践

为保证所辖油气管道的运行安全,中国石油管道公司持续推行完整性管理,对在役管道实施风险评价。肯特法是目前使用最广的半定量管道风险评价方法。针对国内管道的实际情况,对肯特法加以改进,对腐蚀指标、制造和施工缺陷、土体移动、误操作、泄漏影响系数等指标进行调整,提高了其对国内管道的适用性。采用改进后的肯特法,确定了所辖管道的高风险管段,汇总后统一排序,针对性地提出风险减缓建议措施,进行立项治理,包括管理、检测与修复、地质灾害治理和其他4种类型。同时,通过风险排序确定项目投资的优先级,提高了费用分配的科学性和管道运行的安全性。