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。     

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。     

地下管道防腐层绝缘电阻率的野外测量

用石油沥青加玻璃布做油(气)管道防腐层,尽管有取材容易、价格低廉和施工工艺熟练的优点,但也有易老化、吸水量大、不耐细菌腐蚀等缺点。尤其是在管道防腐施工质量差或生产运行中工艺参数不合理的情况下,将会造成防腐层过早老化、吸水量增大、严重漏电现象,致使阴极保护工况日趋恶化。用增加阴极保护站的方法来改善也难以估计能坚持多     

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）     

从任京线检查片腐蚀谈管道阴极保护作用

在管道附近埋设检查片是研究管道腐的一项重要手段，它可以定量分析管道阴极保护效果，对任京输油管道雄县站管段埋设了１６年的检查片进行检测和分析，结果表明，经过１６年的地下埋设，有防腐层并通电的检查片表面光洁度与当初埋设时相近；有防腐层未通电的检查片表面略有腐蚀；而无防腐层未通电的检查片腐蚀严重。通过对检查片的单位失重值、平均厚度损失和失重保护度的计算，可以认为管道的防腐层固然很重要但施加的阴极保护对管     

埋地管道防腐层局部剥离失效原因分析

通过分析发现埋地长输管道防腐层局部剥离的主要原因是防腐层老化，阴极剥离和防腐层施工质量及性能差，指出了防腐层局部剥离对阴极保护电流的屏蔽和应力腐蚀的危害，有针对性地在管道设计选材，阴极保护等方面提出了相应的改进措施。     

管道穿越段防腐层质量和阴极保护效果评估

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 V_CSE,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)     

长输管道防腐层的选择

综述了目前长输管道防腐层现状及常用防腐层材料的特点。从管道周围介质的腐蚀性、环境及防腐层施工等方面,分析了外界条件与防腐层失效的关系。防腐层失效的形式主要有：防腐层的剥离、破裂、穿孔及变形。分析了导致防腐失效的原因,指出产生剥离的原因与防腐层性质、钢管表面的处理,阴极保护电流有关;而破裂与土壤应力,外力及材料老化有关;穿孔是施工不当或外力造成的,介绍并评价了国内外常用的几种防腐层的性能特点,提出长     

反电位保护技术在输油管道上的应用

针对岔河集－任邱输油管道防腐层破损后，管道末端未达到阴极保护要求的问题，通过分析反电位保护技术原理及综合保护效果，决定对该管道阴极保护系统实施反电位保护，改造后全程36km的管道全部得到了正常保护电位。应用该技术与建保护站相比可节约大量资金。     

3PE防腐层管道外腐蚀控制薄弱点分析

以一段3PE防腐层管道为例,对其内检测数据中外部金属损失分布规律与外检测CIPS数据进行对比分析,结果表明:前20 km管道外部金属损失相对集中,而此段阴极保护off电位不满足阴极保护准则要求。同时,间隔9年的两次内检测数据对比结果表明:环焊缝处外部金属损失有增加的趋势。开挖调查结果验证了阴极保护系统可以有效保护3PE防腐层漏点,但无法保护补口处防腐层缺陷,说明3PE防腐层管道外腐蚀控制薄弱点位于补口位置,因而提出了3PE防腐层管道日常运营管理的关键点及管道设计阶段补口防腐层类型的选择建议。     

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。     

涂层面电阻率的测试方法

在给出有限长管道沿线电位、电流分布方程的基础上，提出了涂层面电阻率测试方法，即衰减因子法和极化电位电流密度法。在对长管道的涂层面进行电阻率测量时，可将管道分成若干段，通过极化电位和电流密度对涂层电阻率进行计算。讨论了阴极极化电位与管道保护电位的关系，分析了管道电流测试误差大的影响因素。     

埋地长输管道腐蚀原因及改进措施

通过对鲁宁（山东－仪征）输油管道的防腐层状况，恒电位仪运行参数和管道本体进行调查分析认为，管道腐蚀的主要原因是由于管道防腐层的老化造成剥离，形成剥离覆盖层对阴极电流的屏蔽，致使剥离覆盖层下的管道处于腐蚀状态中，形成保护死角所致。提出加强管道防腐层检补漏，大修和增设阴极保护装置等措施是延长管道使用寿命的最佳方法。     

由阴极保护测量参数评价管道覆盖层质量

讨论了管道阴极保护电位分布模型及可靠性问题，提出了一种由阴极保护现场测量数据来评介管道覆盖层质量的方法，提出了覆盖层空隙系数概念并用来代替表现电阻，用前者指标可以更直接反映覆盖层自身状况的变化。     

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）     

山区特殊地段长输管道的阴极保护设计

介绍了埋地管道阴极保护设计选型的设计原理,通过对兰成渝成品油管道在某山区段的阴极保护电位检测及后期改造结果进行分析,指出长输管道的阴极保护设计应注重实地考察与调查研究,对特殊地段的阴极保护应采取针对性较高的特殊手段,尤其在山区的高土壤电阻率环境下的管道阴极保护应采用近阳极埋设的阴极保护技术,以保证阴极保护的可行性,提高其有效性,确保管道的安全运行。     

格拉成品油管道腐蚀问题及其对策

通过对格尔木－拉萨的成品油管道进行全面腐蚀情况检测和防腐补漏工作，发现该管道腐蚀问题比较严重，一方面，防腐层老化、剥离并遭到破坏；另一方面，穿跨河流、冰丘、冰锥、盐碱滩、沼泽地段的管道出现腐蚀穿孔。出现严重腐蚀的原因是设计、施工的缺陷、复杂的地理地质条件和管理使用方面的问题。介绍了采取的相应措施，即加强阴极保护系统的管理、管道防腐检漏、补漏以及管道水工保护工作。同时还就格位管道防腐问题提出了看法和     

阴极保护电位智能采集系统应用现状与展望

中国正处于油气管道的大发展时期,这既是重大机遇,同时也对提高管道运营水平提出了挑战。阴极保护电位智能采集系统是阴极保护监检测的有效工具,其由埋地传感器、终端采集仪、软件系统等部分构成。目前,该系统已在中国主要管道公司应用,实现了阴极保护参数的实时远程监测,但也存在运行故障率高、数据管理平台兼容性低、分析评价软件算法简单等问题。回顾了阴极保护电位智能采集系统的发展历程,包括硬件开发、软件开发、现场应用等情况,总结了当前实际应用中遇到的问题,并从提高标准化水平、提高可靠性、解决热点问题、助力智能管道建设等方面进行了展望。后续应加大采集系统可靠性和标准化的研究力度,不断拓宽其应用领域,为智能管道建设提供技术支持。