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.     

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。     

埋地管道阴极保护参数的遥测

介绍自行研制的“管道参数遥测监控系统”在秦皇岛输油公司首站及铁秦线、秦京线上的遥测站进行管道参数遥测,其特点是直接利用管道和大地进行信息(电位、温度、温度场参数)传输,利用已有泵站为主站。主站向遥测站(监测点)发送指令,接收遥测站的信息,并储存、显示、打印。该“系统”已运行一年以上。文中给出阴极保护电位、温度、温度场参数的现场遥测结果。     

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。     

埋地管道阴极保护参的遥测

介绍自研制的“管道参遥测控系统”在秦皇岛输油公司首站及铁秦线、秦京线上的遥测站进行管道参数遥测，其特点是直接利用管道和大地进行信息（电位、温度、温度场参数）传输，利用已有泵站为主站。主站向遥测站（监测点）发送指令，接收遥测站的信息，并储存、显示，打印。该“系统”已运行一年以上。文中给出阴极保护电位、温度、温度场参数的现场遥测结果。     

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。     

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。     

压气站区域性阴极保护技术

压气站等油气站场的地下管网、电气仪表接地、设备基础等地下设施结构复杂,阴极保护参数随土壤特性、气候特性、阳极布置位置和汇流点位置等的不同而有较大变化,在不同地区,甚至同一地区的不同站场都会表现出很大的差异性。通过对乌兹别克斯坦已建多个压气站出现的区域阴保问题进行综合原因分析、电位分布测量、设备性能优化、阳极增补、汇流点和参比电极位置调整,使其各项指标达到标准,取得了满意的效果。在此基础上总结了区域性阴极保护的规律特点,可为压气站阴保系统的设计和施工提供参考。     

输气管道阴极保护管理系统设计及应用

对输气管道阴极保护电位的检测、跟踪和分析是判断阴极保护系统的运转状况和保护效果的必要手段,应用计算机辅助手段对采集到的阴极保护电位数据进行存储和分析,既提高了数据的利用率,又提高了判断保护效果的准确性,大大减轻了工作人员的劳动强度.介绍了输气管道阴极保护电位数据管理及分析系统设计思想和实现方法,为计算机管理系统在管道防腐领域中的应用提供了范例.     

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。     

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)     

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。     

长输管道阴极保护参数自动采集系统

针对长输管道阴极保护参数采集费时、费力等问题,研究开发了一套长输管道阴极保护参数自动采集系统,该系统主要由数据接收中心、数据采集系统、无线传输系统和电源供电系统组成.介绍了该系统的工作原理、性能以及现场试验结果等,现场试验表明,该系统采集及传输数据可靠,有效传输距离超过4 000 m,误差小于1%,且系统运行稳定.     

绝缘法兰失效对输油管道阴极保护的影响与校正

输油管道阴极保护站进站管道绝缘法兰存在一定程度的绝缘失效,导致保护站阴极保护电流较以往电流值偏大,通电电位和进出站附近管道电位测量值异常。测试绝缘法兰失效后,阴极保护电场变化,进而分析通电电位测量时误差存在的原因。通过断电电位测量进行电位误差校正,达到保证阴极保护有效性的目的。     

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。     

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）     

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）     

罐外底板网状辅助阳极阴保系统的应用

以阿拉山口输油站两座5×104m3原油储罐投运实践为例,通过对原油罐罐外底板网状阳极阴极保护系统的监测与分析,指出该方式可使阴保电流分布均匀,无屏蔽和干扰,各部位保护电位基本一致,且网状阳极可以近距离铺设。针对罐底板电位过保护问题进行了现场调试。提出了长期监测罐底板阴极保护状况的建议。     

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。