摘　要：結(jié)合工程實(shí)例，指出通電電位測(cè)試法、極化探頭斷電電位測(cè)試法的不足，提出拉銅線(xiàn)結(jié)合極化探頭法。通過(guò)測(cè)試得知，拉銅線(xiàn)結(jié)合極化探頭法能有效測(cè)試管道任意位置的陰極保護(hù)電位，尤其是測(cè)試長(zhǎng)距離定向鉆穿越段管道的陰極保護(hù)效果。

關(guān)鍵詞：燃?xì)夤艿溃?/span>  犧牲陽(yáng)極；  陰極保護(hù)；  通電電位；  斷電電位；  極化探頭

Research on Testing Methods of Sacrificial Anode Cathodic Protection for City Gas Pipeline

Abstract：The deficiencies of the energized potential test and the polarized probe off-potential test are pointed out with an engineering example．The method of polarized probe combined with copper wire was proposed．The test results indicate that this method can measure cathodic protection potential of pipeline at any position effectively，especially the cathodic protection effect for a long-distance pipeline by directional drilling．

Keywords：gas pipeline；sacrificial anode；cathodic protection；energized potential；off-potential；polarized probe

1　概述

城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿蓝酁槁竦胤笤O(shè)，由于土壤中含有水分、空氣、酸、堿、水溶性礦物鹽以及微生物，這些因素都會(huì)使金屬管道發(fā)生腐蝕。金屬腐蝕直接和間接造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，因此，必須采取有效的防腐措施，實(shí)踐證明控制管道腐蝕的主要方法是采用防腐層和陰極保護(hù)。對(duì)金屬管道的陰極保護(hù)進(jìn)行測(cè)試和評(píng)價(jià)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道腐蝕和安全隱患，最大程度降低經(jīng)濟(jì)損失。采用犧牲陽(yáng)極和3PE防腐層聯(lián)合保護(hù)的次高壓燃?xì)夤艿?，通常采用通電電位測(cè)試法和斷電電位測(cè)試法進(jìn)行陰極保護(hù)測(cè)試。

某城市次高壓燃?xì)夤艿婪笤O(shè)在公路邊綠化帶里，與周邊地鐵平行，管道存在直流雜散電流干擾。管道規(guī)格：Ø508×7.9，管道材質(zhì)：L360MB，設(shè)計(jì)壓力：1.6MPa，運(yùn)行壓力：1.5MPa，設(shè)計(jì)溫度：-20～50℃，運(yùn)行溫度：0～30℃，輸送介質(zhì)：天然氣。陰極保護(hù)系統(tǒng)為犧牲陽(yáng)極，每隔250m設(shè)置一組犧牲陽(yáng)極。選擇該管道中長(zhǎng)度為1km的管段進(jìn)行陰極保護(hù)測(cè)試，沿該管段均勻分布的5個(gè)測(cè)試樁編號(hào)為：c-yj021、c-yj022、c-yj023、c-yj024、c-yj025。

2　犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)測(cè)試方法分析

①通電電位測(cè)試法

該方法(見(jiàn)圖1)適用于施加陰極保護(hù)電流后的管道電位測(cè)量，測(cè)得的電位除含有管道極化電位外，還包括回路中的所有電壓降^[1]。即通電電位包含陰極保護(hù)電位和土壤IR降，在管道存在雜散電流干擾的情況下，土壤IR降又包括了陰極保護(hù)電流產(chǎn)生的IR降和雜散電流產(chǎn)生的IR降。采用通電電位測(cè)試法測(cè)得的數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。由表1可知，管道雜散電流干擾強(qiáng)，管道的通電電位波動(dòng)較大，測(cè)試數(shù)據(jù)不正常(出現(xiàn)了通電電位大于0的情況)，無(wú)法判斷管道的陰極保護(hù)效果是否滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。因此通電電位測(cè)試法測(cè)試的數(shù)據(jù)不能準(zhǔn)確有效地評(píng)估管道真實(shí)的陰極保護(hù)效果，已不能滿(mǎn)足GB／T 21448—2008《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)技術(shù)規(guī)范》中陰極保護(hù)判定準(zhǔn)則的要求。

②極化探頭斷電電位測(cè)試法

極化探頭^[2]的極化試片在充分極化后，斷掉陰極保護(hù)電流，極化試片上的土壤IR降(陰極保護(hù)電流產(chǎn)生的IR降和雜散電流產(chǎn)生的IR降)瞬間等于零，在0.5s內(nèi)讀取的數(shù)據(jù)為管道的斷電電位(測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表2)。這樣不僅能消除陰極保護(hù)電流產(chǎn)生的IR降，還能消除雜散電流產(chǎn)生的IR降，能得到管道真實(shí)的陰極保護(hù)電位。本方法適用于受雜散電流干擾或無(wú)法同步中斷陰極保護(hù)電流的管道，尤其適用于犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)的城鎮(zhèn)燃?xì)夤艿赖臏y(cè)試。

由表2可知，測(cè)試數(shù)據(jù)真實(shí)地反映了測(cè)試樁附近管道的陰極保護(hù)效果，測(cè)得的管道斷電電位符合-0.85～-1.2V的要求^[3]，但是，測(cè)試樁以外的管道是否達(dá)到陰極保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)要求，尤其是定向鉆穿越管段的中間部位陰極保護(hù)效果是否滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求，都需要進(jìn)一步驗(yàn)證。

③拉銅線(xiàn)結(jié)合極化探頭法

為了得到管道任意位置的陰極保護(hù)數(shù)據(jù)，包括定向鉆穿越段中間部位、丟失的測(cè)試樁、占?jí)簾o(wú)法打開(kāi)的測(cè)試井等處的陰極保護(hù)數(shù)據(jù)，擬采用拉銅線(xiàn)和極化探頭相結(jié)合的方法進(jìn)行測(cè)試。為了驗(yàn)證該方法的可靠性及準(zhǔn)確性，選取c-yj024測(cè)試樁作為管道上任意測(cè)試點(diǎn)。步驟為：

a．?dāng)嗟?/span>c-yj024測(cè)試樁的兩組犧牲陽(yáng)極，等待管道完全去極化，即去除犧牲陽(yáng)極對(duì)c-yj024測(cè)試樁處管道的影響，使c-yj024測(cè)試樁相當(dāng)于管道任意點(diǎn)的直接測(cè)試樁。

b．采用極化探頭法，在c-yj024測(cè)試樁上直接測(cè)試c-yj024測(cè)試樁處管道斷電電位U(測(cè)試方法見(jiàn)圖2)，測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表3，測(cè)試數(shù)據(jù)用來(lái)比對(duì)分析拉銅線(xiàn)結(jié)合極化探頭法的準(zhǔn)確、可靠性。

c．在c-yj023測(cè)試樁連接銅線(xiàn)，拉銅線(xiàn)到c-yj024測(cè)試樁附近，連接c-yj024測(cè)試樁附近的極化探頭，測(cè)得斷電電位％，極化探頭的埋設(shè)位置與在c-yj024測(cè)試樁直接測(cè)試斷電電位時(shí)埋設(shè)位置相同(測(cè)試方法見(jiàn)圖3)，測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。

由表3可知，采用極化探頭法在c-yj024測(cè)試樁直接測(cè)試，試片充分極化后得到的斷電電位為-0.94V。從c-yj023測(cè)試樁拉銅線(xiàn)到c-yj024測(cè)試樁附近測(cè)試，測(cè)得的斷電電位為-0.95V，兩值非常接近，可知拉銅線(xiàn)結(jié)合極化探頭法測(cè)試管道任意位置的陰極保護(hù)電位是準(zhǔn)確、可靠的。

3　結(jié)論

①埋地鋼質(zhì)管道采用犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)系統(tǒng)時(shí)，通電電位測(cè)試法測(cè)得的管道電位中含有土壤IR降，不能真實(shí)代表管道的陰極保護(hù)電位，無(wú)法判斷管道陰極保護(hù)效果是否滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)要求。

②埋地鋼質(zhì)管道采用犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)系統(tǒng)時(shí)，在雜散電流干擾嚴(yán)重的地方宜采用極化探頭法測(cè)試管道的陰極保護(hù)電位，但測(cè)試數(shù)據(jù)只能代表測(cè)試樁附近管道的陰極保護(hù)電位。

③埋地鋼質(zhì)管道采用犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)系統(tǒng)時(shí)，采用拉銅線(xiàn)結(jié)合極化探頭法可以測(cè)試管道任意一點(diǎn)的陰極保護(hù)電位，有利于測(cè)試特殊管段(如定向鉆穿越段中間位置)的陰極保護(hù)效果，及時(shí)發(fā)現(xiàn)管道腐蝕和安全隱患，對(duì)管道發(fā)生腐蝕穿孔等安全事故提前預(yù)防，把管道安全運(yùn)行控制在科學(xué)合理的范圍內(nèi)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]趙晉云，薛致遠(yuǎn)，趙君，等．論埋地金屬管道的陰極保護(hù)準(zhǔn)則[J]．腐蝕與防護(hù)，2014，35(1)：131-134．

本文作者：周吉祥  卓凡  謝高新  林苑  馬文婷

作者單位：深圳市燃?xì)饧瘓F(tuán)股份有限公司