长输管道阴极保护系统评价方法及应用

阴极保护通过给被保护管道提供过剩电子来防止管体金属脱电子形成可溶解电离子，是目前国内外广泛应用于埋地管道的防电化学腐蚀手段[1]。

因此，阴极保护的效率直接影响管道的防腐蚀能力和使用寿命[2-3]。

目前管道采用的阴极保护方法主要包括强制电流法、牺牲阳极法以及两者联合保护的方法，其中强制电流法为应用最广泛的阴极保护方法。

为准确检测长输管道阴极保护的有效性，按GB/ T 21246—2007，管道公司需定期对相关恒电位仪、辅助阳极地床、绝缘接头、测试桩等阴极保护设备进行检测，并根据检测结果准确评价管道阴极保护的有效性，形成检测结论，提供维护方案[4-6]。

因此，高效的阴极保护系统评价及检测方法对于提高管道检测效率及准确性有重要意义。

1 阴极保护系统有效性的评价方法
根据标准GB/T 21246—2007 《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》，对采用外加强制电流阴极保护的管线采用GPS同步电流中断器，运用瞬间断电法测试管道阴极保护通电、断电电位，并评价管道是否处于有效的阴极保护范围之内[7-9]。

阴极保护效果的评价准则为管线各处管／地电位以沿线各点的断电电位处于-0.85～-1.20V的合理范围内，既不处于低于-0.85V 的欠保护状态，又不超过-1.20V造成过保护，须以消除IR降有害误差后的断电电位来评价，不能以通电电位来判定。

根据阴极保护有效性检测的结果，通过G B/T 19285—2014《埋地钢质管道腐蚀防护工程检验》对其保护水平（阴极保护电位是否满足标准要求，是否存在欠保护及过保护管段情况）给予评价，并提出阴极保护系统运行参数调整建议。

2 阴极保护系统有效性的检测方法
密间隔电位（CIPS）测试法是用于评价阴极保护系统的有效性重要方法[10]。

本方法可用于衡量管道各点的阴极保护状况，决定是否采取进一步措施，给运行管理方提供全面、合理的监测及维修方案的测量。

CIPS的含义是近间距管对地电位测量。

测量时，在阴极保护电源输出线上串接断流器，断流器以一定的周期断开或接通阴极保护电流。

例如在一个周期中4s接通，1s断开。

测量从一个阴极保护测试桩开始，将尾线接在桩上，与管道连通，操作员手持探杖，沿管顶每间隔一定距离测量一个点，记录下每个点的ON/ OFF电位。

这样就可以得到沿管道的管对地电位的两条曲线，OFF电位值是代表实际对金属表面施加的真实保护电位，看它相对-850mV的变化，可知某处阴极
保护的实际效果。

CIPS测量示意图见图1。

图1 CIPS 测量示意图
3 济青线（临淄-坊子）输气管道阴极保护情况简介
济青线（临淄-坊子）输气管道走向见图2，起点为临淄站，止于坊子站，总的测量长度为116.3km，沿线交通不便，该段管线地貌形态变化频繁，农田、树林与公路和大棚等，涧地平坦。

该输气管线存在3个分输站阴保站，采用强制电流的保护方式，运行参数见表1、表2。

长输管道阴极保护系统评价方法及应用
邵岩1 张晨2
1. 山东天然气管道分公司 山东 济南 250000
2. 青宁天然气管道分公司 江苏 扬州 225000
摘要：天然气长输管道的安全运行，不仅关系到企业的发展，更影响国家资源储备安全。

阴极保护被广泛应用于埋地管道的防电化学腐蚀，阴极保护的效率直接影响管道的防腐蚀能力和使用寿命，本文针对常用的阴极保护方法，介绍了高效的阴极保护系统有效性评价及检测方法，并应用于济青线（临淄-坊子）输气管道的检测，验证了方法的有效性。

关键词：阴极保护 GIPS技术 检测 长输管道
Evaluation method and application of cathodic protection system for long distance pipeline
Shao Yan1 ，Zhang Chen2
1. Shandong Natural Gas Pipeline Co.，Ltd.，Jinan，Shandong 250000
2. Qingning Natural Gas Pipeline Branch YangZhou，JiangSu 225000
Abstract：The safe operation of natural gas long-distance pipelines is not only related to the development of enterprises，but also involves the safety of national resource reserves. Cathodic protection is widely used for anti-electrochemical corrosion of buried pipelines. The efficiency of cathodic protection directly affects the corrosion resistance and service life of the pipeline. In this paper，the effectiveness and evaluation methods of the effective cathodic protection system are introduced for the common cathodic protection methods. The method is applied to the detection of gas pipelines in the Jiqing Line （Linyi-Fangzi），and the effectiveness of the method is verified.
Keywords：cathodic protection GIPS technology detection long-distance pipeline
1
2
图2 济青线（临淄-坊子）输气管道走向示意图表1 强制电流阴极保护站恒电位仪运行参数
序号
阴保站名称预制电位/V 输出电压/V 输出电流/A 阳极接地电阻/Ω状态
1临淄分输站
1.2
2.3190.879 2.6运行正常2昌乐阴保站
1.2 3.2610.842 3.8运行正常3
坊子分输站
1.3
1.354
0.354
3.8
运行正常
表2 恒电位仪外围连接测试结果
序号阴保站名称
V 输0出阳极/V
V 输出阴极/V V 零位接阴/V V 参比电极/mV 状态1临淄分输站0.93-1.2-1.198长效参比正常2昌乐阴保站 2.22-1.31
-1.19
7长效参比正常3
坊子分输站 1.172
-1.305-1.20
8
长效参比正常
4 CIPS测试应用结果
利用以上评价及检测方法对济青线（临淄-坊子）输气管道的阴极保护系统进行检测，得到的部分管线
CIPS测试曲线见图3（a~c）。

图3 济青线（临淄-坊子）输气管道CIPS曲线图（a）
图3 
济青线（临淄-坊子）输气管道CIPS曲线图（b）
图3 济青线（临淄-坊子）输气管道CIPS曲线图（c）
分析发现，济青线（临淄-坊子）输气管道的管道防腐系统质量较好，单位距离电位值衰减较小，全线阴极保护有效率基本达到100%。

总体评价济青线（临淄-坊子）输气管道工程全线阴极保护系统状况较好。

全线保护电位正常，因此保持目前工作状况，使全线断电电位保持在-850~-1200mV之间即可。

5 结论
为准确检测长输管道阴极保护的有效性，本文介绍了阴极保护系统有效性的评价方法，CIPS测试法的原理及具体操作方法，并通过对济青线（临淄-坊子）输气管道阴极保护系统的检测分析，验证了该方法的有效性，为相关学者阴极保护系统有效性的评估及检测提供了参考依据。

参考文献
[1] 罗宏.长输管线阴保问题的解决策略[J].设备管理与维修，2018（21）:72-74.
[2] 张俊斌.浅谈长输（油气）管道的阴极保护有效性检测性能影响的比对研究[J].全面腐蚀控制，2018，32（9）:61-67.
[3] 王珏.直流杂散电流干扰下的阴极保护效果评价[J].石油和化工设备，2018，21（8）:89-91.
[4] 于立军.浅谈油气长输管道杂散电流干扰评价与防护[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2018（8）:161-162.
[5] 于立军.浅谈油气长输管道杂散电流干扰评价与防护[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2018（8）:161-162.
参考文献
[1]孙树根，张玉泉.伪倾斜柔性掩护支架采煤工艺在急倾斜煤层中的应用[J].中国煤炭工业，2015，27（2）：62-63.
[2]成光星，申龙.薄煤层综采自动化采煤工艺技术研
究与应用[J].中国煤炭，2009，14（9）：306-307.
[3]王金华.我国煤矿开采机械装备及自动化技术新进展[J].煤炭科学技术，2013，18（1）：1-4.
[4]师伟.采矿新技术在煤矿开采中的应用[J].矿业装备，2018，24（3）：84-85.
（上接第146页）。