石油原油管道长输管道阴极保护的方法和条件

原油管道长输管道

阴

极

保

护

电

流

在

线

检

测

注

意

事

项

河南汇龙合金材料有限公司

1 管道内部清洁度

阴极保护电流在线检测技术并非适用于任何管道。作为直接测量工具，阴极保护电流在线检测器需要与管道内壁良好接触，以便能够测量阴极保护电流产生的小电压降。由于原油管道定期清管，因此其影响检测器与管壁接触的问题较少。而成品油管道通常输送规格产品，一般不存在碎片堆积物，因此，其清管频率明显小于原油管道。只要成品油管道末端油品污染程度轻，就可以认为该成品油管道是“清洁”管道。为了确保阴极保护电流在线检测成功进行，在进行成品油管道检测前，通常需要对其进行较高质量的管道清管。目前，市面上已有用于成品油管道的简便和较低成本的清管器产品。这些清管器产品在进行清管的同时，也能测量管道内壁的清洁度，并能确定阴极保护电流在线检测时，检测器与管内壁是否能够充分接触。由同一条成品油管道在间隔1年时间内进行的两次阴极保护在线检测测得的电压降变化曲线可以看出，由于管壁没有充分清洁及电接使用阴极保护电流检测器定位电流源触不良，使得检测过程产生大量噪音，从而导致电压降变化曲线( 上方) 波动较大，而在进行两次清管之后，测得的电压降变化曲线( 下方) 明显平缓。

相比原油管道和成品油管道，对天然气管道进行阴极保护电流在线检测较为困

难。由于天然气管道内的氧化物和管壁上脱落的碎片不能像原油或成品油管道那样被油流带走，因此天然气管道的清管难度较大。管壁清洁度不足导致天然气管道的内壁电接触不够充分，影响了测得的直流电数据的准确性，而管壁清洁度问题对交流电数据影响不大。同时，由于阴极保护电流在线检测器质量轻且与管道内壁间摩擦力小，因此天然气管道的介质流速波动对检测数据的准确性影响不容忽视。

较新的管道内壁存在大量轧屑，使得其与检测器接触和电压降测量难度增大。同时，较新的管道防腐层完好，因此需要的阴极保护电流较小。由于旧管道阴极保护电流较高，因此可一定程度上忽略其管壁接触问题对检测结果的影响，但是对于较新的施加低阴极保护电流的管道，其内壁接触问题对检测结果的影响不容忽视。鉴于此，阴极保护电流在线检测技术通常用于旧的液体管道，只有当天然气管道腐蚀主要是由交流干扰引起时，才能对天然气管道进行阴极保护电流在线检测。

2 电流源记录

阴极保护电流在线检测器能够定位管道上的所有电流源以及未被记录的接头/排污管/短接。进行间断的CIS数据分析时，需要考虑管道上所有电流源及排污管。在对某管道进行阴极保护电流在线检测时，发现未被记录的2个整流器和3个接头。这些埋地接头属于一条废弃的管道。该在检管道与废弃管道为并行敷设，由同一套阴极保护系统提供保护。由于时间太久，废弃管道埋地接头的位置信息已经遗失。

阴极保护电流在线检测器偶尔会检测不到某些阴极保护特征，如某次检测没有检出已知位置的整流器，而这个整流器已伴随该管道多年。在对检测数据进行分析时，操作人员的第一反应是检测器的准确性存在问题。然而，对阴极排污管的开挖结果表明，该整流器是属于另一条管道。在另一案例中，某海底管道阴极保护电流在线检测结果显示，该管道新近安装的6个阳极栅并未正常工作。潜水员进行水下检测后发现，这些阳极栅未正常工作是由于没有正确连接在管道上或其已被飓风损坏造成的。这也表明，阴极保护电流在线检测器也可以作为有效检验设施是否正确安装的质量保证/质量控制

( QA/QC) 工具。阴极保护电流在线检测器可用于定位套管中的短接。虽然该检测器无法对套管进行检测，但当将以前漏磁检测的数据输入阴极保护电流在线检测数据库并进行校准后，就能确定套管的始末端。该检测器不仅能检测出从套管通过短接流向管道的电流值，而且能对短接进行准确定位。

3检测数据及防腐层质量评价

阴极保护电流在线检测器检测出的数据能有效用于防腐层质量评价。由于检测器能检测出流入管道和流回电流源的阴极保护电流值，因此很容易计算出任何给定区域接收的电流值。阴极保护电流在线检测数据曲线反映出电流密度与防腐层质量关系密切。电流曲线出现陡降，说明该处电流密度高，而下降平缓说明该处电流密度较低。

由于检测器检测出的只是检测器头部与尾部之间固定长度( 1.8~2.7 m) 管壁内的电压降，因此该检测器只是一种粗略的电压检测器。该检测器无法检测出小的防腐层缺陷漏失的电流值，但对于几个漏点的累积效应产生的或未防腐环焊缝处管段接收的电流值有

足够高的分辨率。根据某管径203 mm的成品油管道阴极保护电流变化曲线(显示约9.7km 长管段的电流情况) 可以看出，两段不同防腐层管段电流变化存在显著的区别，其中涂敷熔结环氧树脂粉末防腐层管段的电流变化平缓，而涂敷煤焦油防腐层管段的电流变化幅度很大。涂敷煤焦油防腐层管段的电流密度在22～54 mA/m 2范围内变化，而涂敷熔结环氧树脂粉末防腐层管段的电流密度介于0.013～0.015 mA/m2之间。这表明涂敷熔结环氧树脂粉末防腐层的管段处于过保护状态，因为其电流密度比同类型防腐层管道完好保护状态下的电流密度高出2倍。在进行阴极保护电流在线检测数据分析时，需要将管道分成若干个电流密度呈线性的区段。具体方法是：当电流坡度出现变化时，该处即视为新管段的始端。在电流密度检测报告中，将这些划分好的管段数据各自列表，这有助于快速搜索出高或低电流密度的管段。

4 阴极保护失效的判断

对管道情况不明有时会干扰对评价结论的判断。以某管道检测结果为例，在距离管道起点95 m处( 该处与一条废弃管道短接) ，有3.8A的电流漏失。在距离管道起点3.6 km处，有一个73 A的整流器。检测结果表明，阴极保护系统只对截断阀下游609 m长的管道实施了保护，而截断阀上游管道检测不出阴极保护电流。操作人员就此决定对这个截断阀进行在线隔离，以便对截断阀上游管道实施阴极保护。但是之前的检测历史数据表明，这个截断阀的管地电位一直正常，因此对截断阀采取在线隔离的决定可能并非正确。在对这个埋地截断阀进行开挖后发现，阀门上游法兰的一个隔离器上有一截破损的金属线与邻近的一条废弃管道搭接，这使得超过3 km长的管道因无阴极保护电流而未得到保护。由于邻近一个大功率整流器和高电位截断阀，使得操作人员对这段管道阴极保护的有效性产生错觉。

5 介质流速的影响

介质流速和在检管道的内部状况会影响阴极ChaoXing保护电流在线检测数据的准确性，但其影响程度取决于在检管道的内壁粗糙度。一般而言，电阻焊管道比无缝管道或螺旋焊缝管道的介质流速要高。值得注意的是，阴极保护电流在线检测器检测出的是很小的电压—通常是微电压。在粗糙管道中介质流速过大，会对数据的准确性产生负面影