埋地管道24小时杂散电流测试分析与评价

2022-08-12侯向峰左宏鑫王秀通

全面腐蚀控制 2022年7期

张亮侯向峰陈祎左宏鑫王秀通

（1. 中海油信息科技有限公司北京海洋信息化科技中心，北京 100027；2. 中海广东天然气有限责任公司广东珠海 519000；3. 中科院海洋研究所，山东青岛 266071）

0 引言

随着高压电路、地铁城轨等电气化工程的建设，对埋地管道杂散电流干扰影响已普遍受到人们的关注。杂散电流主要是指在土壤中的电流流经管道时，在进入管道的位置形成阴极，在流出管道的位置形成阳极，而阳极出现电子的流失，从而导致该位置出现腐蚀现象，对管道造成危害[1]。本文主要根据对某段天然气埋地管道日常检测中所获得的交流电位数据进行分析，发现部分位置交流电位超出标准要求，为准确真实的反应该区域埋地管道受杂散电流干扰的影响，参照杂散电流干扰评价标准，本次选取普测埋地管道交流杂散电流干扰较大的八处测试桩开展24h专项检测，测试桩编号分别为13#，18#，19#，20#、21#、22#、23#、 25#。

1 现场检测与分析

1.1 评价标准

根据GB/T 50698-2011《埋地钢质管道交流干扰防护技术标准》规定，当埋地管道上的交流干扰电压不高于4V时，可不采取交流干扰防护措施；高于4V时，应采用交流电流密度进行评估（如表1所示）。

表1 交流干扰程度的判断指标

当交流干扰程度判定为“强”时，应采取交流干扰防护措施；判定为“中”时，宜采取交流干扰防护措施；判定为“弱”时，可不采取交流干扰防护措施[2,3]。

1.2 数据采集

首先调查干扰形式及分布情况，为详细测试提供依据。进行交直电压普查，测试每个测试桩5min内最大最小平均值。长时间监测交流电位，每2km测试一组2h，同时每4km测试一组24h。对于管道上存在大于4V的持续交流干扰电压的区域（国标GB/T 50698-2010），测试交流干扰电流密度。对于交流干扰电压剧烈波动或交流干扰严重管段，进行24h交流干扰电压监测[4,5]。

本次测试数据采集使用uDL1进行24h对管地电位及交流感应电压数值、曲线进行记录。

2 测试结果与分析

2.1 24h交流电位数据分析

根据要求对13#，18#，19#，20#、21号、22#、23#、25#分别进行24h交流电位数据测试。图1中所获得数据为13#桩从2020年1月11日～12日24h的管道交流电位图。从图中可以看出，该测试桩当天未出现交流电位大于4V的情况，其中最大交流电位为3.4V，未到达交流干扰电位4V以上，故通过本次测试结果来看，该处可暂不进行排流措施。

图1 13#桩交流干扰测试图

图2中所获得数据为18#桩从2019年12月29日～30日24h的管道交流电位图。从图中可以看出，该测试桩全天交流电位均在4V以上，最大交流电位为7.3V，平均交流电位为5.8V，经测量该处土壤电阻率为20.86Ω·m，根据GB/T 50698-2011，当交流电位达到4V时，进行交流电流密度评估，以平均交流电位5.8V进行计算，交流电流密度为70.83A/m2＞30 A/m2，为中度干扰，以最大交流电位7.3V计算，交流电流密度为89.16A/m2，宜进行排流措施。

图2 18#桩交流干扰测试图

图3中所获得数据为19#桩从2019年12月29日～30日24h的管道交流电位图。从图中可以看出，该测试桩全天交流电位基本均在4V以上，最大交流电位为6.9V，经测量该处土壤电阻率为22.42Ω·m，根据GB/T 50698-2011，当交流电位达到4V时，进行交流电流密度评估，以平均交流电位5.5V进行计算，交流电流密度为62.50A/m2＞30A/ m2，为中度干扰，以最大交流电位6.9V计算，交流电流密度为78.41A/m2，宜进行排流措施。

图3 19号桩交流干扰测试图

图4为20#桩从2019年11月15日～16日24h的管道交流电位图。从图中可以看出，该测试桩当天仅有18时～次日1时交流电位未达到4V，最大交流电位为5.5V，经测量该处土壤电阻率为23.11Ω·m，根据GB/T 50698-2011，当交流电位达到4V时，进行交流电流密度评估，以平均值5.4V进行计算，交流电流密度为52.91A/m2＞30A/m2，为中度干扰，以最大交流电位5.7V计算，交流电流密度为62.84A/m2，宜进行排流措施。

图4 20#桩交流干扰测试图

图5中所获得数据为21#桩从2020年3月18日～19日24h的管道交流电位图。从图中可以看出，该测试桩当天仅有19日1时～6h交流电位未达到4V，最大交流电位为5.3V，经测量该处土壤电阻率为16.29Ω·m，根据GB/T 50698-2011，当交流电位达到4V时，进行交流电流密度评估，以平均值4.4V进行计算，交流电流密度为68.82A/m2＞30A/m2，为中度干扰，以最大交流电位5.2V计算，交流电流密度为81.33A/m2，宜进行排流措施。

图5 21#桩交流干扰测试图

图6中所获得数据为22#桩从2019年11月15日～16日24h的管道交流电位图。从图中可以看出，该测试桩当天多数时间交流电位未达到4V，平均交流电位为3.6V，根据GB/T 50698-2011，该处可暂不进行排流措施。

图6 22#桩交流干扰测试图

图7中所获得数据为23#桩从2019年11月15日～16日24h的管道交流电位图。从图中可以看出，该测试桩当天多数时间未出现交流电位大于4V的情况，其中最大交流电位为3.7V，未超过4V，故通过本次测试结果来看，该处可暂不进行排流措施。

图7 23#桩交流干扰测试图

图8中所获得数据为25#桩从2020年3月18日～19日24h的管道交流电位图。从图中可以看出，该测试桩当天多数时间未出现交流电位大于4V的情况，故通过本次测试结果来看，该处可暂不进行排流措施。

图8 25#桩交流干扰测试图

2.2 24小时直流电位数据分析

根据要求对13#，18#，19#，20#、21#、22#、23#、25#分别进行24h直流电位数据测试，图9中所获得数据为13#桩从2020年1月11日～12日24h的管道直流电位图。从图中可以看出，所测时段的埋地管道通电电位处瞬间个别数值外，均负于-0.85V，阴极保护效果达到标准要求。其中在12日0h左右至6h左右，该测试桩的通电电位较平稳，其余时间波动较大。

图9 13#桩直流电位测试图

图10中所获得数据为18#桩从2019年12月29日～30日24h的管道直流电位图。从图中可以看出，所测时段的埋地管道通电电位基本满足负于-0.85V标准，阴极保护效果达到标准要求，经计算统计，电位正于保护准则的时间未超过测试时间5%，未达到直流干扰影响评定标准。其中在30日0时左右～6h左右，该测试桩的通电电位较平稳，其余时间波动较大。

图10 18#桩直流电位测试图

图11中所获得数据为19#桩从2019年12月29日～30日24h的管道直流电位图。从图中可以看出，所测时段的埋地管道通电电位基本满足负于-0.85V标准，阴极保护效果达到标准要求。其中在30日0h左右～6h左右，该测试桩的通电电位较平稳，其余时间波动较大。

图11 19#桩直流电位测试图

图12中所获得数据为20#桩从2019年11月15日～16日24h的管道直流电位图。从图中可以看出，所测时段的埋地管道通电电位基本满足负于-0.85V标准，阴极保护效果达到标准要求。其中在15日17h左右～15日20h左右，该测试桩的通电电位较平稳，其余时间波动较大。

图12 20#桩直流电位测试图

图13中所获得数据为21#桩从2020年3月18日～19日24h的管道直流电位图。从图中可以看出，所测时段的埋地管道通电电位除瞬间个别数值外，均负于-0.85V，阴极保护效果达到标准要求。其中在19日0h～4h左右，该测试桩的通电电位较平稳，其余时间波动较大。

图13 21#桩直流电位测试图

图14中所获得数据为22号桩从2019年11月15日～16日24h的管道直流电位图。从图中可以看出，所测时段的埋地管道通电电位基本满足负于-0.85V标准，阴极保护效果达到标准要求，经计算统计，电位正于保护准则的时间未超过测试时间5%，未达到直流干扰影响评定标准。其中在15日17h左右～15日20h左右，该测试桩的通电电位较平稳，其余时间波动较大。

图14 22#桩直流电位测试图

图15中所获得数据为23#桩从2019年11月15日～16日24h的管道直流电位图。从图中可以看出，所测时段的埋地管道通电电位基本满足负于-0.85V标准，阴极保护效果达到标准要求。其中在15日17h左右～15日20h左右，该测试桩的通电电位较平稳，其余时间波动较大。

图15 23#桩直流电位测试图

图16中所获得数据为25#桩从2020年3月18日～19日24h的管道直流电位图。从图中可以看出，所测时段的埋地管道通电电位基本满足负于-0.85V标准，阴极保护效果达到标准要求，经计算统计，电位正于保护准则的时间未超过测试时间5%，未达到直流干扰影响评定标准。其中在19日0h～6h左右，该测试桩的通电电位较平稳，其余时间波动较大。