临邑站多条管线阴极保护系统的相互影响

曹国民

(中国石化集团管道储运分公司，徐州 221008)

临邑站多条管线阴极保护系统的相互影响

曹国民

(中国石化集团管道储运分公司，徐州 221008)

临邑站存在多条管线，不同管线采用相互独立的阴极保护系统，通过现场试验，考察了不同阴极保护系统的相互影响情况。结果表明：鲁宁线阴极保护系统对临濮线阴极保护系统存在影响，历史资料调研表明这两条管线间存在相互跨接，但跨接位置不明；综合利用现场跨接试验、多频管中电流法(PCM)测试以及阴极保护电位测试等方法确定了跨接线的位置。

阴极保护系统；相互影响；跨接试验；多频管中电流法(PCM)测试

油气输送枢纽站是油气输送系统内部将采出的原油和天然气汇集、储存、初步加工和处理、输送的场所。站内包含多条进出站管线和油气处理设备，承担着油气储存和处理的重要任务。作为石油天然气生产输送中的重要环节，油气输送枢纽站对管道的安全运行至关重要。

目前，油气输送枢纽站管线广泛采用防腐蚀层和阴极保护相结合的方法来避免管线的腐蚀，取得了良好的效果，保证了运输管道的安全运行。枢纽站各管线间采用的阴极保护系统是不同的，而不同阴极保护系统间存在相互影响[1-5]，这些影响会导致阴极保护系统无法正常运行，使被保护管线可能处于欠保护或过保护状态，甚至导致管道局部穿孔或防腐蚀层剥离。因此，准确评估并排除枢纽站各管线阴极保护系统间的相互影响对于保证安全生产至关重要。本工作对临邑站各管线的阴极保护系统开展了详细的现场测试和试验，希望能准确评估不同阴极保护系统间的相互影响情况，确保阴极保护系统的正常运行。

1 临邑站管线概况

中石化管道储运公司鲁宁输油处临邑输油站共有6条管线进出该站场，分别为东临老线、东临复线、临沧线、临济线、鲁宁线及临濮线。这6条管线的阴极保护方式均为外加电流保护方式，均采用浅埋远阳极地床。其中，东临老线和东临复线阴极保护系统的阳极床距离临邑站约20 km，其余4条管线的阴极保护系统均在临邑站附近。图1为临邑站进出站管线位置示意图。表1为临邑站进出站管线的基本情况。

2 管线间阴极保护系统相互影响的现场测试与评估

对不同管线间阴极保护系统的相互影响情况进行现场检测，文中所有管地电位均相对于饱和硫酸铜参比电极(CSE)。具体方法为：(1) 关闭某阴极保护系统，记录其他阴极保护恒电位仪运行参数，测管道保护电位的变化；(2) 开启某阴极保护系统，记录其他阴极保护恒电位仪运行参数，测试管道保护电位的变化。

管线名称防腐蚀层服役年份鲁宁线冷缠带/3G1976临濮线沥青1978临济线FBE2006临沧线冷缠带/3G/沥青1977东临老线冷缠带/3G/沥青1978东临复线冷缠带/3G/沥青1998

表2 各管线阴保系统通断对其他管线阴保系统的 影响情况Tab. 2 Interactions between different pipelines when cathodic protection system switched on/off

表3为鲁宁线与临濮线恒电位仪分别通/断时恒电位仪运行情况。由表3中可知，临濮线恒电位仪的通断对鲁宁线恒电位仪的运行参数基本没有影响, 但鲁宁线恒电位仪的通断对临濮线恒电位仪的正常运行有较大影响。鲁宁线恒电位仪开启时，临濮线恒电位仪的输出电压为2.8 V，输出电流为1.0 A；而关闭鲁宁线恒电位仪后，临濮线恒电位仪的输出电压增至3.5 V，增加了25%，输出电流增至1.5 A，增加了50%。

表3 鲁宁线与临濮线恒电位仪分别通/断时 恒电位仪运行情况Tab. 3 The power supply parameters of Luning line and Linpu line when power supply switched on/off respectively

图2为鲁宁线恒电位仪通/断时临濮线保护电位分布规律。从图2中可以看到，随着鲁宁线恒电位仪的通断，临濮线保护电位分布差别较大，表明鲁宁线阴极保护系统恒电位仪的通/断电对临濮线保护电位的分布有影响。

图2 鲁宁线恒电位仪通/断时临濮线的保护电位Fig. 2 Protective potentials of Linpu line when the power supply of Luning line switched on/off

因此，结合恒电位仪运行参数和管道保护电位测试结果，确认鲁宁线阴极保护系统对临濮线阴极保护系统存在影响。为了清楚鲁宁线阴极保护系统对临濮线阴极保护系统影响的原因，对两条管线阴保系统进行了调研，调研结果表明鲁宁线和临濮线曾在某处存在跨接，但跨接位置不清；由于鲁宁线按照计划要进行改线，老线将不再使用，为了不继续增加临濮线阴极保护系统的负担，需要找到跨接线的连接位置。

3 跨接线定位的现场试验与分析

为了找出跨接线的位置，开展了现场跨接试验、PCM检测以及保护电位即通电电位的测试。

3.1 现场跨接试验

图3为鲁宁线与临濮线相对位置图。分别在临邑站内绝缘法兰处(图3中①)、鲁宁线与临濮线交叉处(图3中②)、鲁宁线6号桩附近(图3中③)3个位置进行现场跨接试验，试验中均采用相同的硫酸铜参比电极(CSE)，保持参比电极的位置不变，测试跨接前后两条管线的保护电位，分析跨接试验位置处存在跨接的可能性。

图3 临濮线与鲁宁线跨接试验位置Fig. 3 The bond test location of Luning line and Linpu line

3.1.1 临邑站内绝缘法兰处跨接试验

鉴于前述中国BITs“保护与安全条款”存在的问题、中国在发展中国家投资及其人员面临安全风险极高的严峻形势，有必要重构新时代中国投资条约中“保护与安全”条款。重构的基本思路如下：

表4为跨接前后绝缘法兰处两条管线的通电电位。从表4中可以看出，跨接前两条管线的通电电位相差0.12 V，临时跨接后两管线的通电电位相同。由于跨接线可以起到电联通两条管线、消除通电电位差的作用，即在有跨接线的位置，若保持参比电极位置不变，通电电位应该相等，而此次跨接试验前后二者通电电位不同，表明此处没有跨接线。

3.1.2 鲁宁线与临濮线交叉处跨接试验

跨接试验结果表明，鲁宁线与临濮线交叉处，其

表4 临邑站内绝缘法兰处跨接前后两条管线的 通电电位Tab. 4 The on-potential of two line at the postion of insulated flange before and after bonding in Linyi station V

通电电位分别为-1.75 V和-1.18 V，交叉处两管线的通电电位相差0.57 V，差值较大，表明在该交叉处及一定距离内不存在跨接线。

3.1.3 鲁宁线6号桩附近跨接试验

鲁宁线在其6号桩处与临濮线的间距较小，因此在该处选择2个测试点(绝缘法兰和管道)进行临时跨接试验。临时跨接前后，分别在2个测试点处使用同一参比电极，保持参比电极位置不变，测得两条管道的通电电位。

表5为鲁宁线6号桩附近绝缘法兰处临时跨接前后通电电位。表6为鲁宁线6号桩附近管道临时跨接前后通电电位。由表5可知，临时跨接前后，在绝缘法兰处测得两条管线的通电电位基本没有变化，两条管线通电电位间始终有0.58～0.70 V的差值，表明绝缘法兰处的通电电位基本不受临时跨接线的影响。由表6可知，跨接前两管线通电电位有0.03 V的差值，跨接后通电电位变为统一的-0.85 V，差值消除，表明在跨接试验处不存在跨接线。

表5 鲁宁线6号桩附近绝缘法兰处跨接 前后通电电位Tab. 5 The on-potential of Luning line at the position of insulated flange near pile No. 6 before and after bonding V

表6 鲁宁线6号桩附近管道跨接前后通电电位Tab. 6 On-potential of Luning line at the position of pipeline near pile No. 6 before and after bonding V

3.2 PCM检测

PCM是Pipeline Current Mapper的简称，即为多频管中电流法，又称交流电流衰减法。PCM系统测量方法适合于埋地钢质管道防护层质量的检测及评价，及管线的走向、搭接的定位、电绝缘的检测，对长距离输送管道或短距离小管径管道都可适用。

对临濮线237号桩及鲁宁线2号桩附近现场进行PCM检测，检测位置如图4所示。

图4 临濮线237号桩及鲁宁线2号桩附近PCM检测位置Fig. 4 PCM test locations near the pile No. 237 of Linpu line and the pile No. 2 of Luning line

首先利用临濮线237号桩及附近路灯接地对临濮线施加PCM信号，测试了电流衰减情况，测试电流为1 A。然后利用鲁宁线2号桩对鲁宁线施加PCM信号，测试了环保局院内鲁宁线电流衰减情况，测试电流为1 A。

图5为临濮线237号桩附近管道PCM检测电流衰减曲线。从图5中可见，在PCM接地极附近发生较大幅度的电流衰减，这是PCM实际工程应用中的正常现象；在环保局院内测试电流存在一定幅度的异常衰减，此外由PCM定位显示该处管道的方向存在异常，其偏离了原来的管道走向，且与管道呈90°垂直相交，如图6所示。上述电流和方向的异常表明此处可能有跨接线。

图5 临濮线237号桩附近管道PCM检测电流Fig. 5 Field PCM test current of pipeline near pile No. 237 of Linpu line

图6 环保局院内管线走向Fig. 6 Pipeline trend in Environmental Protection Bureau

图7为鲁宁线在环保局院内PCM检测电流衰减曲线，里程为距PCM信号发射源的距离。从图中可以看出，从鲁宁线馈入信号，同样在环保局院内出现电流异常衰减情况，院内该部分鲁宁线管道防腐蚀层较好，出现如此大幅度的电流衰减，说明此处存在跨接。由于鲁宁线的疑似跨接情况与临濮线的疑似跨接情况高度吻合，且位置比较接近(如图4所示)，可以初步判定临濮线和鲁宁线管道在此处存在跨接线。

图7 鲁宁线在环保局院内PCM检测电流Fig. 7 Field PCM test current of Luning line in Environmental Protection Bureau

3.3 阴极保护电位的测试

为了进一步验证环保局院内跨接线位置，分别进行了鲁宁线和临濮线保护电位的测量，结果如图8所示。从图8中得知，以出站方向为正方向，以鲁宁线2号桩为里程0点，测得临濮线在疑似跨接处通电电位为-1.06 V，在237号桩处为-1.02 V，即在远离阴保系统的方向，阴保水平降低，属于正常现象；鲁宁线在2号桩处通电电位为-1.02 V，在疑似跨接处为-1.07 V，在远离阴保系统的方向管道的阴极保护却得到了加强，这属于异常现象。表明鲁宁线在此地受到了其他保护，即临濮线通过跨接线给予的保护。在鲁宁线2号测试桩和临濮线237号测试桩之间，二者电位比较接近，且该位置和PCM检测确定的环保局院内疑似搭接位置一致，因此验证了搭接的位置。随着距跨接位置距离的增大，两条管线的电位差增大。

4 结论

(1) 探索了不同阴极保护系统相互影响扰的测试方法，通过在临邑站6条进出站管线间开展测试，明确了临濮线和鲁宁线间存在影响，调研显示其影响原因主要是两条管线间存在跨接；

(2) 通过开展跨接试验、PCM测试以及阴极保护电位测试的方法，确定了跨接的位置，该位置尚待进一步开挖验证；

(3) 跨接位置处采用同一个参比电极测得的阴极保护电位相近，随着跨接位置距离的增大，两条管

线的电位差距增大。

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Mutual Influence between Cathodic Protection Systems of Pipelines at Linyi Station

CAO Guo-min

(SINOPEC Pipeline Storage and Transportation Company, Xuzhou 221008, China)

There are some pipelines at Linyi oil/gas station, and each of pipelines has own cathodic protection system respectively. The case of mutual influence between cathodic protection systems was investigated through field test. The results indicate that the cathodic protection system of Luning line had some influence on the cathodic protection system of Linpu line. The historical data research shows that these two pipelines were connected by a jumper wire, but the connected location was uncertain. The location of jumper wire was found by means of field bonding test, pipeline current mapper (PCM) test and cathodic protection potential test.

cathodic protection system; mutual influence; bonding test; pipeline current mapper (PCM) test

10.11973/fsyfh-201704016

2015-06-18

曹国民(1969-)，高级工程师，硕士，从事管道管理研究，13852439829，freecgm@163.com

TG174.41

B

1005-748X(2017)04-0322-05