論干濕交替環(huán)境對(duì)埋地金屬管道陰保有效性的影響
發(fā)布時(shí)間：
2020-11-17
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油氣管道在干濕交替的土壤環(huán)境下敷設(shè)不可避免。目前普遍認(rèn)為，干濕交替環(huán)境會(huì)加劇管道涂層劣化及管道腐蝕。隨著陰極保護(hù)技術(shù)廣泛應(yīng)用，干濕交替環(huán)境對(duì)埋地管道陰保有效性影響值得深入研究。筆者以途經(jīng)甘肅隴南地區(qū)的中貴天然氣管道、蘭成原油管道為例，采用密間隔電位法及試片法對(duì)其陰保有效性開(kāi)展檢測(cè)，掌握干濕交替環(huán)境下干土壤段、河流敷設(shè)段管道陰極保護(hù)現(xiàn)狀的差異情況，深化對(duì)相關(guān)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)和研究，進(jìn)行科學(xué)的管控。
1 干濕交替管段腐蝕原因檢測(cè)分析
1.1 開(kāi)挖驗(yàn)證
依據(jù)蘭成原油管道漏磁檢測(cè)結(jié)果及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境分析，選取干濕交替管段作為開(kāi)挖驗(yàn)證的重點(diǎn)管段，開(kāi)挖驗(yàn)證結(jié)果如圖 1所示。顯示蘭成原油管道K475+358 m附近存在兩處金屬腐蝕點(diǎn)，腐蝕深度均達(dá)到30%以上。
1.2 極化電位測(cè)試
在蘭成原油管道腐蝕點(diǎn)附近四處測(cè)試樁埋設(shè)試 片，測(cè)試其極化電位，結(jié)果如圖 2所示。數(shù)據(jù)表明，除K475測(cè)試樁極化電位未達(dá)到﹣850 mV（cse）要求外，其余測(cè)試樁極化電位數(shù)據(jù)均正常，上下游恒電位儀機(jī)柜輸出電流合適，排除了管道整體陰保不足的可能。
1.3 交直流雜散電流檢測(cè)
檢測(cè)前述測(cè)試樁附近管道的交流雜散電流，結(jié)果如表 1所示。
測(cè)試結(jié)果表明，四處測(cè)試樁附近交流電壓都在2 V以下，對(duì)管道的陰保有效性影響較小，排除了交流雜散電流對(duì)管道腐蝕的影響。此外，從測(cè)試樁K475、 K477測(cè)得的管地電位差距較大，且與附近中貴天然氣管道的管地電位相似，為此，對(duì)其管地電位進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)，結(jié)果如圖 3所示。
圖 3表明，管道檢測(cè)期間確實(shí)受到外界雜散電流的干擾，但是兩處的波動(dòng)趨勢(shì)相近、幅度相同，這表明K475電位比K477明顯偏正的原因并不是外界雜散電流干擾造成的，排除了直流雜散電流對(duì)管道管地電位造成較大影響的預(yù)判。
再將測(cè)試樁K477、 K475與鄰近的中貴天然氣管道測(cè)試樁K593、 K595管地電位對(duì)比，兩并行管道電位波動(dòng)趨勢(shì)相同，從而判斷兩條管道不存在相互干擾的情況，對(duì)比結(jié)果如圖 4所示。
1.4 陰保欠保護(hù)段確定
該管段敷設(shè)環(huán)境從山體變?yōu)樾『訙?，其中大部分管段與小河并行，并多處交叉。在排除了交直流雜散 電流干擾、兩管互相干擾和管道整體陰保不足的可能后，對(duì)該管段進(jìn)行了密間隔電位測(cè)試。蘭成原油管道K474+667 m—隴南站CIPS測(cè)試曲線及中貴天然氣管道K593+855 m—隴南站CIPS測(cè)試曲線如圖 5、圖 6所示。兩條管道管地電位偏正管段的相同，在空間上存在一致的波動(dòng)趨勢(shì)。管地電位均在圖中標(biāo)注的1—12號(hào)點(diǎn)位開(kāi)始正向偏移。正向偏移位置為陽(yáng)極區(qū)與現(xiàn)場(chǎng)腐蝕發(fā)生位置吻合。驗(yàn)證了干濕交替敷設(shè)環(huán)境對(duì)該管段造成欠保護(hù)影響。
2 結(jié)論
（1）小河河道及流水的接地電阻更小，陰保電流從管道破損點(diǎn)流出到小河內(nèi)導(dǎo)致管道腐蝕，并在接地電阻較小的管道破損點(diǎn)流回管道。
（2）管道敷設(shè)在干濕交替環(huán)境下，迅速變化的地表環(huán)境在該管段形成了多個(gè)陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)，導(dǎo)致陽(yáng)極區(qū)內(nèi)涂層損壞處管道腐蝕加劇。
（3）管道沿河敷設(shè)或多次穿越河流，因河流水體流動(dòng)，形成流動(dòng)的電解質(zhì)環(huán)境使得管段更難極化，造成局部管段欠保護(hù)。
3 建議
（1）在電位偏正的管段加裝犧牲陽(yáng)極，保證管道電位在﹣850 mV（cse）～﹣1 200 mV（cse）保護(hù)范圍內(nèi)。
（2）在偏正管段埋設(shè)長(zhǎng)效腐蝕試片，并計(jì)算腐蝕速率。
（3）針對(duì)該管段開(kāi)展ACVG測(cè)試，修補(bǔ)防腐層破損點(diǎn)，降低該處管道腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。
（4）加裝極化電位智能檢測(cè)設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管道極化電位。
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