埋地输气管道的直流杂散电流干扰分析与排流措施

近年来,城市轨道交通迅猛发展,泄漏到大地中的直流杂散电流会加速埋地钢质管道腐蚀,而直流杂散电流的波动特征给阴极保护电位的测试及有效性评价也带来了很大困难,直接影响阴极保护系统的安全运行及埋地输气管道的使用寿命。相国寺储气库输气管道"铜相线"自建成投运以来一直受到直流杂散电流干扰影响,根据对其阴极保护系统日常运行监测,分析干扰源工作时间、波动特征、分布区间,排查杂散电流干扰源及流入流出区间,并采取了接地排流试验、极性排流试验、强制排流试验等应对措施,通过对比研究,证明强制排流效果最佳。     

相国寺地下储气库地面管网直流排流设计

相国寺地下储气库新建注采气管道地面管网受附近煤矿直流杂散电流干扰,通过分析直流采矿系统产生的杂散电流对地面管网的影响,根据土壤中直流电位梯度数据及相关的管道参数,判断干扰类型和干扰程度,通过计算确定采用带状高纯锌牺牲阳极同时实现阴极保护和直流排流的措施。该设计方案为地下储气库地面管网的首次运用,地面管网建成后现场实测干扰范围和判定实际干扰程度,完善相关测试数据,为后期运行维护及排流设计提供参考。     

季节性冻土环境下阴极保护管道基本状况调查

在季节性冻土环境下埋地管道的阳极接地电阻和阳极地床可引发阴极保护故障.有些管道工程要穿越冻土地带,由于在设计过程中未考虑季节性冻土给阴极保护系统运行效果造成的影响,致使阴极保护系统运行不正常,保护效率差,进而导致防腐效果差,给生产运行带来了较大的损失.目前,国内阴极保护技术致力于工程设备阴极保护电位分布系数数学模型应用研究、高强度交(直)流干扰检测技术与排流工程技术开发及表面型阳极的研发等方面.大庆油田地处中纬度高寒季节性冻土地区,已广泛应用管道阴极保护技术.     

高压直流接地极干扰区埋地钢质油气管道的综合防护

我国埋地钢质油气管道正面临着越来越多的高压直流接地极干扰影响风险,为了减少或消除该风险所带来的安全隐患,进行了综合防护方法的探讨。首先分析了高压直流接地极干扰的特征、干扰可能产生的危害,接着对比分析了国内外多种直流干扰防护措施的优缺点,最后从干扰源侧、受干扰管道侧、协调与测试3个方面提出了综合防护技术措施:①减少干扰源的电流泄漏,接地极尽可能远离埋地金属构筑物,选用金属回流系统;②提高防腐层完整性,管道分段隔离,进行管道排流保护、阴极保护,监测排流保护效果,开展管道腐蚀评价;③埋地管道、高压直流输电系统双方的运营单位应当建立联络、信息共享机制,共同保障安全。试验结果表明:受干扰管道侧的防护将以管道排流保护作为主体措施,辅以提高防腐层完整性、分段绝缘隔离、阴极保护、保护效果检测等措施,可使管道综合防护效果达到最优。该技术思路已在近年来的新建天然气管道工程中得到运用,并正在逐步推广,可进一步提高油气管道的长期运行安全。     

苏里格气田阴极保护系统运行评价

苏里格气田储罐采用牺牲阳极方式保护;管道采用强制电流阴极保护方式。储罐及管道同时在管道涂敷防腐层,实施"防腐层+阴极保护"的联合保护方式。根据试片断电法采集的数据对苏里格气田管道阴极保护建立IR降数据模型。对管道和储罐开展阴极保护现状普查,发现问题后针对部分储罐无牺牲阳极保护和部分管道保护电位偏低的现状,开展整改工作。整改完成后,进行阴极保护系统运行效果评价。阴极保护系统运行评价达到保护储罐和管道的目的,延长使用寿命。     

直流杂散电流对埋地管道的电腐蚀规律及排流措施

随着工业化进程的不断发展,轨道交通对埋地管道的直流杂散电流干扰愈发严重。为降低杂散电流引发的电腐蚀问题,在监测埋地管道沿线电位的基础上,分析干扰规律、干扰频率、干扰源位置对管道的影响,考察电流流入和流出的规律,并测试不同排流措施效果。结果表明：干扰规律与轨道的运营状态保持一致,干扰频率与发车时间间隔保持一致;距离干扰源越近,电位正向偏移的时间比例越大,腐蚀趋势远大于其余管段;同一位置不同时段可能互为电流流入、流出段,电流流动方向和规律随时间动态变化;排流措施中强制排流的效果最好,其次为极性排流和接地排流,阴极保护的效果较差;通过多重联合防护,除与轨道交通最近的管段外,其余管段均达到了良好的保护效果,腐蚀速率大幅降低,可减少管道更换和泄漏放空量。     

高压直流接地极对油气输送管道的危害辨识

油气输送管道作为社会发展的能源动脉,确保其安全运行,具有重要的意义。结合高压直流接地极放电实测数据,对高压直流接地极放电给油气输送管道带来的危害进行系统辨识,影响危害的两个主要因素为管道受到的电干扰的程度以及管道系统的耐受能力,其危害可归纳为管体损伤、防腐层剥离、排流器烧蚀和接地材料消耗过快、阀室工艺设备烧蚀、防雷器烧蚀、绝缘接头击穿和内壁腐蚀、阴极保护设备烧蚀、变压器直流偏磁及人员触电。建议采用耐受性能好的设备设施,从源头控制高压直流接地极放电干扰强度,对高压直流接地极带来的风险进行评价并采取与干扰程度相适应的防护措施,确保管道安全运行。     

阴极保护技术在油田储运系统中的应用

为了提高阴极保护效果和优化资源配置,解决系统运行异常和保护电流损失等问题,分析某公司的阴极保护系统建设及运行管理数据,证实防腐层的完整性和绝缘性越好,管道所需阴极保护电流越小;阴极保护系统运行效果越好,保护率越高;管道防腐层电阻率越大,穿孔概率越小。将站内区域保护阳极地床接入到外输线阴极保护系统,能够恢复系统正常运行,调整站内阴阳极保护电缆使保护电位达到标准。同时对实施过程中的常见问题提出解决方法:对恒电位仪增加备用回路解决了现场维修和故障恢复问题;应用电位差法判断电绝缘是否失效并找到管道搭接位置使保护电流恢复效率;应用抗氯离子氟塑料电缆以避免阳极接头断裂风险;使用寻管仪查找线路断点解决断线问题;建立专业化阴极保护技术人员队伍,积极开展岗位练兵和技能考核,日常巡检精细化管理等有效措施。实践证明,阴极保护系统良好的运行效果可节约千万以上的维抢修成本。     

阴保站附近管道电位异常原因分析及对策

管地电位为衡量管道是否得到足够阴极保护的重要评价指标,但在日常管理工作中,阴保站附近经常会出现管地电位过负的问题,这为管道的安全运行带来一定隐患。以秦皇岛首站附近管道为研究对象,采用对两条管道单独提供阴极保护的方法,研究阴保站附近管地电位过负的真正原因并提出相应的解决措施。此外,也对电位过负管段进行断电电位测量。结果表明:管道处于正常保护状态,日常测量中管地电位过负是受到阳极地床干扰所致。对于电位过负管段,所测试的管地电位只是一个表象,并不能代表真实的阴极保护电位,不能根据此数据判断防腐蚀层可能发生阴极剥离的可能性。     

密间隔电位检测技术(CIPS)在榆林气田的应用

CIPS技术是国际最先进的埋地管道外防腐层及阴极保护系统检测评价方法,它能够指示管道沿线的CP效果,有效去除IR电压降的影响,指出缺陷的严重性,并自动采集数据样,是断位测试法、地表参比法的有机结合。该项技术可用于检测管道的阴极保护电位、评价阴极保护效果、了解管道的防护层状况以及进行防护层缺陷检测。     

800 kV特高压直流入地电流对埋地钢管道的影响

为了研究特高压直流输电系统在单极大地返回运行时对附近埋地钢制管道造成的影响,以我国西南地区某管道为研究对象,在全管道范围内,应用了包括阴极保护有效性测试、管地电位监测、管中电流监测、管体腐蚀监测等在内的多种阴极保护测试技术,对接地极放电过程中管道腐蚀及阴极保护参数进行了连续测试,进而研究管道受特高压直流入地电流影响的程度及腐蚀防护措施的有效性。研究结果表明:①放电过程中,恒电位仪、排流锌带等腐蚀防护措施对缓解管道腐蚀起到了积极作用,但部分管段依然存在着腐蚀现象;②该地区管道接地极放电对管道全线均造成了干扰影响,电流流入区域管中最大电流为4.84 A,管地电位最大负向偏移为-4 853 mV,最大正向偏移+568 mV,管壁最大腐蚀速率为0.049 mm/a,超过管道设计控制目标;③特高压直流接地极放电对管道造成了较大的影响。结论认为,该项研究成果可以为钢制埋地管道受特高压直流入地电流影响程度的检测评价标准编制提供数据支撑。     

净化油长输管道外防腐完整性检测与适用性分析

胜利油田腐蚀与防护研究所综合利用交流电位梯度法(ACVG)、双频视综合参数异常评价法、直流电位梯度法(DCVG)和密间距管地电位测试法(CIPS)对某净化油长输管道进行了外防腐完整性检测评价,分析了各种检测技术和评价准则对净化油长输管道外防腐层及阴极保护检测的适用性,以及定期开展管道外防腐完整性检测的重要意义.对于新管道而言,管道阴极保护系统的设计和运行以及检测应严格执行阴极保护断电电位在-850~-1200 mV之间这一准则;而对于防腐层老化破损严重的老管线而言,进行阴极保护效果评价时,阴极保护断电电位则应相对于管地自然电位-100 mV.     

成品油管道直流杂散电流干扰及治理分析

针对成品油管道与地铁等存在交叉或并行日益增多的状况,给成品油管道造成较大的直流杂散电流干扰,造成管道运行期间阴极保护失效,存在运行风险。介绍了常见的四种排流方法,分别阐述了每种排流方法的优缺点,重点介绍了强制排流法,并对比了某公司接地排流法和新采用的直流强制排流法的效果。     

工艺管网区域阴极保护系统干扰问题的检测及处理

为了保护输油气站库内埋地管道的安全,近年来区域阴极保护技术发展迅速.区域阴极保护系统和站外干线阴极保护系统常通过绝缘法兰隔离,由于两套系统相对距离较近,常存在干扰问题.鄯善商业储备库工艺管网区域阴极保护系统开启后引起双兰线阴极保护系统输出电压和电流增大,同时上下游管道电位较正常值负移0.6～0.7 V.通过开展现场测试和试验确定了双兰线阴极保护系统受干扰的根本原因,并提出了有效的解决方案,将双兰线恒电位仪的输出参数成功地恢复至受干扰前的水平.     

埋地输油管道阴极保护电位欠保护状态的原因与对策

某成品油管道由于阴极保护站间的管道距离较长,尚未建设的站场阴极保护系统未能正常投用,造成管道保护电位处于欠保护状态.通过分析日常测试的保护电位,针对保护电位欠保护问题提出了解决措施:即通过增加临时阴极保护站、缩短站间距、合理地选择临时阴极保护站的地理位置、阳极地床埋设位置和埋设方式、辅助阳极的材料和数量,以保证阴极保护系统正常运行。临时阴极保护站建成后,原来保护电位偏低的管段,现在保护电位已全部达标。     

油气田集输管道阴极保护系统综合测试评价

埋地钢质集输管道腐蚀防护系统由绝缘涂层和阴极保护共同构成。由于埋地管网情况复杂,服役时间长,管道容易发生绝缘失效、金属搭接、阴极保护干扰等现象。为了综合测试评价集输管道所受阴极保护效果,制定了阴极保护系统的测试评价方法。论述了阴极保护系统测试评价方法的基本内容,运用该方法对西南油气田公司某作业区管网的阴极保护系统进行测试评价,对测试出的问题进行修复后,集输管道极化电位均满足-850 m VCSE准则,管道达到保护。     

地铁杂散电流对管道牺牲阳极的影响及防护

直流牵引的城市地铁系统随着铁轨绝缘性能下降会泄漏杂散电流,对附近埋地管道及其牺牲阳极阴极保护系统造成干扰,威胁管道及其阴极保护系统的安全运行。利用数值模拟技术实现该类干扰问题的计算求解,通过已有文献数据进行验证,同时根据实际案例计算分析了地铁杂散电流对埋地管道阴极保护水平及牺牲阳极输出的影响规律,针对获得的影响规律提出了相应的防护方法,并分析了其有效性,研究结果可为埋地管道地铁杂散电流干扰的防护设计提供参考。     

外加电流阴极保护电流屏蔽与阴极干扰研究

外加电流阴极保护与防腐蚀层联合使用是油气管道腐蚀防控的主要措施,而阴极保护电流屏蔽以及阴极干扰是外加电流阴极保护使用过程中难以避免的弊端。经调研发现,对直流电流阴极保护可通过带状/镯状阳极增设牺牲阳极保护的形式,对电流屏蔽管段加以保护;通过直流排流的方式对周边金属构筑物进行阴极干扰防护。脉冲电流阴极保护作为一种新兴的阴极保护途径,可有效地减小阴极保护屏蔽区域。在同一缝隙腐蚀体系的实验研究中,直流电流阴极保护缝隙深度为40 mm,而脉冲电流阴极保护可达115 mm;脉冲系统比传统直流系统的电流需求要小7%~9%;但其理论基础和工程验证并不完善。     

阴极保护系统对外部构件电干扰腐蚀的计算

采用稳流电场理论,根据阴极保护体系周围电场分布、受电干扰构件位置和构件表面电化学行为等参数计算阴极保护系统对外部金属构件的电干扰腐蚀。推导阴极保护管道对外部平行或垂直管道,阴极保护扒罐对地面管道和阴极保护套管对地面设施的电干扰电位公式。并以一个储罐区区域阴极保护体系对临近的电干扰为例,计算了干扰电位分布及简化条件下不干扰电流密度（化馆工）,和国外献中数值法计算结果吻合。解析计算法在工程应用和优     

高压直流电影响区域的阀室风险综合防护

高压直流接地极放电对管道的干扰,可能造成引压管放电或者绝缘卡套烧穿、阴极保护设备及电涌保护装置毁坏、电压过高对操作人员安全构成威胁等风险。根据识别出的管道阀室风险,综合高压直流干扰对管道阀室设备、设施影响的安全边界条件,明确了阀室的缓解目标。提出了针对性的有效可行的综合防护措施,包括优化绝缘卡套安装位置和减少卡套数量、采用耐受性能强的整体型绝缘接头、提高阴极保护设备耐受性、采用限压等电位连接保护装置、采用锌包钢接地材料、采用线路锌带接地排流等,能有效防控高压直流电影响区域的阀室风险。