摘要：庆阳输油站内埋地工艺管道较多，采用强制电流阴极保护法对站内管道进行阴极保护。区域阴极保护系统阳极地床采取多回路埋设方式，为3路柔性阳极，站外管道采用独立阴保系统。本文针对庆阳站区域阴保系统阳极电缆故障的处理过程进行了介绍，包括故障初步判断、阳极电缆查找、开挖修复及恢复阴保系统正常运行三个步骤。并通过现场开挖验证，分析了此次故障产生的原因。为了减少或避免此类故障发生，并提出了一些治理建议。
关键词：区域阴极保保护系统；柔性阳极；阳极电缆；故障处理；分析
引言：随着越来越多的石油和天然气管道建设，人们对长输管道的腐蚀控制得到了足够重视，管道腐蚀泄漏事故越来越少；然而，由于站内区域阴极保护是复杂的系统，通常包括站内埋地工艺管网、站内消防管线、排污管线、热力管网等，相互制约和影响因素很多，使站内区域阴保的正常运行容易出现故障，达不到有效保护。本文将以柔性阳极区域阴极保护系统的组成和工作原理入手，并结合兰郑长成品油管道庆阳输油站区域阴保系统故障处理案例进行分析，找出区域阴极保护系统故障出现的原因和解决办法。
1.柔性阳极区域阴极保护系统组成：
辅助阳极地床（柔性阳极）、 电源（恒电位仪）、管道、连接电缆、参比电极、绝缘接头等
2.阴保系统工作原理：
阴极保护是一种用于防止金属在电介质中腐蚀的电化学保护技术，该技术的基本原理是对被保护的金属表面施加一定的直流电流，使其产生阴极极化，当金属的电位负于某一电位值时，腐蚀的阳极溶解过程就会得到有效抑制。根据提供阴极电流的方式不同，阴极保护又分为牺牲阳极法和外加电流法。柔性阳极区域阴极保护系统采用的就是外加电流法：用外部的直流电源作阴极保护的极化电源，将电源的负极接管道（被保护构筑物），将电源的正极接至辅助阳极，在电流的作用下，使管道发生阴极极化，实现阴极保护。
3.庆阳输油站区域阴保故障处理过程：
2016年6月20日，庆阳站管道保护工在抄恒电位仪报表时，发现站内区域阴保恒电位仪1号机输出电流为零、输出电压达到30V左右，较平时数据严重异常。随后及时汇报站领导并上报分公司管道科和管道处。通过管道公司管道处和分公司管道科前期指导，庆阳站组织岗位人员进行了故障排查工作：
3.1故障初步判断
1.断开阳极电缆，对恒电位仪进行自检，从仪器自检结果来看，恒电位仪本身状态良好。
2.根据恒电位仪显示数据，初步判断阳极电缆或者阴极电缆断开。
3.使用数字万用表测试零位接阴电缆与阴极电缆连通状况，经测试，零位线与阴极线连通良好，排除阴极电缆断线可能，初步判断阳极断缆。
4.使用ZC-8接地电阻测试仪测试阳极电缆接地电阻，经测试，阳极电缆接地电阻大于100欧姆，确定阳极电缆断开或虚接。
3.2阳极电缆断点查找
为了准确找到断点，在阳极电缆同恒电位仪断开的情况下，先后采用了PCM+、RD8000、SL-2818检漏仪三种设备进行查找比对验证。
3.2.1使用PCM+查找
断开故障恒电位仪回路1的阳极电缆，将PCM+发射机输出端子的白线与阳极电缆连接，绿线连接接地极。接通电源，通过发射机向阳极电缆发送频率较低的交流信号，再用接收机从地面上遥测出地下电缆中相同频率的电流大小，对电流的突变点进行分析确认是否为阳极断点。
3.2.2使用RD8000查找
将发射机红色端连接阳极电缆，黑色端接地，调节适当频率。打开电源，查看输出是否正常。打开接收机电源，调节频率与接收机一致，查找电缆位置和走向，同时测量电流大小。
当电缆上方前后电流大小有明显变化时，初步判断该处电缆断开或虚接。
3.2.3使用晟利SL-2818管道检漏仪查找
电缆探测：将检漏仪发射机红色端连接阳极电缆、黑色端接地，打开电源，调节输出。发射机向地下电缆发送特定的电磁波信号，通过探管仪探测地下电缆的磁场来确定其位置、走向和埋深。检漏方法：采用极大值法。当检测员走到漏点附近时，检测仪开始出现反应，当走到漏点正上方时，喇叭中的声音最响，数值显示最大，这样就能验证之前使用PCM+和RD8000找到的电流流失点是否准确。
通过使用三种设备查找比对，准确找到了漏点位置。
3.3开挖修复及恢复阴保系统正常运行
1.对查找出的漏点进行开挖验证，经开挖，查出主要断点位置为阳极电缆与柔性阳极接头，对该断点进行了连接防腐密封处理；
2.用zc-8测试阳极接地电阻值，若不符合，继续排查，直到符合要求为止，后续又查出10余处电缆破皮，并进行了有效恢复；
3.恢复恒电位仪使其正常运行，各项测试参数符合要求；
4.回填现场开挖探坑。
此次恒电位仪故障，查找面临种种困难，电缆走向不明，还有生产区其他电缆信号干扰。但庆阳站反复检测，不断分析，克服重重困难，最终经过全体管道人员的努力，共查出2处断点，其中1处为阳极缆与柔性阳极断开，还查出10余处电缆破皮。修复完成后恒电位仪投入正常使用。
阳极电缆破损点
4.案例分析：
1.管道人员每天认真检查恒电位仪等阴保设备，并认真记录给定电位、输出电流、输出电压等，能够及时发现输出参数异常波动，及时向主管领导汇报，及时分析处理故障，避免了区域阴保系统长时间停运。
2.管道人员对整个阴保系统构成的掌握和对故障排查设备晟利SL-2818、RD8000及PCM+的熟练操作，为故障的有效排除提供了保障。
3.在阳极电缆断点排查过程中，由于没有专用的阳极电缆地面标识，为查找电缆走向增加了诸多困难。施工建设期应在地面设置专用的阳极电缆和柔性阳极地床地面标识，为后期区域阴保系统维抢修工作提供便利。
4.通过现场开挖验证，发现阳极电缆与柔性阳极连接处断点原因是建设期不规范施工造成的，没有对连接点处进行有效地防腐绝缘密封，久而久之，导致接头腐蚀断裂。通过现场观察，阳极电缆上的其他几处腐蚀和破损点也是因为前期施工不规范造成，在电缆埋设过程中，有尖锐器械划伤了电缆保护层，导致电缆腐蚀，电流流失。
5.结论建议：
1.在排查区域阴极保护系统阳极电缆故障过程中，PCM+、RD8000和晟利SL-2818三种探测仪器的配合使用，在复杂条件下，能够有效找到电缆断点。
2.在区域阴保系统安装过程中，应加强对柔性阳极和阳极电缆现场埋设施工管理，不规范的施工对后期阴保系统的正常稳定运行留下安全隐患。
3.柔性阳极地床的地面标志及防护设施在各个时期应保持完好。
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作者简介：赵宏图（1986-）、男、甘肃白银人、油气管道保护工技能带头人，2011年本科毕业于陇东学院计算机科学与技术专业，现于中国石油天然气股份有限公司管道西安输油气分公司庆阳输油站从事管道综合维修保护工作。
论文作者:赵宏图,慈兆强,李艳霞,周阳
论文发表刊物:《电力设备》2018年第19期
论文发表时间:2018/10/14
标签：阳极论文; 电缆论文; 阴极论文; 管道论文; 电位论文; 庆阳论文; 柔性论文; 《电力设备》2018年第19期论文;