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埋地钢质管道阴极保护技术规范要求(关于管道牺牲阳极安装标准)

外防腐层+阴极保护是国际上公认的最经济、最实用、最可靠的外腐蚀控制措施,已在长输管道及输油气站场得到广泛应用。

塔里木输油气分公司所辖1 096 km油气管道、 5座输油气站场均采用了防腐涂层+阴极保护联合腐蚀控制措施。分公司共设有17座阴极保护间,在用阴极保护系统53套,其中干线阴极保护系统13套、恒电位仪26台;站场区域阴极保护系统38套、恒电位仪60台。恒电位仪作为阴极保护系统的关键设备,须满足GB/T 21448―2017《埋地钢质管道阴极保护技术规范》规定的阴极保护准则。

1 阴极保护系统管理现状

按照管道防腐管理程序要求,各作业区(站场)需每日记录恒电位仪运行参数并填报至PIS系统、每月逐桩开展阴极保护电位测试。以分公司为例,按1年时间测算,各作业区(站场)需记录恒电位仪运行参数31 390次、阴极保护电位测试15 912次。这些工作占用了基层管理人员大量的时间和精力,无法将更多的时间投入到有价值的工作中,单靠人工巡检及测试无法及时发现阴保系统异常情况。分公司不具备管道极化电位测试条件,每月所测管道通电电位无法证明管道阴极保护是否有效。

基于此,分公司开展了“阴极保护系统远程管理”研究,主要包括恒电位仪运行参数远程监控、阴极保护系统一键通断及管道极化电位智能采集。

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电位测试

2 恒电位仪运行参数远程监控

PIS系统恒电位仪运行记录过去完全依靠巡线人员每日巡检时人工抄写、手工录入,受巡护人员责任心、技能水平的影响,易发生抄报、录入错误情况。2019年,分公司升级所有恒电位仪面板控制程序,对位于4G网络信号良好、 GPS覆盖良好区域的恒电位仪加装通信终端、卫星校时终端模块。对位于网络信号不稳定或无信号、但北斗信号覆盖良好区域的恒电位仪加装北斗短报文通信及北斗校时终端模块。同时开发恒电位仪运行参数远程监控系统,分设电脑版及手机APP两种版本,所有管道管理人员均可随时在电脑或手机APP远程监控恒电位仪的运行参数,并根据每台恒电位仪的保护对象,分别设置恒电位仪的故障报警特征及运行参数异常阈值,一旦恒电位仪发生故障或运行参数超出设定的阈值,监控系统会向相关管理人员发送故障设备的位置及报警信息,提醒管理人员前往查看及处置。监控系统每日自动导出恒电位仪运行记录并录入PIS系统,大大减轻了基层人员低效、重复工作强度。以每日抄报1台恒电位仪运行记录需2分钟计算,远程管理每年可节约1 046小时工作时间。同时,远程管理系统还可对比分析恒电位仪每日不同时刻、每月不同气候、每年不同季节的运行参数,便于分公司掌握恒电位仪运行参数随时间、气候、季节的变化趋势,根据外界环境、气候变化及时调整恒电位仪运行参数。

3 阴极保护系统一键同步通断

在恒电位仪阴、阳极瞬间断路时测得的电位被视为管道的极化电位,即无IR降的阴极保护电位。传统的管道极化电位测量方法需在每座阴极保护站的恒电位仪阴、阳极回路中安装1台GPS同步断路器,实现两座或多座阴保站恒电位仪在同一时刻通断。

分公司目前管辖西一线、轮吐线、库鄯线3条油气管道及5座站场,每条管道、每座站场都建有相互独立的阴极保护系统, 3条管道存在并行、交叉,其阴极保护系统间的相互干扰不可避免。如库鄯线通过加装GPS同步通断器,实现了4座阴极保护站恒电位仪的同步通断。但库尔勒原油站、孔雀河压气站及与库鄯线存在交叉、并行关系的西一线、轮吐线阴极保护系统仍在运行,在断电瞬间测得的10#测试桩的电位中仍包含这些站、线阴极保护系统对其造成的IR降,该电位并不是10#测试桩真实的极化电位。

经过研究攻关,仅需在每座阴极保护站(含站场区域)安装1台区域阴保同步通断控制器,即可在服务器端或现场实现任一管段、任一座站场、任一条管道或所有管道、所有站场及所有管道和站场阴极保护系统的一键同步通断,较传统安装GPS同步断路器大大降低了购置成本、缩短了安装时间、减少了设备安装用车台班、提高了极化电位测试准确性,能够更加真实的反映管道阴极保护现状。

以分公司完成1次全线极化电位测试测算,可节约GPS断路器购置费用(2万元/套×51套) 102万元、缩短GPS断路器安装时间(1 h/套×51套)51 h、减少GPS断路器安装用车(4个作业区(站场)×1台班/天•作业区×10天) 40台班。

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架设测试设备

4 管道极化电位智能采集

2019年,分公司组织完成了建设期间178支智能测试桩升级改造、在高后果区及重点部位增设了124台电位智能采集设备,通过试片实现了模拟管道自然电位、通电电位、极化电位及交流干扰电压的定时采集、自动上传,减少了现场测试人员工作量,降低了电位测试频次,确保了电位的真实准确。

库鄯线266 km管道共设置了154处电位智能采集设备,已经实现了西部管道公司断电电位管理要求,电位测试间隔时间可延长至2个月,以1年时间测算,远程管理可减少电位测试人员用工(15人•次/月×6月) 90人次、减少电位测试车辆(15台班/月×6月)90台班。

5 结语

阴极保护系统远程管理能够大大提升阴保系统的自动化管理水平,提高阴极保护系统运行可靠率和准确性,最大程度消除阴保数据的人工测量误差、降低阴保系统运行管理成本、提高工作效率,向智能化管理迈出了第一步。

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