东营至临邑复线输油管道阴极保护距离分析

1、东营至临邑复线输油管道阴极保护距离分析失效分析石油化工腐蚀与防护Corrosion&ProtectioninPetrochemicaIIndustry2008,25(5)?60?东营至临邑复线输油管道阴极保护距离分析吕高稳冯先强(中国石油化工股份有限公司管道储运分公司,山东东营257068)摘要:为了查找东营至临邑复线输油管道阴极保护系统距离缩短的原因,采用搭接管道定位法,直流电位梯度法及密问隔电位法对其进行了检测.通过对检测结果分析认为,主要原因是防腐层老化及漏电点多.提出了处理方法和预防措施,并建议对管道腐蚀与防护系统的技术现状和管道整体安全性进行科学评价.关键词:原油管道阴极保护

2、距离分析中图分类号:TG174.41文献标识码:B文章编号:1007015X(2008)02一OO6O03东营至l临邑复线输油管道(以下简称管道)东起东营首站,西至临邑末站(以下简称东临复线).沿线管道防腐蚀采用石油沥青玻璃布,特殊地段(如芦苇塘,鱼池及根植物发达地区)采用煤焦油瓷漆加强防腐蚀,管道保护采用强制电流阴极保护系统.2006年3月31日,东营首站阴极保护系统操作人员在站外管道日常维护检测时发现,首站(0号桩)绝缘接头处保护电位是一1.120V,5号桩处保护电位为一0.800V.次日检测0号桩保护电位为一1.292V,5号桩保护电位为一0.837V,未达到一0.85V的保护电位限值,

3、说明恒电位仪保护距离未超过5km,不能满足正常管道阴极保护的需要.为此,中国石油化工股份有限公司管道储运分公司潍坊输油处组织有关专业人员对东临复线管道阴极保护系统进行了全面检测及故障分析.1检测方法1.1搭接管道定位法(1)利用管线检测仪对管道路由进行准确定位.(2)在管道正上方放置管道探测仪的发射仪,然后以发射机为中心,手持接收机沿30m直径的圆周进行环向搜索,如有与管道搭接的交叉管道,则会通过接收机接收到搭接管道的感应信号.(3)对怀疑的搭接管道,则将发射机放置在该搭接管道正上方,用接收机对管道进行检测,如接收机收到感应信号,然后用管道探测仪对两条管道的埋深进行检测.如果两条管道埋深接近,

4、则可初步判定为管道搭接.1.2直流电位梯度(DCVG)检测法DCVG检测法是使用一个毫伏表,以及2个Cu/CuSo半电池探棒插入检测部位的地面进行直流IR降检测.为了有利于对信号的观察和解释,在DCVG测量时,在阴极保护输出上加一个中断器.测量过程中,检测人员沿管线以l2m间隔用探棒进行测量.由于防腐层破损点处有IR降存在,当探棒接近防腐层破损点时,毫伏表将指向破损点方向的摆动,当两个探棒位于同一IR降时,毫伏表停止摆动,此时当探棒继续向前移动时,毫伏表出现反方向摆动,则返回检测,找到毫伏表停止摆动的位置,此时防腐层破损点就位于两个探棒的中间,再与管道走向垂直的方向重复测量一次,两条探棒连线的

5、交点就是IR降分布的中心,这个位置就在防腐层破损点的正上方.然后将一个探棒放置在该交点,将另一探棒分别放置在管道前,后,左,右4个方向上,如果在所有方向上毫伏表出现指向该交点的摆动时,就可以准确判定该点为防腐层破损点.由于在检测过程中不会受到交流电干扰,DCVG检测法能够准确地查出防腐层破损点,可估算出缺陷大小,并通过IR降判定缺陷的严重程度.另外DCVG检测法不会产生人为因素的影响,对检测人员的经验要求也较低,同时受地貌影响小,操作简单,准确度高.1.3密间隔电位(CIPS)检测法CIPS检测技术是一种用来提供管道对地电位与距离关系详细情况的地面检测技术.收稿13期:20070327;修稿日

6、期:2008-0615.作者简介:吕高稳(1975一),男,工程师.1997年毕业于中国石油大学(北京)石油储运专业,现在中国石油化工股份有限公司管道储运分公司潍坊输油处主要从事输油工艺及管道保护管理工作.第2期吕高稳等.东营至临邑复线输油管道阴极保护距离分析:!:CIPS的含义是近间距管地电位测量,它由一个高灵敏的毫伏表,一个Cu/CuSo半电池探棒,一个拖线轮及一根拖线组成.测量时,在阴极保护输出线上串接一个中断器,中断器以一定的周期断开或接通阴极保护电流.通过CIPS检测,可以详细指示管道沿线的阴极保护效果,指出缺陷的严重性,并自动采集数据样.CIPS检测可以摒弃以往常规仅对测试桩的管地

7、电位检测的弊端(原有的检测仅能反映出每个测试桩附近的管地电位,而不能真实反映出管道沿线各点的保护电位状况,从而无法真实了解管道是否全段被保护).CIPS检测所得到的ON/OFF电位,可以反映出管道消除土壤IR降的真实保护电位,从而了解当前的管道阴极保护是否真正达到了要求.2检测结果2.1用搭接管道定位法对搭接管道定位首先用直连法对管道进行检测,但由于信号发射距离较短,改用感应法检测.通过检测,发现管道沿线交叉管道较多,但未发现管道有搭接现象.2.2用DCVG法检测管道防腐层破损点根据DCVG检,狈4法的要求,首先需要记下恒电位仪的运行参数,然后断开恒电位仪,再将DCVG中断器串接进阴极保护输出

8、端.但是由于东临复线的恒电位仪已经停运,因此直接将中断器串接进阴极保护端.然后运行恒电位仪,尽可能将恒电位仪的保护电压调整至正常范围,但管道本身的阳极地床连线被破坏,因此暂时用大罐的阳极地床作为临时地床.通过检测,从东营首站围墙至4号测试桩共发现防腐层破损点160处,这些破损点造成了管道保护电流的严重流失.还有6处固定墩防腐层破损,2处管道浸泡在水中且防腐层也已破损.这些破损点也造成了管道保护电流的严重流失.2.3用CIPS法检测管道阴极保护效果根据DCVG法的检测结果进行管道阴极保护电位检测.首先将CIPS中断器串接进阴极保护输出端,然后将中断器GPS天线与中断器合并置于空阔地带,运行恒电位

9、仪,并调节恒电位仪阴极保护电位至一900mV(当电位再调高时,由于中断器通断产生的瞬时电流过大,使得恒电位仪无法正常运行,因此,此次运用CIPS检测仪进行检测,仅是对管线是否有搭接情况进行评价,并非对实际阴极保护状况进行评价).另外,在测试桩处将拖线与测试桩连接,运行CIPS数据记录仪并使数据记录仪GPS与中断器GPS保持同步,然后运用两个探棒开始进行管道电位检测.在现场检测过程中,数据记录仪记录下管道沿线的电位,然后将数据下载到计算机进行数据分析.通过分析检测数据,得出沿线管道的电位图,见图1,2(由于篇幅所限,仅给出检测开始段(o一274m)和终了段(23482622m)的管道电位图,其他

10、段位检测结果总体趋势大致相同).图1,2上方曲线为未消除IR降的电位,下方曲线为消除了IR降的电位.可以看出管道消除了IR降的电位未出现突然陡降的情况,而是随着距离的增加平稳下降,由此可以排除管道出现搭接的可能.管道未消除IR降电位之所以出现较大幅度下降,且不够平稳,一方面是由于沿线土壤电阻率有所不同,更重要的是恒电位仪输出电流很大,随着距离增加,由于防腐层破损点增多,导致阴极保护电流衰减很大及土壤IR降较大造成的.脚捌敏-1400-12oo1000一800捌.6oo扭-4002OO0图1东临复线01号测试桩间电位未消除IR降的电位一消除Ill降的电位48卯2497姗龋25992618与首站出

11、站法兰的距离/田图2东临复线24号测试桩问电位2.4管道阳极地床检测将管道阳极地床与大罐阳极地床进行对比,当接到管道阳极地床时,调节阴极保护电位到一1.2V,此时恒电位仪输出电压为23.6V,输出电流为24.1A,而当接到大罐阳极地床时,调节阴极保护电位到一1.2V,此时恒电位仪输出电压为14.4V,输出电流为25.2A.说明管道阳极地床接地电阻过大,也会造成管道阴极保护不能正常工作.?62?石油化工腐蚀与防护第25卷3原因分析根据检测结果进行综合分析,认为东I临复线管道阴极保护距离缩短的原因有4个方面:(1)管道沿线存在过多的防腐层破损点,工程施工质量差,管道防腐层不能达到对管道应有的保护,

12、造成管道阴极保护电流损失过大.(2)固定墩处管道破损及管道浸泡在水中等多方面也造成了阴极保护电流短距离大量流失,从而造成管道阴极保护距离缩短.(3)管道阳极地床接地电阻大,也造成了管道阴极保护不能达到正常保护范围.(4)从CIPS检测电位曲线来看,从首站开始至4号测试桩处,管道消除IR降的实际保护电位衰减约80mV,在如此短的距离衰减如此大的量,说明管道防腐层质量差,造成阴极保护电流大量流失,导致阴极保护失去应有的效力.另外,管道在出站时的土壤IR降达到约400mV,而在4号测试桩处,土壤IR降仅约50mV,造成这一衰减的重要原因同样是由于管道防腐层质量差,造成阴极保护电流沿管道距离的增加而迅

13、速衰减,在4号测试桩处的阴极保护电流已经非常微弱,因而才会造成土壤IR降迅速衰减.4建议(1)对东临复线全线进行管道防腐层检测及评估.(2)对管道出站至4号测试桩处所有的防腐层破损点进行修补,对所有的固定墩处进行修补,对所有管道支架进行防腐蚀处理,并增加新的绝缘胶垫.参考文献1李金桂.腐蚀控制手册M.北京:化学工业出版社,20062何业东.材料腐蚀与防护概论M.北京:机械工业出版社,2oo5AnalysisofCathodicProtectionDistanceofDongying-LinyiOilPipelineLuGaowen,FengXianqiangsINoPECPipelineSto

14、rage&TransportationCompany(,Dongying,Shandong257068,)Abstract:DongyingLinyioilpipelinewastestedandinspectedbypipeoverlappingtechnique,DCVGandCIPStofindouttherootcausesofshortenedcathodicprotectiondistance.Theanalysisofthetestingresultsconcludedthatthemainculpritsweretheagingofthecorrosionprotect

15、ionlayerandincreasedcurrentleakages.Thecorrectiveandpreventivemeasuresaresuggested.Thetechnicalstatusofthepipelinecorrosionandcorrosionprotectionsystemaswellasscientificevaluationofinstallationintegrityofthepipelinesarerecommended.Keywords:crudeoilpipeline,cathodicprotection,distance,analysis(上接第57页

16、)ApplicationofTEGinCorrosionControlofGasPipelinesZhou,S0Xiaoqin,Yulei1.JindongOilFieldCo.,Ltd./CVPC(Tangshan,Hebei063004)2.CollegeofPetroleumEngineeringofSouthwestPetroleumUniversity(chengdu,sichuan6105oo)3.CNPCBeijiD&GasControlCenter(beng100101)Abstract:ThegasinSichuanChongqinggaspipelinecontainshigherH2S,CO2andotheracidicmedia.ThecorrosionmechanismofthegaspipelineunderconditionsoflowerCO2inwatermediumandH2Spartialpressureisanalyzed,includingthephysicochemicalcharacte