王若丹

西部管道新疆輸油氣分公司

摘  要：埋地管道通常采用防腐層輔以陰極保護(hù)的腐蝕控制手段，在生產(chǎn)運(yùn)行過程中需要加強(qiáng)陰極保護(hù)的監(jiān)測檢測。陰極保護(hù)智能電位測試監(jiān)控系統(tǒng)在新疆地區(qū)的成功實踐，證明該系統(tǒng)可有效監(jiān)測管道陰極保護(hù)情況，減少管線腐蝕事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：天然氣管道；陰極保護(hù)；智能監(jiān)控；特高壓直流；全天候

埋地管道采用防腐層輔以陰極保護(hù)的腐蝕控制系統(tǒng)，生產(chǎn)運(yùn)行過程中需開展陰極保護(hù)的監(jiān)測檢測，采集評定陰保數(shù)據(jù)和運(yùn)行參數(shù)[1]，定期管理維護(hù)陰保設(shè)備裝置。新疆地區(qū)管道電位測試特點為點多線長，管道經(jīng)過的地域錯綜復(fù)雜，在濕地、沙漠、戈壁等地方開展管道電位測試工作極不方便。西部管道新疆分公司通過采用智能電位測試監(jiān)控系統(tǒng)，提高了工作質(zhì)量和效率，取得了良好的效果。

1 智能電位測試監(jiān)控系統(tǒng)

智能電位測試監(jiān)控系統(tǒng)由無線數(shù)據(jù)采集端、云服務(wù)器數(shù)據(jù)處理端、系統(tǒng)平臺客戶端三大部分組成（圖 1），該系統(tǒng)可實現(xiàn)陰極保護(hù)電位的自動采集與處理，具有無線遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸、信息查詢與分析、設(shè)備GIS地理位置信息查詢、陰保電位預(yù)警信息推送和管道管理等功能[2-3]。

無線數(shù)據(jù)采集端采用GPRS或NB―IOT無線通訊數(shù)據(jù)傳輸，內(nèi)置高精度A/D轉(zhuǎn)換芯片，科學(xué)的抗干擾及防雷電路設(shè)計，確保設(shè)備采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及設(shè)備穩(wěn)定長壽命運(yùn)行。

云服務(wù)器選用華為云、阿里云等大型云服務(wù)器廠商高配云服務(wù)器，保障了管道數(shù)據(jù)的安全。數(shù)據(jù)經(jīng)由云服務(wù)器處理完畢后，自動備份智能存儲，確保數(shù)據(jù)的完整性。

系統(tǒng)客戶端采用B/S架構(gòu)軟件，內(nèi)建GIS監(jiān)控中心、數(shù)據(jù)中心、預(yù)警中心、管道設(shè)備管理及數(shù)據(jù)報表統(tǒng)計下載，方便客戶全面了解各項數(shù)據(jù)。手機(jī)端登錄指定賬號即可遠(yuǎn)程查看數(shù)據(jù)及接收陰極保護(hù)電位預(yù)警信息。

2 應(yīng)用案例

西部管道新疆輸油氣分公司為監(jiān)測高后果區(qū)管道 陰極保護(hù)狀況，評價陰極保護(hù)系統(tǒng)是否有效，于2019年在管轄范圍內(nèi)安裝智能測試儀41套，采集管道/試片通斷電位、管道交流電壓。管道通電電位采集使用測試儀+NSC-1極化探頭測試， GPRS通訊上傳，測試儀電源采用光伏發(fā)電+鋰電池（12 V 10 Ah）供電，以保證測試儀能夠持續(xù)供電，每日全天候智能采集數(shù)據(jù)。

2.1 智能采集儀安裝

每個人口密集型高后果區(qū)段前后各安裝1處智能采集儀（圖 2），數(shù)據(jù)采用無線傳輸，通過云服務(wù)器最終傳輸?shù)焦�司陰極保護(hù)在線監(jiān)控管理平臺。如平臺接口未開放，能實現(xiàn)統(tǒng)一傳輸存儲功能，待平臺開放后數(shù)據(jù)傳輸至公司。

智能采集儀所用電纜利用線路測試樁引線。配套埋設(shè)采集儀、試片、長效參比電極或極化探頭等，至少能采集管道/試片通電電位、管道交流電壓等。

2.2 智能采集儀調(diào)試

本次調(diào)試采用萬用表（經(jīng)鑒定合格的Fluke289）測試數(shù)據(jù)與智能采集儀自動采集數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，檢查智能采集儀測量精度（要求與Fluke289直流電壓、交流電壓小于5 mV可以進(jìn)行安裝，否則進(jìn)行校正或更換），測試數(shù)據(jù)見表 1、表 2、表 3。

2.3 系統(tǒng)客戶端調(diào)試

客戶端調(diào)試主要包括GIS監(jiān)控中心、數(shù)據(jù)中心、預(yù)警中心、管道設(shè)備管理及數(shù)據(jù)報表統(tǒng)計等功能，以確保GIS 監(jiān)控中心可直觀展示不同管道走向及設(shè)備采集數(shù)據(jù)，方便客戶查看不同管道設(shè)備的各項數(shù)據(jù)；系統(tǒng)概覽可直觀展示當(dāng)前設(shè)備總數(shù)、預(yù)警設(shè)備總數(shù)、預(yù)警設(shè)備詳情以及區(qū)域設(shè)備近一周采集數(shù)值；預(yù)警功能及時推送預(yù)警消息，提示客戶處理問題管段；數(shù)據(jù)報表功能可以統(tǒng)計最近每月各項電位采集數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)由多平臺云服務(wù)備份存儲；數(shù)據(jù)監(jiān)控中心可詳細(xì)展示當(dāng)前客戶的所有設(shè)備的各項詳細(xì)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可自動生 成曲線圖，方便展示陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行情況；管道設(shè)備用戶可自行添加管道參數(shù)包括管道長度走向等檔案信息，設(shè)備可以變更管道屬性方便客戶做設(shè)備部署位置。

2.4 現(xiàn)場應(yīng)用效果

2019年11月28日、 29日，智能電位測試監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測到哈密地區(qū)部分管道保護(hù)電位正向偏移，異常監(jiān)測數(shù)據(jù)如圖 3，管道最正電位達(dá)到+3.08 V，該段管道持續(xù)2天處于直流電解狀態(tài)。

2019年11月29日管道維護(hù)人員現(xiàn)場對管道電位進(jìn)行測試，與智能電位測試儀反饋的數(shù)據(jù)完全吻合。觀察該段管線周圍情況，有兩條特高壓直流（HVDC）輸電線路（分別是吉泉線±1 100 kV、哈鄭線±800 kV）垂直經(jīng)過管道（圖 4）。為此分析，可能是受到特高壓線路影響[4-5]。

經(jīng)過向該地區(qū)電網(wǎng)管理人員了解，該段特高壓直流（HVDC）輸電線路這種運(yùn)行模式每年大約有15天～20天時間，按照每年365天計算，管道每年有4.1%～5.5%的時間處于HVDC影響的直流電解狀態(tài)，嚴(yán)重危害管道腐蝕防護(hù)系統(tǒng)，影響管道安全運(yùn)行。

3 小結(jié)

智能電位測試監(jiān)控系統(tǒng)在新疆地區(qū)管線上的應(yīng)用，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)人工采集陰極保護(hù)電位數(shù)據(jù)的不足，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的全天候?qū)崟r采集，以及對未達(dá)標(biāo)數(shù)據(jù)的智能報警，有助于及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，提高了日常運(yùn)行管理工作效率和管理水平，能夠有效減少管線腐蝕事件的發(fā)生，保障管道安全。

參考文獻(xiàn)：

[1] 武維勝，黃小美，臧子璇，陳亮. 埋地管道腐蝕檢測與評價技術(shù)[J]. 煤氣與熱力， 2012(10)： 89-93.

[2] 武建宏，姜波. 基于GPRS的長輸管道陰極保護(hù)無線數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J]. 石油化工自動化， 2008(04)：43-45.

[3] 楊彬，李孝瑩.智能陰保監(jiān)控系統(tǒng)的工程應(yīng)用實例[J]. 全面腐蝕控制， 2017(10)： 24-26.

[4] 李丹丹，畢武喜，祁惠爽，穆承廣，薛致遠(yuǎn)，陳洪源，陳洪民.交叉并行管道陰極保護(hù)干擾數(shù)值模擬[J]. 油氣儲運(yùn)， 2014(03)： 65-69.

[5] 查鑫堂，張建文，陳勝利，趙景茂，姜瑞景.雜散電流干擾和陰極保護(hù)作用下碳鋼腐蝕規(guī)律研究[J].表面技術(shù)， 2015(12)： 12-18， 26.

    作者簡介：王若丹，女，工程師， 1986年生，畢業(yè)于東北石油大學(xué)油氣儲運(yùn)專業(yè)，現(xiàn)主要從事管道陰保防腐工作。聯(lián)系方式： 0 9 9 1 -7562177， 402424858@qq.com。