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【摘要】目前，阴极保护系统普遍应用于陆上油气输送管道管道、大型金属构筑物与油气储存库等。在陆上油气输送管道的应用中，长输管道等应用技术比较成熟，而山区输送管道中，由于地形复杂，以及阀室设置密集等因素，容易造成难以达到保护效果现象。借鉴普光气田阴极保护一期、二期施工的经验和教训，摸索并总结一套山区阴极保护质量控制方法。
【关键词】阴极保护 山区 阀室 质量控制 控制
1 普光主体阴极保护系统初期存在问题
1.1 普光阴极保护概况
该阴极保护系统共设有6座阴极保护站，共同保护73Km管道，在进出站处安装绝缘法兰，用于站场内外之间的电绝缘，同时为了保障各段管线之间的电连续性，在绝缘法兰外侧设置跨接电缆防爆接线性。设置33个智能测试桩，用于保护电位的测量，在测试桩处安装有酸气管线与燃料气管线的跨接电缆，进一步保障电连续性；阴极保护站设置输出信号及管道沿线保护电位，接入站控室PLC和线路截断阀室RTU，再上传至净化厂阴极保护智能监测系统服务器，进行数据处理、分析、报警。
1.2 投运后出现的问题
阴极保护全面投运之后，对所有测试桩进行电位测试，在33个测试桩中，只有3个能到到保护要求，电位在-0.85—-1.15V之间，其余均低于-0.85V。
2 原因查找与整改措施
2.1 检查项目
开展了环境调、管道保护电位、自然电位测量、密间隔电位测量 、绝缘设施检测、阴极保护站检测、阳极地床检测、杂散电流测试、土壤电阻率测试、土壤氧化还原测定、土壤介质参数及理化分析、防腐层绝缘电阻率评估 、管道防腐层缺陷检测等13项内容的检查。
2.2 检查出问题
座阴极保护站阳极地床损坏；有5座集气站存在漏电现象；所有阀室全部存在漏电现象，漏电点主要存在于阀室管线穿墙套管，BV阀阀体接地线，BV阀内控制线均接地，BV阀放空管线与引压管直接与墙体相接触，导致漏电；阳极接线箱、汇流箱、跨接箱电缆头铜鼻制作均有虚接与生锈现象；绝大部分穿跨越存在漏电现象；管道防腐层存在破损点，导致漏电。
2.3 分析问题所在原因
根据以上问题，分析保护电位达不到标准要求的原因主要有，一是设计方面原因，例如阀门阀体存在接地线等。二是施工方面原因施工方面原因，例如穿跨越处漏电，由于施工不注意，导致防腐层破损，造成管道金属木材直接与穿跨越支架接触，造成漏电。三是后期维护不利。例如，电缆铜鼻头生锈，造成电连续性不良。
2.4 整改措施及结果
2.4.1站场阀室阴极保护电流泄漏问题？
先将29个阀室电器阀接地系统全部断开。在断开接地系统前后，记录管道对接地网电阻数据，如果接地系统断开前后阻值增大，则说明管道与接地网已经断开。如果没有变化，则证明管道与接地网间还存在其它连接，继续检查套管与管道的绝缘性能。29个阀室均采用此方法逐个排查，直至管道对接地网电阻大于30欧姆。
2.4.2管线跨越段存在漏電现象问题解决？
由于管道与跨越架接触点的防腐层已破损，建议在跨越架管线固定卡与管线之间加装绝缘衬垫的方式解决，保证管道与支架之间的电绝缘
2.4.3长效参比电极失效的问题
由于长效参比电极为一体化封装无法维修，P301站重新安装埋设长效参比电极，参比电极埋设位置为管道零位焊接点附近。
2.4.4阳极接线箱、汇流箱、跨接箱电缆头铜鼻制作有虚接
按电力标准规范“多股铜芯电缆接头制作”，电缆接头应采用铜管液压钳接、烫锡方式重新制作；因本地区气候潮湿，为防止裸露金属在空气中再次氧化，电缆接头重新制作、端子固定安装后用106硅脂涂覆。
3 设计和施工质量控制
3.1 设计方面
3.1.1去除阀门接地线
将阀门本体接地线去除、阀门控制线接地去除。
3.1.2在穿跨越以及阀室套管处增加绝缘措施
在穿跨越与管道接触地方增加绝缘胶皮，进一步增强绝缘性，在阀室套管与管道连接处，除了保障防腐层良好性以外，还增加了绝缘胶皮。
3.1.3信号传输方面改进
由485通讯方式调整为硬接线方式，增强稳定性。
3.2 施工质量控制
3.2.1阳极地床质量控制
严格按照要求埋设阳极地床，控制埋设深度，设计要求垂直埋深不低于2米，在挖好作业坑后，采用米尺测量深度，控制埋深最低2米，最高不超过2.5米；在每一根阳极周围敷设好焦炭填包料，并均匀敷设；测试每一根阳极电阻，并对总电阻进行计算，确保电阻小于1欧姆。
3.2.2铝热焊点质量控制
铝热焊点较多，有跨接处铝热焊、测试桩处铝热焊、汇流点处铝热焊等。首先去除要焊接处防腐层，然后采用打磨机仔细打磨，既不损坏管道又保障焊接处木材光滑，无锈蚀油渍，完毕之后立即焊接；焊接时严格控制质量，焊接完毕之后用1Kg铜锤进行测试，确保不存在虚焊现象，焊接牢固；焊接合格后，采用环氧树脂以及热缩套做好防腐，杜绝出现漏电现象。
3.2.3接线质量控制
严格控制每一处接线质量，包括跨接电缆防爆接线箱、汇流点防爆解像与测试桩内部电缆连接，连接完毕实施手工检验，避免虚接现象，同时采用106胶涂敷在接线端子上，避免以后出现因潮湿而锈蚀情况。
3.2.4电绝缘控制
对绝缘接头绝缘安装质量开展检测，一是在未安装之前采用兆欧表检测每一个绝缘接头的电阻，控制其电阻值在10兆欧之上；二是安装之后采用ZC-8复测每一个绝缘接头电阻，保障其电阻值在10兆欧之上；三是阴极保护站投运后，采用电位法测试绝缘接头两端电位，根据标准提供的计算公式进行计算，确保合格。
3.2.5穿跨越控制
为保障穿跨越处不存在漏电情况，在管线与穿跨越之间安装绝缘胶皮，自穿跨越建成后就开始巡查，在其上安装管道时，现场查看，安装完毕之后，进行检查并测试管道与穿跨越处是否连通，确保电绝缘。
3.2.6阀室套管绝缘质量控制
保障套管与管道之间有一定距离，在管道穿进套管内时，多次检查套管与管道之间是否有足够的空隙（确保不出现偏心现象），对空隙不够的责令整改，并现场监督；安装胶皮时，现场查看确保胶皮能够完全覆盖在套管与管道之间，并测试套管与管道之间电阻大于30欧姆，保障其不连通。
4 结束语
通过总结经验和教训，摸清了山区阴极保护易出现问题的方面，同时验证了相应控制措施的可行性，对于其它山区油气田阴极保护建设也具有很好的指导及借鉴意义。
参考文献
[1] 高瑾，米琪.防腐蚀工程师必读丛书：防腐蚀涂料与涂装[M].北京：中国石化出版社，2007
[2] 赵炳刚，陈群尧，胡士信.石油工业涂料与涂装技术[M].北京：化学工业出版社，2001
[3] SY/T 0413-2002 埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准
[4] GB/T 21448-2008 埋地钢质管道阴极保护技术规范
[5] GB/T 21246-2007 埋地钢质管道阴极保护参数测量方法
[6] SY/T 0086-2003 阴极保护管道的电绝缘标准
【关键词】阴极保护 山区 阀室 质量控制 控制
1 普光主体阴极保护系统初期存在问题
1.1 普光阴极保护概况
该阴极保护系统共设有6座阴极保护站，共同保护73Km管道，在进出站处安装绝缘法兰，用于站场内外之间的电绝缘，同时为了保障各段管线之间的电连续性，在绝缘法兰外侧设置跨接电缆防爆接线性。设置33个智能测试桩，用于保护电位的测量，在测试桩处安装有酸气管线与燃料气管线的跨接电缆，进一步保障电连续性；阴极保护站设置输出信号及管道沿线保护电位，接入站控室PLC和线路截断阀室RTU，再上传至净化厂阴极保护智能监测系统服务器，进行数据处理、分析、报警。
1.2 投运后出现的问题
阴极保护全面投运之后，对所有测试桩进行电位测试，在33个测试桩中，只有3个能到到保护要求，电位在-0.85—-1.15V之间，其余均低于-0.85V。
2 原因查找与整改措施
2.1 检查项目
开展了环境调、管道保护电位、自然电位测量、密间隔电位测量 、绝缘设施检测、阴极保护站检测、阳极地床检测、杂散电流测试、土壤电阻率测试、土壤氧化还原测定、土壤介质参数及理化分析、防腐层绝缘电阻率评估 、管道防腐层缺陷检测等13项内容的检查。
2.2 检查出问题
座阴极保护站阳极地床损坏；有5座集气站存在漏电现象；所有阀室全部存在漏电现象，漏电点主要存在于阀室管线穿墙套管，BV阀阀体接地线，BV阀内控制线均接地，BV阀放空管线与引压管直接与墙体相接触，导致漏电；阳极接线箱、汇流箱、跨接箱电缆头铜鼻制作均有虚接与生锈现象；绝大部分穿跨越存在漏电现象；管道防腐层存在破损点，导致漏电。
2.3 分析问题所在原因
根据以上问题，分析保护电位达不到标准要求的原因主要有，一是设计方面原因，例如阀门阀体存在接地线等。二是施工方面原因施工方面原因，例如穿跨越处漏电，由于施工不注意，导致防腐层破损，造成管道金属木材直接与穿跨越支架接触，造成漏电。三是后期维护不利。例如，电缆铜鼻头生锈，造成电连续性不良。
2.4 整改措施及结果
2.4.1站场阀室阴极保护电流泄漏问题？
先将29个阀室电器阀接地系统全部断开。在断开接地系统前后，记录管道对接地网电阻数据，如果接地系统断开前后阻值增大，则说明管道与接地网已经断开。如果没有变化，则证明管道与接地网间还存在其它连接，继续检查套管与管道的绝缘性能。29个阀室均采用此方法逐个排查，直至管道对接地网电阻大于30欧姆。
2.4.2管线跨越段存在漏電现象问题解决？
由于管道与跨越架接触点的防腐层已破损，建议在跨越架管线固定卡与管线之间加装绝缘衬垫的方式解决，保证管道与支架之间的电绝缘
2.4.3长效参比电极失效的问题
由于长效参比电极为一体化封装无法维修，P301站重新安装埋设长效参比电极，参比电极埋设位置为管道零位焊接点附近。
2.4.4阳极接线箱、汇流箱、跨接箱电缆头铜鼻制作有虚接
按电力标准规范“多股铜芯电缆接头制作”，电缆接头应采用铜管液压钳接、烫锡方式重新制作；因本地区气候潮湿，为防止裸露金属在空气中再次氧化，电缆接头重新制作、端子固定安装后用106硅脂涂覆。
3 设计和施工质量控制
3.1 设计方面
3.1.1去除阀门接地线
将阀门本体接地线去除、阀门控制线接地去除。
3.1.2在穿跨越以及阀室套管处增加绝缘措施
在穿跨越与管道接触地方增加绝缘胶皮，进一步增强绝缘性，在阀室套管与管道连接处，除了保障防腐层良好性以外，还增加了绝缘胶皮。
3.1.3信号传输方面改进
由485通讯方式调整为硬接线方式，增强稳定性。
3.2 施工质量控制
3.2.1阳极地床质量控制
严格按照要求埋设阳极地床，控制埋设深度，设计要求垂直埋深不低于2米，在挖好作业坑后，采用米尺测量深度，控制埋深最低2米，最高不超过2.5米；在每一根阳极周围敷设好焦炭填包料，并均匀敷设；测试每一根阳极电阻，并对总电阻进行计算，确保电阻小于1欧姆。
3.2.2铝热焊点质量控制
铝热焊点较多，有跨接处铝热焊、测试桩处铝热焊、汇流点处铝热焊等。首先去除要焊接处防腐层，然后采用打磨机仔细打磨，既不损坏管道又保障焊接处木材光滑，无锈蚀油渍，完毕之后立即焊接；焊接时严格控制质量，焊接完毕之后用1Kg铜锤进行测试，确保不存在虚焊现象，焊接牢固；焊接合格后，采用环氧树脂以及热缩套做好防腐，杜绝出现漏电现象。
3.2.3接线质量控制
严格控制每一处接线质量，包括跨接电缆防爆接线箱、汇流点防爆解像与测试桩内部电缆连接，连接完毕实施手工检验，避免虚接现象，同时采用106胶涂敷在接线端子上，避免以后出现因潮湿而锈蚀情况。
3.2.4电绝缘控制
对绝缘接头绝缘安装质量开展检测，一是在未安装之前采用兆欧表检测每一个绝缘接头的电阻，控制其电阻值在10兆欧之上；二是安装之后采用ZC-8复测每一个绝缘接头电阻，保障其电阻值在10兆欧之上；三是阴极保护站投运后，采用电位法测试绝缘接头两端电位，根据标准提供的计算公式进行计算，确保合格。
3.2.5穿跨越控制
为保障穿跨越处不存在漏电情况，在管线与穿跨越之间安装绝缘胶皮，自穿跨越建成后就开始巡查，在其上安装管道时，现场查看，安装完毕之后，进行检查并测试管道与穿跨越处是否连通，确保电绝缘。
3.2.6阀室套管绝缘质量控制
保障套管与管道之间有一定距离，在管道穿进套管内时，多次检查套管与管道之间是否有足够的空隙（确保不出现偏心现象），对空隙不够的责令整改，并现场监督；安装胶皮时，现场查看确保胶皮能够完全覆盖在套管与管道之间，并测试套管与管道之间电阻大于30欧姆，保障其不连通。
4 结束语
通过总结经验和教训，摸清了山区阴极保护易出现问题的方面，同时验证了相应控制措施的可行性，对于其它山区油气田阴极保护建设也具有很好的指导及借鉴意义。
参考文献
[1] 高瑾，米琪.防腐蚀工程师必读丛书：防腐蚀涂料与涂装[M].北京：中国石化出版社，2007
[2] 赵炳刚，陈群尧，胡士信.石油工业涂料与涂装技术[M].北京：化学工业出版社，2001
[3] SY/T 0413-2002 埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准
[4] GB/T 21448-2008 埋地钢质管道阴极保护技术规范
[5] GB/T 21246-2007 埋地钢质管道阴极保护参数测量方法
[6] SY/T 0086-2003 阴极保护管道的电绝缘标准