SCI论文（www.lunwensci.com）:
摘要：管道阴极保护对管道的安全运行有着至关重要的影响。结合对阴极保护中试片法的原理及测量方法的研究，并通过对山西某煤层气管道强制电流阴极保护分别采用试片法和参比管试片法测试的数据结果得出，参比管试片法可以有效降低IR降对阴极保护电位的影响，从而达到有效性评价真实可靠的结果。
关键词：阴极保护；通电电位；试片；参比管试片法
0引言
埋地钢制天然气管道在周围介质（土壤的含水量、氧含量、pH值、温度、离子含量等）等因素作用下，都会导致管道发生电化学腐蚀。危及管道的安全运行，控制电化学腐蚀，保证管道的安全平稳运行，是管道运营单位工作的重中之重，对管道实施阴极保护是控制管道发生电化学腐蚀的主要手段[1]。就长输管道而言，施加强制电流阴极保护是一种行之有效的方法。
1阴极保护的原理及检测中存在的问题
阴极保护就是使管道所有阴极区的电位被极化到管道最活性阳极区的开路电位。这就意味着管道阴极保护的判据是通过测量电位来进行[2]。通常情况下管道最小的阴极保护电位是-850 mV（相对饱和硫酸铜参比电极），阴极保护电位=管道自腐蚀电位+阴极极化，由于阴极极化值在实际测量中无法测量，往往把管道瞬间断电电位作为衡量是否满足-850 mV判据的测量手段[3]。
实际运营过程中，运营单位往往只是通过测量管道的通电电位来判定阴极保护的有效性，通电电位=管道自腐蚀电位+阴极极化+IR降[4]，由于通电电位叠加了在土壤和管道以及线缆中的电压降，并不能真实反应管道的保护状况，很显然，这种判定方法是不准确的。而强制电流阴极保护作为长输管道运行中阴极保护的必要手段[5]，往往采用几个阴极保护站对管道同时实施保护，要实施断电测试，很难同时对所有管线的阴极保护站实施同步通断（即使对恒电位仪采用GPS同步通断测试，也会产生不小的误差，更何况管线往往面临各种交直流干扰的情况）[6]。
2试片法原理及测试方法
试片法解决了无法有效通断的问题，作为一种行之有效的检测手段，近年来在我国油气管道阴极保护领域越来越被认可。其原理是假设试片裸露面积和管道防腐层漏点面积一致，将试片和管道通过铜质连接片相连，在给管道施加阴极保护的同时试片同样处于阴极保护状态，通过测量试片的断电电位便可近似得到管道的真实保护电位，有助于评价管道的阴极保护状况[7]。
由于试片法采用的是断电测试，断电测试时间需要人为来控制，很多人为的因素导致测试数据的主观意见增多，作为新型的测试手段，参比管试片应运而生。参比管试片法可以在不断电的情况下得到管道的真实保护电位[8]，对于管道阴极保护有效性评价具有里程碑意义。参比管试片的结构图，如图1所示。
将测试试片和参比电极集成在一个PVC管中，测试片的形状为圆柱形，裸漏面积为5~10 cm2，对于中性腐蚀性土壤，裸漏面积为6 cm2可以客观真实的反应管道状况。PVC管长度约为2 m，埋设深度与管道中心线齐平，一般为1.5~1.8 m，在PVC管中填入原土，加水湿润后放入参比电极，参比电极和试片之间的距离尽可能足够短，试片导线和管道线相连，通电极化24 h之后测量试片的通电电位便可得到管道的真实保护状况。钢试片模拟管道上的漏点缺陷示意图，如图2所示。
3强制电流阴极保护测试
根据山西某煤层气管道强制电流阴极保护采用试片法和参比管试片法测试的结果对比，试片的裸漏面积10 cm2，参比电极采用饱和硫酸铜参比电极，验证之前对参比电极进行校准，误差在0.03 mV，符合要求。测试时间为40 d。
3.1试片法测试分析
实验得出，采用单纯试片法的测试情况，通电电位的波动在-1.54～-1.2 Vcse，但是管道阴极保护电位（瞬间断电电位）还是有所波动，范围值在-1.178~-1.22 Vcse，折线并不平滑。试片法电位数据曲线图，如图3所示。
3.2参比管试片测试
实验得出，采用参比管试片的测试情况，管道通电电位尽管在-2.017～-1.487 V（相对饱和硫酸铜参比电极）波动，但是管道阴极保护电位（瞬间断电电位）基本维持在-1.17 V（相对饱和硫酸铜参比电极）附近。参比管试片法电位数据曲线图，如图4所示。
通过分析对比可以发现，参比管试片的电位测试比相对于地表的参比电极的电位测试结果要平稳得多。
4结论
腐蚀是影响管道系统可靠性及使用寿命的关键性因素之一，埋地钢制天然气管道在周围介质（土壤的含水量、氧含量、pH值、温度、离子含量等）等因素作用下，会导致管道发生电化学腐蚀，对管道实施阴极保护是控制管道发生电化学腐蚀的主要手段。在阴极保护有效性应用方面，参比管试片法可以有效降低IR降对阴极保护电位的影响，进而达到有效性评价真实可靠的结果，为管道的安全平稳运行提供了科学的依据。
参考文献
[1]薛致远，毕武喜，陈振华，等.油气管道阴极保护技术现状与展望[J].油气储运，2014，33（9）：938-944.
[2]胡士信.管道阴极保护技术现状与展望[J].腐蚀与防护，2004（3）：93-101.
[3]埋地钢质管道阴极保护技术规范：GB/T 21448—2017[S].北京：中国标准出版社，2017.
[4]张波，严东寅，陈波，等.哈一联外输管线保护电位过高原因分析及对策[J].天然气与石油，2017，35（4）：94-98.
[5]侯世忠.阴极保护技术的研究与应用[J].全面腐蚀控制，2018，32（10）：39-44.
[6]吴桐宇.地铁干扰下管道阴极保护有效性测试方法的探究[J].全面腐蚀控制，2022，36（1）：17-24.
[7]和宏伟.试片法在阴极保护电位测量的应用与影响因素[J].煤气与热力，2018，38（12）：1-5.
[8]刘军.试片法测量管道的断电电位[J].煤气与热力，2015，35（5）：40-42.
关注SCI论文创作发表，寻求SCI论文修改润色、SCI论文代发表等服务支撑，请锁定SCI论文网！ 文章出自SCI论文网转载请注明出处：https://www.lunwensci.com/ligonglunwen/78033.html
