姜泉濤

（中國(guó)石化天然氣分公司山東實(shí)華天然氣有限公司，山東 青島 266071）

0 引言

近十幾年輸油、輸氣管道建設(shè)蓬勃發(fā)展，替代了原先公路、鐵路等運(yùn)輸方式，極大地節(jié)省了運(yùn)輸成本。埋地長(zhǎng)輸管道一般采用外防腐層結(jié)合陰極保護(hù)的方法進(jìn)行保護(hù)，外防腐層的施工一般在管道下溝前完成。陰極保護(hù)的方式一般分為外加電流陰極保護(hù)和犧牲陽極陰極保護(hù)兩種。當(dāng)管道設(shè)計(jì)采用外加電流保護(hù)時(shí)，陰極保護(hù)站建設(shè)可能會(huì)由于種種原因滯后于管道整體建設(shè)進(jìn)度，時(shí)間跨度有可能是幾個(gè)月甚至是幾年，在這種情況下采用犧牲陽極臨時(shí)陰極保護(hù)具有重要現(xiàn)實(shí)意義。

1 某長(zhǎng)輸管道基本情況介紹

輸氣長(zhǎng)輸管道起點(diǎn)為位于壽光巨能特鋼西圍墻外，終點(diǎn)為位于濱海開發(fā)區(qū)南環(huán)路與大九路交口的東北側(cè)。輸氣管線規(guī)格：螺旋埋弧焊接鋼管/直縫埋弧焊焊接鋼管L360，Φ323.9mm×5.6mm；管道設(shè)計(jì)壓力4.0MPa；天然氣運(yùn)行壓力2.5MPa；設(shè)計(jì)年輸氣量為3.0×108Nm3；設(shè)計(jì)溫度為常溫；管道主線總長(zhǎng)37209.3m。

長(zhǎng)輸管道埋設(shè)地屬于濱海鹽堿地，含鹽量高，并且鹽分中腐蝕性強(qiáng)的Cl-含量也高。此外土壤中含有大量水分，因此土壤電阻率普遍很低，大部分在20 Ω·m以下，屬于強(qiáng)腐蝕性土壤環(huán)境[1]。若管道存在防腐層缺陷點(diǎn)，能在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生腐蝕穿孔。

2 臨時(shí)保護(hù)的設(shè)計(jì)思路

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范規(guī)定：陰極保護(hù)工程應(yīng)與主體工程同時(shí)勘查、設(shè)計(jì)、施工、投運(yùn)，當(dāng)陰極保護(hù)系統(tǒng)在管道埋地六個(gè)月內(nèi)不能投入運(yùn)行時(shí)，應(yīng)采取臨時(shí)保護(hù)措施；在強(qiáng)腐蝕性土壤環(huán)境中，管道在埋入地下時(shí)就應(yīng)施加臨時(shí)陰極保護(hù)措施，直至正常陰極保護(hù)投產(chǎn)[2]。

長(zhǎng)輸管道設(shè)計(jì)采用外加電流陰極保護(hù)方式對(duì)管道進(jìn)行保護(hù)，陰極保護(hù)站設(shè)置在濱海分輸站內(nèi)。主體管道于2012年施工基本完成，由于濱海開發(fā)區(qū)征地、設(shè)計(jì)變更原因分輸站遲遲未動(dòng)工，不能確定具體開工時(shí)間。建設(shè)方和設(shè)計(jì)方綜合考慮之后，決定給長(zhǎng)輸管道增加臨時(shí)陰極保護(hù)。

3 設(shè)計(jì)方案

管道采用L360鋼，管徑Φ323.9mm，管道長(zhǎng)37209.3m，沿線土壤平均電阻率18Ω·m，土壤中保護(hù)電流密度取0.03mA/m2[3]。經(jīng)計(jì)算可得管道保護(hù)面積為37.6m2，需要保護(hù)電流為1.128A，設(shè)計(jì)壽命10年。

管道臨時(shí)保護(hù)原則上設(shè)計(jì)需要8kg的鎂合金犧牲陽極26只，每2只成組敷設(shè)。由于管道主體工程埋設(shè)已完成，全線安裝測(cè)試樁38處，后期補(bǔ)加犧牲陽極臨時(shí)保護(hù)，補(bǔ)加完之后需確保管道陰極保護(hù)電位都符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。為了便于后期測(cè)試以及犧牲陽極的更換，犧牲陽極安裝通過測(cè)試樁與管道實(shí)現(xiàn)電連接，具體安裝方法如下：從第1個(gè)測(cè)試樁開始敷設(shè)第1組陽極，安裝結(jié)束后沿線測(cè)試樁陰保數(shù)據(jù)，并做好記錄。如果第2、3個(gè)測(cè)試樁數(shù)據(jù)合格，第4個(gè)測(cè)試樁不合格，則可在第4個(gè)測(cè)試樁處安裝陽極，以此類推。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)試，最終分別在第1、4、7、10、13、16、19、22、25、28、31、34、37測(cè)試樁安裝犧牲陽極。

4 安裝調(diào)試

犧牲陽極按設(shè)計(jì)要求安裝完之后，測(cè)得管道沿線陰極保護(hù)電位如表1所示。從表1測(cè)試數(shù)據(jù)可以看出，管道陰極保護(hù)電位均符合管道陰極保護(hù)電位低于-850mV的國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1 管道沿線陰極保電位測(cè)試記錄表

續(xù)（表1）

自管道主體建成4年后，濱海分輸站于2016年建設(shè)完成，投付使用。應(yīng)建設(shè)方要求，陰極保護(hù)站于2017年初在濱海分輸站建設(shè)完成。為確保管道的陰極保護(hù)狀態(tài)，在陰極保護(hù)站投付使用之前，運(yùn)營(yíng)單位每年測(cè)量管道沿線陰極保護(hù)電位，測(cè)量數(shù)據(jù)顯示陰極保護(hù)電位與鋼埋設(shè)犧牲陽極陰極保護(hù)電位相差不大，管道處于保護(hù)狀態(tài)。管道在建設(shè)完全，投運(yùn)前對(duì)管道防腐層進(jìn)行檢測(cè)，存在破損點(diǎn)。經(jīng)開挖驗(yàn)證，管道破損處為施工劃傷，管道未發(fā)生腐蝕，說明管道陰極保護(hù)狀態(tài)良好。

5 結(jié)論

（1）當(dāng)陰極保護(hù)系統(tǒng)在管道埋地六個(gè)月內(nèi)不能投入運(yùn)行時(shí)，應(yīng)采取臨時(shí)保護(hù)措施，尤其在強(qiáng)腐蝕性土壤環(huán)境中，必須施加臨時(shí)陰極保護(hù)措施，直至正常陰極保護(hù)投產(chǎn)，可采用鎂合金犧牲陽極或鋅合金犧牲陽極進(jìn)行保護(hù)；

（2）管道采用臨時(shí)陰極保護(hù)，在陰極保護(hù)站投用之前，維持了管道良好的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義；

（3）犧牲陽極安裝可以通過測(cè)試樁與管道實(shí)現(xiàn)電連接，方便后期測(cè)試。