川渝某集輸管道全長110.4 km，采用L485M螺旋縫埋弧焊鋼管和直縫埋弧焊鋼管，外防腐蝕層采用工作溫度不超過50 ℃的常溫型三層PE。管道沿線耕地以山坡旱地和坡地梯水田為主，區(qū)內(nèi)土壤電阻率在11.31～251.2 Ω·m，土壤腐蝕性等級以中等腐蝕性為主，強(qiáng)腐蝕性次之，少量基巖地區(qū)為弱腐蝕性。

集輸管道沿線設(shè)置5座截斷閥室，管道陰極保護(hù)系統(tǒng)包括2#、3#和5#閥室處的3座陰極保護(hù)站，120個普通測試樁，18個智能測試樁，47處直流排流設(shè)施（遠(yuǎn)端排流點2處、局部接地鋅帶排流點45處）；在首站、末站以及距首站38.6 km（35#樁）和86 km（84#樁）處設(shè)置有絕緣接頭；同時在進(jìn)、出閥室兩側(cè)管道的合適位置（距離閥室50~100 m）各設(shè)置一處過電位保護(hù)點，各過電位保護(hù)點安裝了防浪涌保護(hù)裝置對閥室進(jìn)行排流保護(hù)，防止管道線路上的電涌對閥室內(nèi)設(shè)備的沖擊和干擾。

 

 

 

 

圖1 管道與接地極位置關(guān)系示意圖

 

兩處絕緣接頭將管道分成3段，共樂接地極放電期間每段絕緣管道都存在電流流入、流出管段。在共樂接地極放電期間（電流2900 A），在各測試樁處對管道通電電位/斷電電位進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，管道沿線電位偏移量及不同時刻管道通電電位分布如圖3和圖4所示。

 

結(jié)果表明：在首站至35#樁、35#樁至48#樁、72#樁至84#樁、87#樁至末站，管道電位負(fù)向偏移，這些管段為本次放電期間的陰極區(qū)，接地極放電形成的雜散電流由此區(qū)域流入管道，管道表面無腐蝕風(fēng)險；在50#樁至72#樁、84#樁至87#樁，管道電位正向偏移，這些管段為本次放電期間的陽極區(qū)，雜散電流由此區(qū)域流出管道，管道表面漏損點位置有腐蝕風(fēng)險；在管道陰極區(qū)，管道通電電位最負(fù)達(dá)到-3347 mV，負(fù)向偏移量為2332 mV；在管道陽極區(qū)，管道通電電位最正達(dá)到+189 mV，正向偏移量為1381 mV；電位負(fù)向偏移管段長度約79 km，電位正向偏移管段長度約28 km，接地極放電對管道全線均造成了干擾影響。

 

 

絕緣接頭作為線路陰極保護(hù)系統(tǒng)的防護(hù)措施，實現(xiàn)線路分段絕緣：在首站至35#樁，35#樁至84#樁，84#樁至末站。對35#樁處絕緣接頭上下游管道電位進(jìn)行分析，如圖5所示。由圖5可知：在1:17左右，絕緣接頭兩側(cè)電位出現(xiàn)分化，呈相反趨勢，1:25-1:57兩側(cè)電位差值達(dá)到極值，巨大的電位差導(dǎo)致此處絕緣接頭腐蝕風(fēng)險較高；此次接地極放電干擾影響時間為1:17-1:57，管道受到約40 min持續(xù)放電干擾，放電結(jié)束后管道電位基本恢復(fù)至干擾前水平。

 

 

 

線路上共設(shè)置28處鋅帶，其中21處鋅帶與管道未連接，放電前通過管道陰極保護(hù)測試發(fā)現(xiàn)41#和61#測試樁處鋅帶開路電位分別為-0.99 V和-0.94 V；放電期間對5處鋅帶進(jìn)行了排流量監(jiān)測，分析鋅帶排流效果，監(jiān)測結(jié)果見表1。結(jié)果表明：共樂接地極放電時，通過鋅帶流入流出的電流量明顯增大，鋅帶能起到良好的排流作用；但接地極放電量較大時，由于鋅帶自身排流的局限性，無法完全抑制干擾。

 

 

由圖6可見：共樂接地極放電前，3臺恒電位儀輸出電流平穩(wěn)；此次接地極為陰極放電，干擾電流從管道遠(yuǎn)端流入近端流出，為抑制雜散電流干擾，靠近接地極的2#和3#閥室處陰極保護(hù)站的恒電位儀輸出電流增大，2#閥室處恒電位儀輸出電流由0.8 A增大至5.2 A；3#閥室處恒電位儀輸出電流由3.2 A增大至7.3 A后，由于無法抵抗外部干擾，電位儀出現(xiàn)故障，自動啟動保護(hù)功能，無法正常工作，接地極放電結(jié)束后，依舊處于故障狀態(tài)；5#閥室處管道兩端電位負(fù)向偏移，恒電位儀輸出降低，由1.2 A降低至0.1 A；在接地極放電結(jié)束后，2#和5#閥室處恒電位儀輸出電流瞬間恢復(fù)至正常狀態(tài)，對雜散電流干擾響應(yīng)迅速，自動調(diào)整時間基本無遲滯現(xiàn)象。

 

 

通過連續(xù)監(jiān)測共樂接地極放電期間管道電位，分析了接地極放電對該管道電位的偏移、干擾范圍及影響程度，得到了以下結(jié)論：

 

(1) 共樂接地極陰極放電時（電流2900 A），管道全線共有11處極化電位不達(dá)標(biāo)。(2) 50#樁至72#樁、84#樁至87#樁是本次放電期間的陽極區(qū)，管道表面漏損點位置有腐蝕風(fēng)險。(3) 電位負(fù)向偏移管段長度約79 km，電位正向偏移管段長度約28 km，接地極放電對管道全線均造成了干擾影響。(4) 管道受到約40 min持續(xù)放電干擾，絕緣接頭兩側(cè)電位差值大，腐蝕風(fēng)險較高。(5) 在接地極放電期間，恒電位儀和鋅帶能起到良好的干擾緩解和抑制作用，但由于鋅帶自身排流的局限性以及恒電位儀工作狀態(tài)，當(dāng)接地極入地電流較大時，現(xiàn)有設(shè)施無法完全排除干擾將電位控制在標(biāo)準(zhǔn)許可范圍內(nèi)。結(jié)合管道陰極保護(hù)情況及測試結(jié)果，提出以下幾點建議：(1) 為掌握全年接地極的放電情況及放電對管道的干擾影響，建議在管線陰極保護(hù)末端、干擾嚴(yán)重段、干擾分界點等位置安裝陰極保護(hù)智能測試樁，定期監(jiān)測管線各項參數(shù)。(2) 接地極放電時絕緣接頭兩側(cè)電位呈相反趨勢，電位差大，絕緣接頭腐蝕風(fēng)險高。建議在絕緣接頭內(nèi)外側(cè)安設(shè)腐蝕監(jiān)測點，定期監(jiān)測絕緣接頭內(nèi)外側(cè)腐蝕情況。(3) 對全線陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行輸出調(diào)試，適當(dāng)提高恒電位儀輸出，在接地極未放電情況下保證管道全線陰極保護(hù)電位達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求；同時在陰極保護(hù)系統(tǒng)末端、干擾嚴(yán)重區(qū)域等保護(hù)薄弱位置增加犧牲陽極補充保護(hù)。(4) 定期檢查管線上排流鋅帶與管道的連接狀態(tài)，確保連接有效；定期測試排流鋅帶的相關(guān)參數(shù)，包括鋅帶開路電位、鋅帶接地電阻等，確保鋅帶的有效性。