杨贵兵，王 泳

（1.泰州油恒油气工程服务有限公司，江苏 泰州 225535；2.中国石油化工股份有限公司华东油气分公司油服中心，江苏 泰州 225535）

为保证管道阴极保护的效果，管道阴极保护采用牺牲阳极保护，并沿管道设置检测装置。

1 测试桩及牺牲阳极设置要求

1.1 线路段每公里设置进行一个作为阴极保护工作电位测试桩

该测试桩可用于测试管道液位、电流和绝缘性能，以及测试盖泄漏和 CROSS-DC 干扰。它是一种专门用于管道阴极保护的辅助设备，具有电位检测探头，用于检测被保护管道。

1.2 在测试桩处设置牺牲阳极1组

根据当地安装处土壤电阻率确定采用牺牲阳极采用镁合金牺牲阳极，镁阳极每组1～3只，每只22kg。镁阳极进行横向与管道通过横向垂直，中心之间间距2m，镁阳极端面距离以及管道管理中心工作距离不小于3m，埋设深度等同管道中心线。详见：图1。

图1 牺牲阳极1组

1.3 镁阳极的安装

阳极安装后，先浸泡24小时，然后小心地组装在预挖的阳极坑中，然后注入水浸透填料，最后回填细土（厚度至少0.3m，不要回填大块的砂砾、水泥块、塑料和其他杂物），夯实，恢复景观。

1.4 镁合金阳极电缆引出头的焊接与绝缘

（1）电缆与管线的连接：采用铝热焊焊接，按规范发展要求我们使用的药剂量，以使管线因放热引起的局部进行应力影响最小化。对于大尺寸的电线，应将其分成两股或更多股，并分别焊接。为了防止焊接到管道上的电缆断裂，需要使用绑带将电缆牢固地绑在管道上。焊接后，应进行分析涂层修复，要确保企业焊接区的防腐工作可靠。

（2）焊接位置不应在弯头上或管道焊缝两侧200mm范围内。

（3）涂层修补前，检查和测试电缆与管线的电连续性，包括以下内容：

目视检查任何焊缝，焊接点应无裂纹、毛孔和焊渣的溅顶，并与主材料熔合。

用1公斤重的锤子敲打铝热焊接，以检查机械阻力，并目视检查接头是否完全连接。

检查电缆与管线间的电阻值应为 0.01Ω。

施工时应对完成的所有测试管理工作人员进行数据记录。

不合格的接头必须通过摩擦去除，并且管壁厚度不得减小。新的拼接点必须与上一个拼接点相距至少100毫米。

（4）检查合格后，铝热钎焊接头的表面处理达到St3.0（St3.0：该术语的解释：表面无可见油脂或污垢，清洁后的钎焊接头表面具有均匀的金属色），聚乙烯层将蓬松，聚乙烯层将切成圆形，边缘变钝。可以在孔结构中填充粘弹性糊剂，然后粘贴一条粘弹性带，粘弹性带和防腐层的外围至少重叠5cm，然后用热收缩带包裹。收缩率涂层的宽度必须至少为100mm，并连接到原始的防腐蚀层，并且在热收缩胶带的外部之间必须有均匀的热熔胶流。连接点的防腐工作根据管道防腐层的要求进行。目视检查无缺陷，电火花检查无泄漏点。每个弯头都用电火花检漏仪检查。漏电压是5千伏。若有泄漏点，则应进行及时修补并重新检测，检测结果合格为止。详见：图2。

图2 电缆与管道焊接及焊点防腐详图

1.5 测试桩安装及接线要求

（1）测试桩按图纸设计要求有效安装固定，标识清楚有效。

（2）将镁阳极引线和管道母线电缆分别从测试桩底部的穿线孔引至测试桩的端子板上，用配套的铜线头压接，与测试桩内接线板上的接线柱可靠连接(详见图3)。试桩连接完成后，对电缆入口进行密封，并用环氧水泥压平，以防止水进入测试桩。接线螺栓、铜线鼻子抹黄油。接线端子号顺序按管道内介质流向方向标注。

图3 接线详图

注意事项：在测量装置上，埋地钢质管道牺牲阳极引线电缆与埋地钢质管道测试电缆在测试桩接线箱内按图纸要求进行有效连接。敷设镁阳极电缆时，焊点及其它接头处的蛇形弯曲应有足够的余量，以防止电缆或焊点脱落。

2 运行与管理

镁阳极在安装完成投入运行后，测取以下主要参数：

2.1 电位

（1）管道自然电位。在无电源的自然状态下，采用直流数字式万用表和硫酸铜参比电极测量探头配套测量埋地天然气钢质管道在土块中的自然电位。自然电势决定腐蚀的自然状态和环境的影响。具体测试方法进行如下：硫酸铜参考电极埋藏在土壤中，浇水后，数字万用表的黑笔与硫酸铜对参考电极的引线相连，红笔与管引线相连，数字万用表的档位打到直流电压2V上，读取、记录。

（2）镁阳极开路电位。安装好阳极后，将硫酸铜参比电极放在管道顶部1米以上的表面湿土上(确保参比电极与土壤有良好的电接触) ，并在与管道连接之前将其浇水。数字万用表的黑色笔连接到硫酸铜参比电极的引线上。将万用表齿轮放在2V恒压齿轮上，万用表的红色引脚连接到可消耗阳极的阳极引线以进行读取和写入。

（3）镁阳极闭路电位。将阳极连接到管道系统后，使用远近参考方法进行比较，并对阳极进行闭路电势测试。 在距离控制点约1 m的管道中(或牺牲阳极)上方挖一个坑，将硫酸铜参比电极放置在管壁(或牺牲阳极)上方地表潮湿的土壤上，万用表的黑色探头与硫酸铜参比电极的引线相连，万用表的红色探头与阳极和管道的连接点相连，万用表的档位设为DC电压2V，读数并记录。

（4）管道保护电位。阴极保护项目完成后，有必要对整个管道进行全面检查，包括每个配水站的内部、穿越道路和PCCP河钢质管道的所有电位试桩，并将测试结果存档并记录。测试分析方法与牺牲阳极闭路电位的测试研究方法进行相同。

2.2 电流

（1）单支镁阳极输出电流。镁阳极输出电流可以用万用表两支表笔分别与镁阳极引线和管道引线之间进行测量。将镁阳极连接到管道上，在镁阳极和管道的连接处串联数字万用表，将数字万用表的档位切换到DC电流档位的毫安档，读取并记录。

（2）组合镁阳极联合输出电流。测量方法与单支镁阳极的输出电流测量方法相同。

2.3 电阻

单支镁阳极接地电阻。

镁阳极的保护性接地系统的电阻直接影响镁阳极的输出电流，因此必须及时有效地进行镁阳极的接地电阻。在测量镁阳极接地电阻之前，镁阳极引线必须与管道断开，测试电极必须排列在垂直于管道的直线上。详见图 4

图4单支镁阳极接地电阻

组合镁阳极联合接地电阻。单镁阳极接地电阻等同测量法。

2.4 埋设点的土壤电阻率

在测试现场，ZC-8接地电阻表用于沿管道每100 m检查一次管道周围的土壤电阻率。 该测试可以使用四极杆方法：

将4条探杆直线插入相距1米的测量区域中，探杆深度应不超过1/20 m。打开连接件C2和P2，C1和P1并将其连接到相应的四根电线上测试方法与接地电阻相同，所测电阻率为P=2πa·R,

式中R：接地电阻表读表（Ω）。a：棒与棒间的距离（cm）。P：该地区的土壤电阻率。

镁阳极埋入并注入填充材料后的10天，应进行镁阳极保护参数的调试测试； 试样应按照2.1～2.4的规定进行。

镁阳极投入运行后，应定期进行监测。管道保护电位和镁阳极输出电流按要求进行常规检测，视管网运行情况，适当调整测量频率，保护系统应每年检查维护一次。定期测试和检验，发现保护电位达不到设计要求时，应采取相应措施。

当由于镁阳极消耗导致镁阳极接地电阻变大或输出电流变小，导致保护电位达不到设计要求时，可在开挖后对镁阳极进行浇水，以降低镁阳极的接地电阻。如果镁阳极体消耗到不足原镁阳极体的三分之一时，可以进行考虑更换新的镁阳极。常见功能性检测项目周期详见下表

表1 常规功能性检测项目及周期

3 杂散电流防护

管道在与高压输电线路并行或交叉时，可能会对管道产生交流干扰。管线施工完成后，应请合格资质的第三方检测单位对管道腐蚀层和杂散电流干扰测试，如果干扰超过标准要求，应采取相应的排水措施。

在阴极保护系统投入运行后一年内，应进行密间隔电位测量（CIPS）和直流电位梯度测量（DCVG），并根据试验结果评价涂层的完整性和阴极保护系统的有效性。

管道线路工程牺牲阳极设计寿命10年，埋设阳极时要先测量土壤电阻率，土壤电阻率小于50Ω.m要用锌合金阳极，土壤电阻率大于50小于100Ω.m时采用2支镁合金阳极，土壤电阻率大于100Ω.m时，采用3支镁合金阳极，大于1000Ω.m时要出专项设计。增加湿度可降底电阻率。