腐蚀监控系统在长输天然气管道中的应用
阮绍忠 夏祝福 向敏
广东省天然气管网有限公司
摘要：长输天然气管道受高压直流输电接地.、电气化铁路、通讯铁塔和高压交流输电网等外部干扰源异常放电产生的杂散电流影响，存在发生腐蚀的风险。通过应用腐蚀监控系统，可以及时掌握强干扰管段管道的腐蚀情况，对腐蚀严重的区域采取排流和相关的防护措施，从而将管道的腐蚀速率控制在可接受的范围内，避免了管道发生腐蚀穿孔风险。
关键词：长输天然气管道；腐蚀；腐蚀监控系统；防护
珠三角地区四通八达的高压交直流输电系统、电气化铁路、通信系统与油气管网伴行或者交叉时，会在油气管网上产生交直流干扰。长输天然气管道周边的高压直流接地.异常放电、高压交流输电系统、埋地高压输电电缆、地铁、电气化铁路、通讯铁塔成为珠三角地区油气管网的主要干扰源。在广东省天然气管网形成了鳌头站—增城站段、鳌头站—石角阀室段、龙口阀室—金利站段3个强干扰管段。
多种干扰源形成的强干扰管段，单纯的依靠阴保电位分析已不能全面反映其真实的阴保状况。为了全面了解强干扰段管道的阴保状态，保障油气管道企业和高压电网的安全运行，及时掌握强干扰管段的管道腐蚀情况，在广东省天然气管道上应用腐蚀监控系统以定期采集和分析管道腐蚀速率数据，是控制管道的腐蚀速率的有效措施。
1 管道腐蚀速率的控制要求
*际和*内钢质管道腐蚀速率相关规范和标准主要有美*《油田生产中腐蚀挂片的准备和安装以及试验数据的分析》（NACE RP0775－2005）澳大利亚Cathodic protection of metals – Pipes and cables（AS 2832.1－2015）ISO 155892－1和《金属防腐蚀手册》。
本次采用NACE RP0775－2005对长输天然气管道的腐蚀情况进行分析。各个标准和规范对腐蚀速率的要求详见表 1。
2 腐蚀监控系统概述
腐蚀监控系统结合了阴.保护.化探头技术、ER腐蚀探针技术、测量及数字化管道技术，实现了对阴.保护相关参数、腐蚀速率、累计腐蚀量等的检测、监测、采集、传输，并结合软件进行分析。
该系统可用于埋地钢质管道或其他埋地、水下设施的阴.保护有效性评估和腐蚀评估，可结合数据处理软件，分析腐蚀产生的原因。在存在交直流干扰的管道上使用优势更为明显。腐蚀监控系统的组成详见表2。
ER腐蚀探头通过管道测试线与管道连接，探头上的试片与管道处于同*腐蚀环境，将探头上的试片模拟管道，通过测试ER腐蚀探头试片的剩余厚度来分析管道的腐蚀情况（图 1）。
图 1 腐蚀监控系统工作连线示意
现场测试人员通过ER腐蚀速率记录仪（ICL-02i）与试片相连，运用MConfig v2.1软件读取试片的剩余厚度，再将现场采集到的管道腐蚀速率录入到数字化管道系统中进行统计和分析。试片腐蚀速率（V）的计算方法如下：
ER腐蚀速率数据采集频次为每个季度1次，*年共采集4次。根据测试出的数据，依次判断每个监测点的管道腐蚀速率，实现管道腐蚀状况的监控。
3 管道腐蚀速率监测系统的实施
3.1 监控点的设置
通过对管道腐蚀环境调查，合理设置管道ER腐蚀监测探头，主要设置在以下三类位置：①受高压直流接地.干扰严重段，即接近和远离接地.位置的管道每1～2 km埋设1处腐蚀探头。②日常电位波动较大的位置加密安装腐蚀探头，每1 km埋设1处腐蚀探头。③电位波动不严重段，埋设位置选择在进出站的*缘接头位置和两个*缘接头的中间位置。通过再次对腐蚀环境的现场确认，.*确定在448 km管线上共计安装70处腐蚀探头。
3.2 管道腐蚀速率数据的采集与分析
根据NACE RP0775－2005要求，管道腐蚀速率的上限为25.4 μm/y。在强干扰管段鳌广干线54.37 km管道上的7个ER腐蚀速率监测点中，有3个监测点的腐蚀速率超过NACE RP0775－2005中要求的腐蚀速率上限值，具体情况见表 3。经过现场调查和核实，并结合交直流电位分析，鳌广干线受广州地铁、高压交流输电网和鱼龙岭高压直流接地.干扰影响，管道交直流干扰严重。腐蚀监控系统的监测结果与强干扰管段的实际干扰情况*致。
3.3阴保防护措施及实施效果
鉴于ER腐蚀速率探头的监测结果及管道沿线的干扰情况，按照油气管道完整性管理理念的要求，决定采取以下措施来应对ER腐蚀速率探头监测到的问题，以降低管道发生腐蚀的风险。
（1） 对腐蚀速率不符合的监测点采取开挖验证的方式来查看对应管道具体的腐蚀情况，并对可能存在的防腐层破损点进行复测和修补。
（2）对监测出的腐蚀高风险管段开展阴保整改工作，以防止外部交直流杂散电流对管道的腐蚀，具体措施主要包括：开展高压直流接地.放电对管道影响的防护措施专项研究，在地铁强干扰段增设阴.保护站，开展锌带及深井排流，对线路恒电位仪保护不到的管段加装镁合金牺牲阳.，加装*缘接头保护器和安装智能电位采集分析系统。
（3）对后续与管道有交叉或者伴行的电力、轨道运输和通信工程，要求相关单位按埋地钢质管道阴.保护标准和规范的规定采取相应的*缘措施，避免外部杂散电流流入到长输天然气管道上，从源头上减少干扰源。
在实施上述阴保防护措施后，再次对鳌广干线的腐蚀速率进行测试。测试数据表明，采取防护措施后，腐蚀速率下降比较明显，各个监测点的腐蚀速率均满足NACE RP0775－2005中的要求(图 2)。
图2 鳌广干线阴保防护措施前后腐蚀速率对比
4 结论
腐蚀监控系统在广东省天然气管道的应用情况表明，腐蚀速率监测系统能够提前有效地识别出腐蚀高风险管段的腐蚀情况。通过采取针对性的阴保防护措施，腐蚀速率异常监测点的腐蚀速率得到了显著的下降，将管道的腐蚀速率控制在可接受的范围内，避免了管道异常腐蚀的风险。
作者：阮绍忠，男，1987年生，工程师，现主要从事管道阴.保护工作。
