埋地钢质管道服役中受到多种腐蚀（土壤腐蚀、细菌腐蚀和杂散电流腐蚀）；钢质输气

管道，国内采用强制电流为主牺牲阳极为辅，使得防护距离增长。
 

1问题的发现和分析

　　成都燃气已建某阴极保护站，设计保护区段为“XJ站—JLT—GR”片区内中压

钢质管道（30.53Km，14862.79m2），防腐层为石油沥青或环氧煤沥青。井深80m（如图1所示），深埋阳极体（高硅铸铁（如图2所示）

，Si含量为 14%～18%的铁合金，耐腐蚀，质硬易碎,土壤消耗率0.5kg/（A.a）），电缆线穿入PVC管中与阳极体连接。

 

       

 

　　电阻R=ρε/C（R为接地电阻，ρ为土壤电阻率，ε为介电系数，C为接地电容），增加阳极数量、深埋阳极、更换土壤、在高电阻率土 

壤中加入物质进行处理，降低电阻率、注水降阻可有效降低；国内行业标准是小于4Ω，阳极接地电阻过大使得能耗增加，阳极接地电阻 

大于10Ω时恒电位仪不能正常工作。

　　阴极保护系统正常工作时，具有恒流、恒位，通常情况下用恒电位工作模式，使用者据保护电位设定（如图3所示）给定值（-0.85V～- 1.0V，给定值设定为-0.85V）；调节原理是闭环负反馈，恒电位仪控制器通过测量采样相对AgCl参比电极电位（与给定电位比较）；当 

管道投入运营至今沿线线路建设频繁，对管道阴极保护的正常投用造成较大干扰，用PCM探测发现4个破损点（如图4、图5所示）。

 

     

       

 

　　其中，通过电位测试发现竟有保护电位（如图6所示）小于-0.85V（CSE），依国标阴保电位范围：-1.20～-0.85V（CSE），故保护
电位值达不到要求(保护效果欠佳)。阳极地床受到地理位置、土壤深度结构限制、管道防腐层漏点较多(泄漏电流过大)、管径不同两管截面 

电阻差异及交流干扰等因素影响。为实现管道阴极保护率达到目标值，本工作针对部分管道欠有效保护问题，进行针对性实验并提出解 

决此问题的方案。
 

2实验

2.1 实验选址

　　辅助阳极应设置在土壤电阻率低（与管道的距离不宜小于100m），且需对周围地下金属构筑物干扰较小；对平面位置地下金属管道布局进行排查了解，选择比较空旷、远离有金属构筑物且土壤潮湿的地段作为本次模拟馈电实验的地床；选定某站临时地床、WM路阀井旁、

FH过河管处增设临时阳极地床（如图7中所示）。
 

 

2.2 增设阴极保护系统

　　在选定区域，挖坑加NaCl依次将事前准备好的10根1.5 m角钢打入地下，用电缆连接并引至站场作为阳极线;用两根电缆引至原有进出站跨接电缆桩上，分别作为阴极和零位接阴，埋设便携式参比电极及引线，然后把电缆连接到恒电位仪上，接通电源后（如表1所示为物料

清单）便完成了实验前安装准备事宜。

 

 

2.3 开机测试及结果

　　开机调试和线路测试情况：在开机前先对阳极地床接地电阻值进行测试，其平均值为3.6Ω,阳极区土壤电阻率为40Ω.m， 设置恒电 

位仪电流输出： 9A供给管线东侧线（西金站至一环路D219）；泉水西路（-0.85V～-1.1 V）、过河管（-0.8 V）、二环路CNG加气站 

（-0.8 V）、二环路内侧阀井（-0.8 V）；某站三根待保护管道（CP高压进站、成彭二期至CDZ中压、至JLT中压）无断点，测试每根管 

线输出电流，成彭高压进站9A、成彭二期至CDZ中压2.5A、至JLT中压9A；两根线单独连接输出电流超过并联总电流，单独连接至JLT中路管线保护（9A），电位测试二环内侧部分管线保护状态，反应出主通路无断点（与PCM探测结果吻合）。

　　故初步分析二环内管线不能完全保护原因是保护电流不足:遂将恒电位调节成通断状态，用万用表测试断点瞬间保护电位，实际汇流点保护电位为-1.0V（CSE）左右；将恒电位仪输出调大（输出电流17A），至汇流点保护断电电位-1.5 V（CSE）；测量二环内侧阀井、JLT一环外侧调压箱、WM路阀井电位-1.0 V（CSE）左右，GR路一阀井无保护电位（可能局部有断点），预计片区保护管线约70%。

某站三根待保护管道（CP高压进站、成彭二期至CDZ中压、至JLT中压）无断点，通过CIPS测量汇流点附近管道断电电位为-0.9 V（CSE），与通电电位（-2.8 V）差异大；增加恒电位仪输出电流（30A），汇流点通电电位-4.0 V（CSE），断电电位-0.96 V（CSE），增加幅度小；恒电位仪（极化十几分钟）本身控制电位下限-3.0 V（CSE）；某站三根待保护管道（CP高压进站、成彭二期至CDZ中压、至JLT中压）无断点，保持恒电位仪输出电流（17A），CIPS测量DZKFH跨越处通电电位-1.4 V（CSE）,断电电位-0.854 V（CSE）；JLTCNG站阀井通电电位-1.0 V（CSE），断电电位-0.65 V（CSE），全线电位受某不明干扰电位波动。其他几个点使用Fluke万用表对通断电位追踪测量（数值如表2所示、曲线如图8所示）：

 

 

 

图8 通断电位测量曲线

　　WM路（西南）设置临时阳极地床，供电27A（某站（西南）同时供电30A），模拟片区内东北、西南位置设置两口井；极化2h测试通电电位，其数值如下表3（序号1～8）、曲线如图9所示：在东北位置设置临时阳极地床增大保护电流至55A，模拟东北站点大电流供电情况，其数值如表3（序号9～15）、曲线如图9所示：

 

 

 

 

在输出电流为55A的情形下测试阀井的电位，其数值如下表4、曲线如图10所示：

 

 

    　进一步分析某站地质影响电流输出，在西南站点增设临时阳极地床，单点供入保护电流41A（接地电阻大）；为进一步分析某站　　地质影响电流输出，在FH过河管处增设临时阳极地床，单点供入保护电流51A（接地电阻大）。

　　为排除杂散电流的干扰，对阀井进行60min左右的检测，其数值如下表5、曲线如图11、实际记录入图12所示：

 

 

图12 杂散电流检测电压实录
 

对JS路127号阀井管地电位（如图13所示）和九里提北路JQ路口阀井管地电位（如图14）进行了长时间的检测。

 

 

2.4 外加电流阴极保护现况

　　供入电流24.4A、输出电压53.3V、回路电阻2.184Ω；选择无杂散电流干扰段进行通电电位检测，XJ—JLT管线处于保护状态、YMK一 

环路侧欠保护，通电电位分布不太均匀（如表6所示）。

 

 

 

3.总结

　　选择一个土壤电阻率低，与管道距离大于100m对周围地下金属构筑物干扰小的阳极地床，直接能延长管道保护距离达到最佳；之所 

以出现阴极保护效果距离短而没有达到设计保护范围，其主要原因在于距离被保护管道较近，这样形成阳极与阴极之间电场力小，不利于阴极电流通过管道向远处延伸所致，加上受汇流点电位不超过限制使保护距离短。故结合实际地理情况，合理增设阴极保护设备才能使管道得到有效的保护从而减慢管道的腐蚀速率。