摘　要：结合工程实例，指出通电电位测试法、极化探头断电电位测试法的不足，提出拉铜线结合极化探头法。通过测试得知，拉铜线结合极化探头法能有效测试管道任意位置的阴极保护电位，尤其是测试长距离定向钻穿越段管道的阴极保护效果。

关键词：燃气管道；  牺牲阳极；  阴极保护；  通电电位；  断电电位；  极化探头

Research on Testing Methods of Sacrificial Anode Cathodic Protection for City Gas Pipeline

Abstract：The deficiencies of the energized potential test and the polarized probe off-potential test are pointed out with an engineering example．The method of polarized probe combined with copper wire was proposed．The test results indicate that this method can measure cathodic protection potential of pipeline at any position effectively，especially the cathodic protection effect for a long-distance pipeline by directional drilling．

Keywords：gas pipeline；sacrificial anode；cathodic protection；energized potential；off-potential；polarized probe

1　概述

城镇燃气管道多为埋地敷设，由于土壤中含有水分、空气、酸、碱、水溶性矿物盐以及微生物，这些因素都会使金属管道发生腐蚀。金属腐蚀直接和间接造成了巨大的经济损失，因此，必须采取有效的防腐措施，实践证明控制管道腐蚀的主要方法是采用防腐层和阴极保护。对金属管道的阴极保护进行测试和评价，可以及时发现管道腐蚀和安全隐患，最大程度降低经济损失。采用牺牲阳极和3PE防腐层联合保护的次高压燃气管道，通常采用通电电位测试法和断电电位测试法进行阴极保护测试。

某城市次高压燃气管道敷设在公路边绿化带里，与周边地铁平行，管道存在直流杂散电流干扰。管道规格：Ø508×7.9，管道材质：L360MB，设计压力：1.6MPa，运行压力：1.5MPa，设计温度：-20～50℃，运行温度：0～30℃，输送介质：天然气。阴极保护系统为牺牲阳极，每隔250m设置一组牺牲阳极。选择该管道中长度为1km的管段进行阴极保护测试，沿该管段均匀分布的5个测试桩编号为：c-yj021、c-yj022、c-yj023、c-yj024、c-yj025。

2　牺牲阳极阴极保护测试方法分析

①通电电位测试法

该方法(见图1)适用于施加阴极保护电流后的管道电位测量，测得的电位除含有管道极化电位外，还包括回路中的所有电压降^[1]。即通电电位包含阴极保护电位和土壤IR降，在管道存在杂散电流干扰的情况下，土壤IR降又包括了阴极保护电流产生的IR降和杂散电流产生的IR降。采用通电电位测试法测得的数据见表1。由表1可知，管道杂散电流干扰强，管道的通电电位波动较大，测试数据不正常(出现了通电电位大于0的情况)，无法判断管道的阴极保护效果是否满足标准要求。因此通电电位测试法测试的数据不能准确有效地评估管道真实的阴极保护效果，已不能满足GB／T 21448—2008《埋地钢质管道阴极保护技术规范》中阴极保护判定准则的要求。

②极化探头断电电位测试法

极化探头^[2]的极化试片在充分极化后，断掉阴极保护电流，极化试片上的土壤IR降(阴极保护电流产生的IR降和杂散电流产生的IR降)瞬间等于零，在0.5s内读取的数据为管道的断电电位(测试数据见表2)。这样不仅能消除阴极保护电流产生的IR降，还能消除杂散电流产生的IR降，能得到管道真实的阴极保护电位。本方法适用于受杂散电流干扰或无法同步中断阴极保护电流的管道，尤其适用于牺牲阳极阴极保护的城镇燃气管道的测试。

由表2可知，测试数据真实地反映了测试桩附近管道的阴极保护效果，测得的管道断电电位符合-0.85～-1.2V的要求^[3]，但是，测试桩以外的管道是否达到阴极保护标准要求，尤其是定向钻穿越管段的中间部位阴极保护效果是否满足标准要求，都需要进一步验证。

③拉铜线结合极化探头法

为了得到管道任意位置的阴极保护数据，包括定向钻穿越段中间部位、丢失的测试桩、占压无法打开的测试井等处的阴极保护数据，拟采用拉铜线和极化探头相结合的方法进行测试。为了验证该方法的可靠性及准确性，选取c-yj024测试桩作为管道上任意测试点。步骤为：

a．断掉c-yj024测试桩的两组牺牲阳极，等待管道完全去极化，即去除牺牲阳极对c-yj024测试桩处管道的影响，使c-yj024测试桩相当于管道任意点的直接测试桩。

b．采用极化探头法，在c-yj024测试桩上直接测试c-yj024测试桩处管道断电电位U(测试方法见图2)，测试数据见表3，测试数据用来比对分析拉铜线结合极化探头法的准确、可靠性。

c．在c-yj023测试桩连接铜线，拉铜线到c-yj024测试桩附近，连接c-yj024测试桩附近的极化探头，测得断电电位％，极化探头的埋设位置与在c-yj024测试桩直接测试断电电位时埋设位置相同(测试方法见图3)，测试数据见表3。

由表3可知，采用极化探头法在c-yj024测试桩直接测试，试片充分极化后得到的断电电位为-0.94V。从c-yj023测试桩拉铜线到c-yj024测试桩附近测试，测得的断电电位为-0.95V，两值非常接近，可知拉铜线结合极化探头法测试管道任意位置的阴极保护电位是准确、可靠的。

3　结论

①埋地钢质管道采用牺牲阳极阴极保护系统时，通电电位测试法测得的管道电位中含有土壤IR降，不能真实代表管道的阴极保护电位，无法判断管道阴极保护效果是否满足标准要求。

②埋地钢质管道采用牺牲阳极阴极保护系统时，在杂散电流干扰严重的地方宜采用极化探头法测试管道的阴极保护电位，但测试数据只能代表测试桩附近管道的阴极保护电位。

③埋地钢质管道采用牺牲阳极阴极保护系统时，采用拉铜线结合极化探头法可以测试管道任意一点的阴极保护电位，有利于测试特殊管段(如定向钻穿越段中间位置)的阴极保护效果，及时发现管道腐蚀和安全隐患，对管道发生腐蚀穿孔等安全事故提前预防，把管道安全运行控制在科学合理的范围内。

参考文献：

[1]刘颖，曹备．杂散电流对埋地管道阴极保护体系干扰的研究[J]．煤气与热力，2003，23(1)：7-11．

[2]杨义军，李文玉，王芷芳，等．极化探头在埋地钢质管道阴极保护的应用[J]．煤气与热力，2010，30(4)：A24-A27．

[3]赵晋云，薛致远，赵君，等．论埋地金属管道的阴极保护准则[J]．腐蚀与防护，2014，35(1)：131-134．

本文作者：周吉祥  卓凡  谢高新  林苑  马文婷

作者单位：深圳市燃气集团股份有限公司