IR降消除技术在长输管道上的应用研究

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1、IR降消除技术在塔里木油田长输管道上的应用研究IR降消除技术在塔里木油田长输管道上的应用研第一章IR降的产生及危害1.1IR降的产生所谓IR降系指电流在介质中流动所形成的电阻压降,给电位测量结果造成误差,通常都在几十mV到几百mV之间,当电阻率很高时几千mV也会出现。由于IR降在阴极保护电位测量中难以避免，所以消除IR降的测量技术就成了各国腐蚀专家的首要任务，二十世纪七、八十年代IR降问题曾引起国际腐蚀界关于阴极保护准则的大讨论，最终以NACERP0169－92的修订而告终。针对新的准则制订了测试方

2、法标准NACETM0497和NACETM0101。在这些标准中,都对测量中的IR降加以限定,一般条件下可用断电法,对于有干扰存在时就必须使用试片或探头断电法。1.2IR降的定性分析在不存在接地保护装置牺牲阳极系统及杂散电流影响的管段15IR降消除技术在塔里木油田长输管道上的应用研究IR降U=IR其中I为流过土壤中的阴极保护电流，R为该段土壤的电阻。h代表管道的埋深，s代表参比跟地面的接触面积。I=i*s,其中i代表管道阴极保护的电流密度；R=p*h/s，其中ρ代表土壤电阻率，h代表管道埋深；则U=i

3、*ρ*h。U的大小只跟i、ρ、h有关。按资料，对于3PE涂层管道保护电流密度一般为1mA/m2。那么对于ρ=100Ω·m，埋深为2m的管道，在防腐层缺陷附近，无接地保护装置牺牲阳极系统及杂散电流影响的情况下，其IR降为200mV。1.3IR降危害实例1.3.1四川气田榕佛管道1999年3月，德国PIPETRONIX公司对已运行20年的四川气田南干线榕山至佛荫段管道进行了智能清管检测。榕山至佛荫段管道处于浅丘地区，管径720mm、全长25.4km、管材16Mn、螺旋焊缝管、设计压力4.0MPa、外防腐

4、层为石油沥青加强级，于1979年7月投入运行。检测显示：（1）在原认为采用涂层加阴极保护方式，长期认真监测通电电位Von均负于-0.85V，阴极保护充分的管道上却发生了严重的外腐蚀及穿孔，453处明显的外腐蚀区，其中穿孔1处，大于壁厚50％腐蚀区3处；（2）原管道极化电位Voff在-0.7～0.78V之间，没有达到保护电位，管道长期处于欠保护状，未达到阴极保护应有的效果；（3）腐蚀坑集中分布于石油沥青防腐层破损处，涂层完好的地方管道没有发生腐蚀。15IR降消除技术在塔里木油田长输管道上的应用研究1.

5、3.2利比亚西部管道利比亚西部管道平行敷设两条不同管径的原油管道和天然气管道，处于沙漠地区，土壤电阻率很高，中国石油天然气管道工程有限公司的测试显示，管道的IR降处于530mV到1040mV之间。1.3.3德国PLE公司管道德国PLE公司曾在60年代，对他们所辖管道上进行了IR降的研究和评价，发现在-0.85V电位保护下，管道腐蚀仍很严重。当他们采用消除IR降成分的方法重新评价这些管道时，只有60％的管道达到了真正的保护（-0.85V）。在保温夹克管测试中，由于防腐保温层绝缘电阻很大，测得的保护电位

6、偏负许多，有些超过一2．OV甚至更负，但管道有的仍发生腐蚀，也是IR降引起的。在沥青、水泥路面上方测得的电位，明显负于相邻测试桩测得的电位值，这也是由于沥青和水泥高电阻引起IR降的结果。第二章现有电位测量中IR降消除方法IR降是由参数I和R共同作用的结果,因此消除IR降的方法也应从消除或降低这两个参数着手。目前人们所采用的排除或减小IR降的方法主要有：断电法、试片断电法、脉冲技术、极化探头法、原位参比法(近参比法)、土壤电位梯度技术、交流电技术等。在NACETM0497中重点推荐使用的也是断电法。只

7、要条件允许，采用断电法可以测出管道的真实电位，但在实践中，受管道周围条件所限，断电法却往往也不尽人意。NACETM0497指出：“如果有杂散电流、或牺牲阳极与管道直接相连、或存在外部强制电流设备并且不能被中断的话。很难得到理想的测量结果，或者说测量结果无法分析”不得不采用试片或探头来测量管道的真实电位。2.1瞬间断电法断电意味着I＝0，因而IR＝0。断电之后，管道电位立即降落下来，然后再慢慢衰减。前面这一电位瞬间急落便是IR降成分。15IR降消除技术在塔里木油田长输管道上的应用研究图断电后去极化曲线

8、2.2试片断电法试片断电法是在测试点处埋设一裸试片，其材质、埋设状态和管道相同，试片和管道通过电缆连接，,这样就模拟了一个覆盖层缺陷，由管道的保护电流进行极化，在试片上部用一支硬塑料管直达地面,在管中填满导电性材料,测量时把参比电极放在塑料管的顶部,由于试片与参比电极间的电阻较小所以IR降也小。测量时，只需断开试片和管道的连接导线，就可测得试片的断电电位，从而避免了切断管道主保护电流及其它电连接的麻烦，杂散电流的影响亦小，可忽略不计，而且不存在断电后的极化率差异的宏电