埋地管道阴极保护电流测量技术

陈西京

摘要：随着我国科学技术的不断发展，埋地管道阴极保护电流测量技术也得到了较大进步，其可以有效保护阴极电流以及测量杂散电流数据。相关工作人员应当进行电流数据分析，制定详细的测量方案，保障电子电路模块以及检测系统的正常工作。通过对埋地管道阴极保护电流测量技术的分析，以此促进我国测量技术的发展。

关键词：埋地管道；阴极保护电流；测量技术

随着我国管道内检测技术的发展，我国管道检测技术人员也逐渐开发出可以有效处理管道金属损失缺陷、管带外径等问题的工具，管道检测机器人的先进性也明显提高。虽然我国阴极保护电流测量技术较之前相比已经得到了较大发展，但是其在阴极保护方面还存在不足。

1管道电流检测技术简介

埋地管道阴极保护模式包括阴极保护断路、邻近管道短接以及杂散电流干扰等，埋地管道阴极保护电流测量技术主要有P/S技术、CIPS技术、DCVG技术等。但是这些埋地管道阴极保护电流测量技术不可以检测人工无法达到的区域，例如山区、海底管道等。此外，外检测法还容易受到铁路、电流等的干扰，无法判断内部电流干扰情况，对杂散电流的地点、方向信息判断也不准确。应用管道电流检测技术进行土壤电阻压降检测时，测量工作还会影响阴极保护系统，使阴极保护系统不能正常发挥作用，这就需要我国相关技术人员不断完善电流测量技术，促进我国测量技术的发展。

当阴极保护系统正常工作时，其是将阴极保护施加点作为中心，使管道内形成大小一致、方向相反的电流。阴极保护系统出现故障会使管道内电流参数出现异常，一旦管道阴极保护系统出现断路故障就会导致电流参数为零。管道附近电气设施过多、电流干扰较大也会使管道产生感应电流，使测得的信号与实际信号差距较大。此外，在管道与其它管道进行连接时，还会受到其它管道的电流干扰，使本身电流数值出现波动。管道与埋地金属结构连接时，还会导致连接点电流数值迅速下降。检测人员可以利用管道电流检测工具收集管线中的电流数据，得出电流参数曲线，这样就可以了解阴极保护系统的实际工作状态以及故障情况。内侧技术主要是利用电压差法检测管道内壁的电流。埋地管道中的电流主要为阴极保护电流以及杂散电流，阴极保护电流为直流电，杂散电流则包括由于其它阴极保护而产生的静态干扰以及动态干扰。内检测器的长度较短也会导致采集到的电压降信号强度很低，高精度采集微弱信号是电流测量工作的重点。

2阴极保护电流测量方法

阴极保护电流可以体现管道阴极保护系统的工作质量，其也是表现管道阴极保护效果的重要指标。管道阴极保护电流密度的测量方法主要有电位差法、电流环法以及标定法，标定法的检测精度较高而且应用范围较其它两种方法相比也比较广泛。管道防腐层和阴极保护系统的工作状态可以通过管道阴极保护电流密度表现出来，工作人员应当加强对于管道电流密度的分析，增强管道阴极保护系统的安全性、稳定性。

2.1阴极保护电流密度测量方法

由于埋地管道一直处于地下的土壤环境中，土壤环境比较湿润而且土壤中的杂质介质也比较多，这就导致管道极易受到腐蚀。埋地管道受到破坏不仅会影响输送效率，同时还会污染周围的土壤环境，严重还会引发火灾。因此我国管道工作人员应当及时检测管道输送情况和阴极保护电流密度，减少电流损耗。对埋地管道进行阴极保护可以降低涂层老化对管道造成的影响，同时还能减少对管道表面带来的阴极损伤，提高管道的使用寿命。涂层和阴极保护相结合的埋地管道保护技术可以极大程度地保护管道，减少管道的脱落、剥离情况，增强管道的防腐性能。

电位差法的测量原理是首先测量管道两端的电位差值，然后计算管道之间的电阻，这样就能得出管道中的实际电流值。检测人员可以利用电位差进行腐蚀层良好、分支较少、不存在接地极的埋地管道电流测量。电位差法中的管道电阻率的数值为估计值，这就导致实际测量结果与真实数据存在误差。电位差适用于长度较短的管道，长度较短的管道实际电阻值通常也比较小，这就导致应用该种方法进行电流测量时误差较大。电流环法的管道电流测量范围大约在50毫安至200安培之间，其可以一直安装在管道中，良好检测管道内的实际电流值。电流环法的工作原理实际为电磁感应原理，一旦管道中出现电流，电流环上就会出现交变磁通，电流的互感作用会使管道内部出现电动势，进而使管道内部出现感应电流。感应电流与管道中的电流值成正比，通过电阻分流与二极管整流过程之后就会显示管道中的电流。应用电流环法进行管道电流测量测出的电流值精度较高，其还可以检测管道中的交流和直流电流，实现对于埋地管道的阴极保护以及杂散电流防护。标定法可以应用于具有防腐层，而且无分支、不接地、无管道长度、管径、电阻率等的埋地管道，标定法的测量过程比较简单，只需测量管道中的通电电位，这种测量方式测量精度较高，电流结果也比较准确，同时还可以有效减少管道误差，因此其在埋地管道阴极保护电流测量中得到了广泛应用。但是该种测量方式需要工作人员向管道中加电流，并且需要利用专门的工具进行测量，因此工作人员需要实时调整设备上的各项参数。

2.2阴极保护系统设计

阴极保护主要是指对管道施加电流，阴极保护电流密度可以实时表现防腐层的绝缘性能和衰变情况，有效避免电流异常丢失的情况。阴极保护系统设计主要包括电子电路模块设计以及机械结构设计，只有各项指标、参数都正常之后才能投入使用。管道中每米电压差值约为几十微伏，因此工作人员只有通过信号增益模块放大信号才能满足电路系统的精度需求。设计人员应当选用失调电压较低、温度漂移较低的芯片进行分析测试，利用芯片实现电流增益，同时还要过滤外界的信号，这样才能保证电流设计的精确性和实用性。管道电流检测装置一般均安装在漏磁检测器中，分别安装到电源节和计算机节筒体上。管道机械结构主要包含两组滚动电极和弹性支撑装置，工作人员可以充分利用驱动进行实现电流的运行检测。

我国管道部门应当加强对于管道数值的检测，同时还要提高工作人员的专业能力以及综合素质，这样才能及时发现埋地管道电流保护系统在运行过程中出现的各种问题，降低输送损耗，降低企业的经济损失。虽然我国管道阴极保护电流测量技术较之前相比已经取得了较大进步，但是目前我国管道测量仪器的精度不高，检测技术也不先进，这就导致我国管道运输效率不高。针对这种情况，相关工作人员应当增强自身的创新能力，丰富工作经验，这样才能推动我国管道测量技术的发展，促进我国科学技术的进步。

3总结

随着我国天然气管道以及高压输电线路数量的逐渐增多，埋地管道受到的电流干扰也逐渐加大，因此我国相关部门的技术人员应当完善阴极电流检测技术，不断提高阴极保护系统的工作性能，促进埋地管道阴极保护电流测量技术的发展。

参考文献：

[1]陈小华.阴极保护远程监检测系统研究——以泉州市高压管道工程为例[D].重庆大学，2016.

[2]熊川雲.埋地金属管道远程监测系统设计[D].成都理工大学，2016.

[3]刘志军，杜全伟，王维斌，等.埋地保温管道阴极保护有效性影响因素及技术现状[J].油气储运，2015，34（6）：576-579.