外防腐层和阴极保护是集输管道腐蚀防护最经济有效的方式，阴极保护是给管道施加阴极电流，使管道表面阴极极化，极化电位达到-0.85~-1.2 VCSE区间时能够有效抑制腐蚀的发生。为使管道达到全面保护，阴极保护保护率 （管道达到有效保护距离占管道总长度百分比） 应达到100%。电绝缘是阴极保护必不可少的条件，为防止电流的流失要将保护构筑物与非保护构筑物进行电绝缘。和电绝缘相对应，被保护构筑物系统间的电连续性是阴极保护的又一条件。集气管网中间串联有众多集气站，新建管道多采取就近跨接的方式实行联合阴极保护，被保护管道与站内接地系统之间的绝缘装置有效性以及管线之间跨接质量是影响集气管道阴极保护质量的主要因素。同时，对于阴极保护构成的其他关键要素，如恒电位仪、辅助阳极地床、长效参比，任何一个要素出现问题，都将影响阴极保护的正常运行。

本文通过一系列的现场测试、排查工作明确苏里格典型区块阴极保护存在的主要问题，进一步通过具有针对性的优化措施使得阴极保护有效性得到明显提升。

1 苏里格西区典型区块阴极保护概况

苏西区块共有管线13条，其中干线3条，支线10条，共计288 km。共有三座外加电流阴极保护站，分别安装于A处理厂、苏47-a集气站、B处理厂。据2015年管线始末点通电电位测试结果显示 （详见表1），共有苏120-b站至苏48-e站集气支线、苏120-c站至苏48-e站集气支线、苏48-f至苏48-c站集气支线、苏47-e站-苏47-d站集气支线四条支线通电电位不达标，不达标管线里程为68.34 km;苏A-4干线、苏B-1干线C段、苏48-a至苏48-b站集气支线、苏48-c至苏48-b站集气支线、苏48-cH至苏48-b站集气支线通电电位偏低，通电电位偏低管线里程为103.9 km。即便以通电电位作为评价标准，保护率也不足70%,如果以断电电位作为评价标准，保护率更低。

2 阴极保护现场评价与问题分析

依据GB 21246-2007《埋地钢质管道阴极保护参数测量方法》中相关要求测试阳极地床接地电阻，结合恒电位仪输出参数日常记录数据，分析阳极地床接地电阻过高原因；采用电位法结合馈电试验确定绝缘装置有效性以及管线之间跨接质量。

2.1 辅助阳极地床

2.1.1 设计问题 在调研中发现，苏47-a阴保站采用深井阳极地床，其内部钢套管一直延伸至地面。按照如此设计，整个深井阳极都是阳极活性区。虽然该设计降低了深井阳极的接地电阻，但是会导致阴极保护系统保护范围的减小，同时也会增大被保护管道电位的不均匀性。根据国家和行业相关标准GB/T 21448-2008《埋地钢质管道阴极保护技术规范》和SY/T 0036-2000《埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范》的要求，深井阳极地床活性区顶端距离地面的深度不低于15 m。

节恒电位仪参比电位为-1.4 VCSE,在保证馈流点附近不会出现过保护情况下也能使保护管线全部达标，但过高的电流输出会加快阳极地床的气阻效应，接地电阻快速增加，降低其使用寿命，测试目前苏47-a阴保站阳极地床接地电阻已达到5 Ω。在后续阴保站建设时，要进行合理设计，施工时进行严格的质量把关，避免此现象的再次发生。

2.1.2 接地电阻季节性变化 A处理厂阴极保护系统回路电阻过高，由于恒电位仪输出电压不得超量程工作，所以参比电位目前只能调至-1.1 VCSE左右。2017年4月份测试发现阳极地床接地电阻值为20 Ω。参考以往恒电位仪输出数据计算阴极保护站的回路电阻，每个月恒电位仪回路电阻计算值如图1所示，其值随季节性变化，每年的12月份至次年的4月份回路电阻偏高，3月份达到最大，最大值为40 Ω左右，其余月份恢复至10 Ω以下水平。

回路电阻增大主要是由于阳极地床的接地电阻变大所导致，由焦炭填料和辅助阳极构成的阳极地床如果接地电阻过大，大大提高了CP系统的能耗要求，提高了对CP电源设备的容量要求，导致恒电位仪接近额定量程而限制输出。

苏里格气田A处理厂由于气候、地质条件的变化导致含水量降低、土壤电阻率变大，阳极地床发生了气阻现象双重因素导致阳极接地电阻变大,在现有数据基础上由图1可知，每年土壤电阻率都在冬季少雨或者冻土期时段明显增加，每年的11、12月份由于季节变化导致土壤含水率降低，土壤电阻率变大，进入冻土期后，由于阳极表面产生的反应气体无法及时排除，接地电阻进一步变大，随着温度回暖以及降雨使得土壤含水率增高，土壤电阻率变小，同时阳极表面反应产生气体扩散完全，阳极地床的接地电阻恢复至较小值。

2.2 绝缘失效排查

苏A-4干线部分管段和苏120-b站至苏48-e站集气支线、苏120-c站至苏48-e站集气支线阴极保护不达标，调节恒电位仪的输出，保护电位没有明显变化，调节、测试过程测试数据如表2所示。

由于苏48-e附近阴极保护几乎没有效果，管道通/断电电位几乎没有变化，直接采用电位法并不能直观反映出绝缘是否失效，采用直流电源给站外管道施加临时阴极保护，再次采用电位法测试发现站内接地系统具有明显的通断变化，且站外管道难以极化，测试数据详见表3,进一步排查发现管道保温铝板与抱箍扁铁直接接触，如图2所示。

2.3电连接性效果测试

苏47-d至苏47-c站集气支线和苏47-e站-苏47-d站集气支线在苏47-d集气站进行跨接。现场测试发现：苏47-d至苏47-c站集气支线在苏47-d集气站附近测试点通电电位为-1.120 VCSE,断电电位为-1.020 VCSE,苏47-d至苏47-c站集气支线在苏48-d集气站附近测试点通电电位为-0.950 VCSE,断电电位为-0.700 VCSE。且通过电位法确定苏47-d集气站站内外绝缘良好，判断苏47-e站-苏47-d站集气支线阴保不达标是由于跨接点接触不良造成，现场跨接测试桩内接线实物图如图3所示。

3 优化处理与效果

3.1 绝缘失效整改

基于表3的测试数据，判断管线保护端与非保护端绝缘失效，进一步查找搭接点，发现管道保温铝板与抱箍扁铁直接接触 （图2），将此处搭接断开后，绝缘法兰外侧管道电位明显变负，直流电源输出电流为0.6 A时测试管道极化电位负于-0.85 VCSE,绝缘法兰内侧电位恢复正常，且没有通断变化，具体测试数据如表4所示。

断开管道保温铝板与抱箍扁铁接触点后，调节A处理厂恒位输出，参比电位为-1.21 VCSE,对全线进行阴保效果测试，阴极保护效果得到明显提升，全部达标，具体测试数据如表5所示。但受限于A处理厂浅埋阳极接地电阻过大影响，恒电位仪输出不稳定，在恒电位仪输出降低时，全线保护率将达不到100%。

3.2 增加阴保站

由于A处理厂阴保站阳极采用浅埋地床敷设方式，受到季节以及气阻的影响，恒电位仪输出受限，输出电位为1A情况下，几天内阳极地床接地电阻明显升高，恒电位仪由于电压超量程而报警，同时由于A处理厂保护管线较多，支干线合约150 km,即便更换深井阳极地床，阴保电流高输出也会缩短阴保站的使用寿命，因此建议在48-e集气站新建阴保站，前期进行馈电试验并确定新建阴保站和A处理厂协同保护时输出参数的选取以及保护效果，临时阴保站和A处理厂阴保站阴保电流输出均为0.5 A时，欠保护管道阴保效果达标，测试结果详见表6。

3.3 跨接问题整改

苏47-d至苏47-c站集气支线和苏47-e站-苏47-d站集气支线在苏47-d集气站进行跨接，两条管道各引出两条连接线，在测试桩内通过搭片进行跨接。由于搭片上方的紧固螺母松弛，导致该跨接的电连续性不好，重新进行跨接后，苏47-e至苏47-d站之间支线起末点断电电位均在-0.9 Vcse左右，阴保恢复正常，测试数据如表7所示。

4 结论

（1） 针对苏里格气田典型区块阴极保护效果不达标问题，进行现场详细测试，明确被保护管道与现有接地系统意外搭接，管线之间电连续性不良是导致保护电流漏失，阴保效果不佳甚至失效的主要因素，经过现场的优化处理后，研究区块内管线保护率从不足70%提升到100%。

（2） 气候、地质条件以及气阻等综合因素导致阳极接地电阻变大，并呈周期性变化，可通过开挖增加阳极埋深，使之处于冻土层以下；阳极表面添加降阻材料；周围增加新的阳极等措施进行缓解。但为了实现阴极保护效果的长久有效，建议更换为深井阳极，通过合理设计有效避免季节、气候、气阻等产生的影响。