柳 彥 從

(太原天然氣有限公司,山西 太原 030006)

1 概述

燃?xì)夤芫W(wǎng)作為城市基礎(chǔ)建設(shè)設(shè)施的重要組成部分，對(duì)城市安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著不可或缺的作用，被喻為“城市的血脈”。隨著管網(wǎng)運(yùn)行時(shí)間延長(zhǎng)，管道的外防腐層逐漸破損，泄漏的風(fēng)險(xiǎn)也不斷升高，陰極保護(hù)對(duì)減緩管道腐蝕意義重大。為延長(zhǎng)埋地鋼制管道的使用壽命，燃?xì)馄髽I(yè)一般采用防腐層加陰極保護(hù)的雙重措施進(jìn)行控制。太原城區(qū)擁有各類(lèi)燃?xì)庥脩?30余萬(wàn)戶，運(yùn)行高中低壓管線4 000余千米，城市門(mén)站2座，各類(lèi)調(diào)壓站1 800多座，地下管網(wǎng)一旦發(fā)生問(wèn)題，將會(huì)危及人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全，而陰極保護(hù)的研究可以有效阻止管道腐蝕。而如何得知管道的被保護(hù)狀態(tài)，盡早發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題的燃?xì)夤艿溃苊馊細(xì)馐鹿拾l(fā)生成為燃?xì)馄髽I(yè)亟待解決的問(wèn)題。本文提出一種陰極保護(hù)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，通過(guò)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)燃?xì)夤芫W(wǎng)的被保護(hù)狀態(tài)，對(duì)管網(wǎng)安全運(yùn)行具有指導(dǎo)意義。

2 陰極保護(hù)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳檢測(cè)管理系統(tǒng)平臺(tái)

2.1 測(cè)試條件

本研究以塢城南路與十里長(zhǎng)橋交叉口西北角橋底次高壓管線4 km處和長(zhǎng)風(fēng)西街高速口西南角2 km處2處測(cè)試樁為例作為研究目標(biāo)，定時(shí)在線進(jìn)行區(qū)域性犧牲陽(yáng)極法陰極保護(hù)測(cè)試。管道材質(zhì)Q235B，DN700。

外防腐層類(lèi)型3PE加強(qiáng)級(jí)，恒電位-1.2 V，要求陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)壽命為30年，絕緣裝置安裝在管道始末端。

2.2 犧牲陽(yáng)極陰極保護(hù)在管網(wǎng)腐蝕中的應(yīng)用

表1 犧牲陽(yáng)極法測(cè)試結(jié)果

序號(hào)測(cè)試樁編號(hào)極化探頭測(cè)試法通電電位/V極化電位/VΔE/V即IR降1220KR2型極化探頭-1.17-0.87-0.30KR2型極化探頭-1.15-0.88-0.27KR2型極化探頭-1.18-0.90-0.282242KR2型極化探頭-1.20-1.00-0.20KR2型極化探頭-1.21-0.98-0.23KR2型極化探頭-1.19-0.97-0.22

由圖1,圖2和表1可知，塢城南路和十里長(zhǎng)街交叉口兩處犧牲陽(yáng)極測(cè)試樁測(cè)得的數(shù)據(jù)都在-0.87 V～-1.0 V之間，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 21448和CJJ 95規(guī)定的相關(guān)要求，即“埋地鋼制管道在施加陰極保護(hù)后，管道的極化電位應(yīng)達(dá)到或負(fù)于-850 mV，但不能比-1.2 V更負(fù)?！?/p>

2.3 外加電流陰極保護(hù)在管網(wǎng)腐蝕中的應(yīng)用

GB/T 21448埋地鋼制管道陰極保護(hù)技術(shù)規(guī)范對(duì)強(qiáng)制電流系統(tǒng)做了詳細(xì)要求，本研究項(xiàng)目采用的恒電位儀輸出電壓-1.2 V，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果如表2所示。由表2可知，在1號(hào)測(cè)試樁測(cè)得的保護(hù)電位值在-0.85 V～-0.84 V，而3號(hào)測(cè)試樁測(cè)得的保護(hù)電位在-0.78 V～-0.82 V，較標(biāo)準(zhǔn)要求的保護(hù)電位偏低。影響因素可能有3號(hào)測(cè)試樁設(shè)置在馬路邊，周?chē)赡苈裼写罅康母叩蛪弘娎|，還有附近太鋼軌道交通輸送帶來(lái)了大量雜散電流，在諸多因素的影響下可能會(huì)對(duì)陰極保護(hù)的測(cè)量數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響對(duì)管道陰極保護(hù)的評(píng)估。

表2 外加電流法現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果

2.4 陰極保護(hù)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳檢測(cè)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能

1)地圖管理。在地圖管理界面可以展示所有測(cè)試樁的分布情況，點(diǎn)擊某一個(gè)測(cè)試樁即可查詢此測(cè)試樁的設(shè)備工況及詳細(xì)電流、電位數(shù)據(jù)。2)實(shí)時(shí)監(jiān)控。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)任一測(cè)試樁分/總路電流、通電電位、設(shè)備運(yùn)行情況的連續(xù)、實(shí)時(shí)、在線動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，為管網(wǎng)陰極保護(hù)提供了一個(gè)強(qiáng)大的可分析信息化管理平臺(tái)。通過(guò)在線監(jiān)控系統(tǒng)，可對(duì)任一設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)信息查詢，即可將該設(shè)備的電流、通電電位、電池情況及環(huán)境信息以表格、圖表或數(shù)字的形式顯示出來(lái)。3)數(shù)據(jù)分析。陰極保護(hù)數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳檢測(cè)管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分析功能可實(shí)現(xiàn)對(duì)任一設(shè)備選擇、數(shù)據(jù)展示、餅圖統(tǒng)計(jì)、對(duì)象統(tǒng)計(jì)等功能。如選擇設(shè)備220，即可查詢?cè)撛O(shè)備的1-4路電流、匯流點(diǎn)電流、通電電位曲線圖以及表格，統(tǒng)計(jì)異常數(shù)據(jù)和正常數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)最大值、最小值、平均值。4)報(bào)警管理。選擇系統(tǒng)的報(bào)警管理選項(xiàng)，輸入條件，即可查詢到有故障的設(shè)備，包括該設(shè)備的報(bào)警等級(jí)、報(bào)警時(shí)間、報(bào)警狀態(tài)。選中該設(shè)備，還可導(dǎo)出該設(shè)備故障信息報(bào)表，包括故障發(fā)生時(shí)間、故障詳細(xì)說(shuō)明、故障處理情況、故障處理人等。故障處理后，選中故障設(shè)備進(jìn)行故障處理后點(diǎn)擊“批量處理”即可更改設(shè)備的狀態(tài)。5)設(shè)備管理。點(diǎn)擊“設(shè)備管理”選項(xiàng)，系統(tǒng)將顯示出公司在線和離線的所有設(shè)備，選中任一設(shè)備，點(diǎn)擊“詳情”按鈕或“選中導(dǎo)出”，即可顯示出或?qū)С鲈撛O(shè)備的環(huán)境信息、電池電壓、安裝地址和安裝時(shí)間等信息，還可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行更換記錄、報(bào)警等管理，此外還可自定義設(shè)備的監(jiān)控狀態(tài)。6)報(bào)表管理。陰極保護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的報(bào)表管理可按條件查詢將現(xiàn)場(chǎng)巡檢的信息自動(dòng)生成保護(hù)站巡檢報(bào)表、測(cè)試樁巡檢報(bào)表和測(cè)試樁統(tǒng)計(jì)報(bào)表，將有效的信息全面、及時(shí)、準(zhǔn)確的呈現(xiàn)出來(lái)。7)日志管理。在日志管理里，可按條件查詢、歸屬模塊、基本信息等內(nèi)容展示系統(tǒng)的操作內(nèi)容，并可按條件生成報(bào)表。8)參數(shù)設(shè)置。a.設(shè)備終端信息管理。主要用于管理某一設(shè)備的IP地址、安裝信息、信號(hào)上傳時(shí)間、通訊時(shí)間間隔等。b.通訊設(shè)置。主要用于實(shí)現(xiàn)某一設(shè)備的IP地址設(shè)置、在線方式、上傳時(shí)間、極化電位參數(shù)設(shè)置等，即開(kāi)通了某設(shè)備的極化電位測(cè)量。c.參數(shù)命令查詢。選中設(shè)備，選擇查詢對(duì)象及起止時(shí)間即可檢索出對(duì)該設(shè)備下發(fā)過(guò)的命令，如某時(shí)間，對(duì)該設(shè)備進(jìn)行通斷電采樣。

2.5 手機(jī)APP

利用設(shè)備自帶的藍(lán)牙模塊實(shí)現(xiàn)手機(jī)APP點(diǎn)對(duì)點(diǎn)無(wú)線通訊。進(jìn)入主菜單界面，輸入要查詢的設(shè)備號(hào)，可查詢?cè)撛O(shè)備的實(shí)時(shí)電流、電位、報(bào)警、設(shè)備維護(hù)等信息，工作人員還可通過(guò)APP記錄巡檢測(cè)試樁和保護(hù)站的信息，現(xiàn)場(chǎng)填寫(xiě)當(dāng)前設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并以文字、圖片的形式傳回服務(wù)器，生成巡檢記錄。點(diǎn)擊“導(dǎo)航”進(jìn)入百度地圖或高德地圖，方便工作人員尋找設(shè)備安裝地址。

3 結(jié)語(yǔ)

1)通過(guò)對(duì)埋地鋼制管道陰極保護(hù)數(shù)據(jù)的連續(xù)采集和數(shù)據(jù)分析(如表1,表2所示)，我們能準(zhǔn)確了解管網(wǎng)的被保護(hù)狀態(tài)，保障了埋地燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全運(yùn)行。2)通過(guò)該系統(tǒng)分析，能很快發(fā)現(xiàn)問(wèn)題管道，從而對(duì)問(wèn)題管道進(jìn)行有針對(duì)性處理，節(jié)約了大量人力物力，具有大范圍推廣應(yīng)用的價(jià)值。3)通過(guò)手機(jī)APP可實(shí)時(shí)查詢?cè)诰€設(shè)備的電流、電位、報(bào)警、設(shè)備維護(hù)等信息，以及記錄巡檢測(cè)試樁和保護(hù)站的信息，現(xiàn)場(chǎng)填寫(xiě)當(dāng)前設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，大大提高了工作效率。