陰極保護數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳檢測管理系統(tǒng)在城市燃?xì)獾膽?yīng)用

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，對城市安全、經(jīng)濟發(fā)展起著不可或缺的作用，被喻為“城市的血脈”。隨著管網(wǎng)運行時間延長，管道的外防腐層逐漸破損，泄漏的風(fēng)險也不斷升高，陰極保護對減緩管道腐蝕意義重大。為延長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的雙重措施進行控制。太原城區(qū)擁有各類燃?xì)庥脩?30余萬戶，運行高中低壓管線4 000余千米，城市門站2座，各類調(diào)壓站1 800多座，地下管網(wǎng)一旦發(fā)生問題，將會危及人民的生命和財產(chǎn)安全，而陰極保護的研究可以有效阻止管道腐蝕。而如何得知管道的被保護狀態(tài)，盡早發(fā)現(xiàn)有問題的燃?xì)夤艿?，避免燃?xì)馐鹿拾l(fā)生成為燃?xì)馄髽I(yè)亟待解決的問題。本文提出一種陰極保護數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳管理系統(tǒng)設(shè)計方案，通過數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳技術(shù)，實時監(jiān)測燃?xì)夤芫W(wǎng)的被保護狀態(tài)，對管網(wǎng)安全運行具有指導(dǎo)意義。

2 陰極保護數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳檢測管理系統(tǒng)平臺

2.1 測試條件

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

外防腐層類型3PE加強級，恒電位-1.2 V，要求陰極保護系統(tǒng)設(shè)計壽命為30年，絕緣裝置安裝在管道始末端。

2.2 犧牲陽極陰極保護在管網(wǎng)腐蝕中的應(yīng)用

表1 犧牲陽極法測試結(jié)果

序號測試樁編號極化探頭測試法通電電位/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，塢城南路和十里長街交叉口兩處犧牲陽極測試樁測得的數(shù)據(jù)都在-0.87 V～-1.0 V之間，符合國家標(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后，管道的極化電位應(yīng)達到或負(fù)于-850 mV，但不能比-1.2 V更負(fù)?！?/p>

2.3 外加電流陰極保護在管網(wǎng)腐蝕中的應(yīng)用

GB/T 21448埋地鋼制管道陰極保護技術(shù)規(guī)范對強制電流系統(tǒng)做了詳細(xì)要求，本研究項目采用的恒電位儀輸出電壓-1.2 V，現(xiàn)場測試結(jié)果如表2所示。由表2可知，在1號測試樁測得的保護電位值在-0.85 V～-0.84 V，而3號測試樁測得的保護電位在-0.78 V～-0.82 V，較標(biāo)準(zhǔn)要求的保護電位偏低。影響因素可能有3號測試樁設(shè)置在馬路邊，周圍可能埋有大量的高低壓電纜，還有附近太鋼軌道交通輸送帶來了大量雜散電流，在諸多因素的影響下可能會對陰極保護的測量數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響，進而影響對管道陰極保護的評估。

表2 外加電流法現(xiàn)場測試結(jié)果

2.4 陰極保護數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳檢測管理系統(tǒng)實現(xiàn)功能

1)地圖管理。在地圖管理界面可以展示所有測試樁的分布情況，點擊某一個測試樁即可查詢此測試樁的設(shè)備工況及詳細(xì)電流、電位數(shù)據(jù)。2)實時監(jiān)控。該系統(tǒng)可實現(xiàn)對任一測試樁分/總路電流、通電電位、設(shè)備運行情況的連續(xù)、實時、在線動態(tài)監(jiān)測，為管網(wǎng)陰極保護提供了一個強大的可分析信息化管理平臺。通過在線監(jiān)控系統(tǒng)，可對任一設(shè)備進行實時和歷史數(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。3)數(shù)據(jù)分析。陰極保護數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳檢測管理系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)分析功能可實現(xiàn)對任一設(shè)備選擇、數(shù)據(jù)展示、餅圖統(tǒng)計、對象統(tǒng)計等功能。如選擇設(shè)備220，即可查詢該設(shè)備的1-4路電流、匯流點電流、通電電位曲線圖以及表格，統(tǒng)計異常數(shù)據(jù)和正常數(shù)據(jù)，統(tǒng)計最大值、最小值、平均值。4)報警管理。選擇系統(tǒng)的報警管理選項，輸入條件，即可查詢到有故障的設(shè)備，包括該設(shè)備的報警等級、報警時間、報警狀態(tài)。選中該設(shè)備，還可導(dǎo)出該設(shè)備故障信息報表，包括故障發(fā)生時間、故障詳細(xì)說明、故障處理情況、故障處理人等。故障處理后，選中故障設(shè)備進行故障處理后點擊“批量處理”即可更改設(shè)備的狀態(tài)。5)設(shè)備管理。點擊“設(shè)備管理”選項，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、安裝地址和安裝時間等信息，還可以對設(shè)備進行更換記錄、報警等管理，此外還可自定義設(shè)備的監(jiān)控狀態(tài)。6)報表管理。陰極保護遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)中的報表管理可按條件查詢將現(xiàn)場巡檢的信息自動生成保護站巡檢報表、測試樁巡檢報表和測試樁統(tǒng)計報表，將有效的信息全面、及時、準(zhǔn)確的呈現(xiàn)出來。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、信號上傳時間、通訊時間間隔等。b.通訊設(shè)置。主要用于實現(xiàn)某一設(shè)備的IP地址設(shè)置、在線方式、上傳時間、極化電位參數(shù)設(shè)置等，即開通了某設(shè)備的極化電位測量。c.參數(shù)命令查詢。選中設(shè)備，選擇查詢對象及起止時間即可檢索出對該設(shè)備下發(fā)過的命令，如某時間，對該設(shè)備進行通斷電采樣。

2.5 手機APP

利用設(shè)備自帶的藍牙模塊實現(xiàn)手機APP點對點無線通訊。進入主菜單界面，輸入要查詢的設(shè)備號，可查詢該設(shè)備的實時電流、電位、報警、設(shè)備維護等信息，工作人員還可通過APP記錄巡檢測試樁和保護站的信息，現(xiàn)場填寫當(dāng)前設(shè)備的運行狀態(tài)，并以文字、圖片的形式傳回服務(wù)器，生成巡檢記錄。點擊“導(dǎo)航”進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

1)通過對埋地鋼制管道陰極保護數(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)的被保護狀態(tài)，保障了埋地燃?xì)夤芫W(wǎng)的安全運行。2)通過該系統(tǒng)分析，能很快發(fā)現(xiàn)問題管道，從而對問題管道進行有針對性處理，節(jié)約了大量人力物力，具有大范圍推廣應(yīng)用的價值。3)通過手機APP可實時查詢在線設(shè)備的電流、電位、報警、設(shè)備維護等信息，以及記錄巡檢測試樁和保護站的信息，現(xiàn)場填寫當(dāng)前設(shè)備的運行狀態(tài)，大大提高了工作效率。