浅谈渡口河输气站渡净线无法正常实施阴极保护问题的故障分析

输气管理处梁平输气作业区中国石油浅谈渡口河输气站渡净线无法正常实施阴极保护问题的故障分析汇报人：袁银江二〇一五年十二月西南油气田公司输气管理处输气管理处梁平输气作业区目录一、摘要及引言二、站场及管道现场基本情况三、故障表现及原因分析四、现场故障分析处理五、结论和建议输气管理处梁平输气作业区一、摘要及引言本文以宣汉净化厂—渡口河—南坝联络管道无法正常实施阴极保护送电问题为基础，通过采取有效的绝缘性能测试手段，现场开挖验证、数据测试与分析、资料核实等方式，逐步排查分析故障原因，最终解决该天然气管道无法送电的本质问题，并结合这一典型案例，对工作当中遇到类似问题的处理提供解决思路和方法，同时也对今后输气站场绝缘装置设计及安装提出建议意见，以期生产工作中避免出现类似问题，保障管道阴极保护系统的正常运行。输气管理处梁平输气作业区一、摘要及引言绝缘法兰（接头）通过电绝缘，可以将不同的阴极保护系统，例如外加电流阴极保护系统和牺牲阳极阴极保护系统，隔绝开来，以保证两个系统不发生相互干扰，也可通过绝缘法兰（接头）把不需要阴极保护的钢结构隔离开来，以减少不必要的阴极保护电流的损耗。在一个绝缘体系中，不能使阴极保护系统维持满意的阴极保护水平可能是由于和其他金属结构物（包括其他管线、电源接地）发生短路所造成的，导致实际阴极保护系统的阳极输出电流无法达到设计的阴极保护电流密度，进而无法达到设计的极化电位。这一方面使阳极的输出电流始终维持在一个很高的范围内，另一方面又使结构物无法达到保护电位，进而使被保护物无法得到完全的保护。输气管理处梁平输气作业区二、站场及管道现场基本情况如图所示，渡南线连接南坝输气站与渡口河输气站，渡净线连接渡口河输气站与宣汉净化厂，两条管线总长约3公里。南坝输气站设有防腐间，渡口河输气站因尚未完成建设，阴极保护装置尚未安装。因当前生产需要，需由南坝输气站向宣汉净化厂供气，应及时对渡南线、渡净线两条管道实施阴极保护。作为临时阴极保护之用，考虑在南坝输气站从南坝输气站上的另一条出站输气管道通电点搭接电缆至渡南线；在渡口河输气站，将3、4两点的电位测试桩保护端进行搭接，临时性实现由南坝输气站向渡南线、渡净线供电实施阴极保护的目的。输气管理处梁平输气作业区二、站场及管道现场基本情况34输气管理处梁平输气作业区三、故障表现及原因分析南坝输气站设置为-1.40v。开启恒电位仪后，测得3、4、6点电位均为-0.7v左右，出现大面积掉电现象。通过断开渡口河输气站3、4点的电缆连接线，在开启恒电位仪情况下，测试发现3点测试桩保护端电位为-1.347v，表明渡南线输气管线可以正常进行阴极保护，而渡净线无法正常实施阴极保护。（图中3、4点跨接情况下）-1.40V-0.7V-0.7V-0.7V√输气管理处梁平输气作业区三、故障表现及原因分析南坝输气站设置为-1.40v。开启恒电位仪后，测得3、4、6点电位均为-0.7v左右，出现大面积掉电现象。通过断开渡口河输气站3、4点的电缆连接线，在开启恒电位仪情况下，测试发现3点测试桩保护端电位为-1.347v，表明渡南线输气管线可以正常进行阴极保护，而渡净线无法正常实施阴极保护。（图中3、4点断开情况下）-1.40V-1.347V×输气管理处梁平输气作业区三、故障表现及原因分析针对以上问题，分析可能存在的原因有：①渡口河输气站4点的绝缘接头接线接反导致保护端电流通过站内接地网流失；②渡口河输气站4点的绝缘接头保护端掉线，未焊接好且处于水中③宣汉净化厂6点处未加绝缘接头④管线B线路上存在大面积的金属构筑物搭接，或者存在管道搭接现象；⑤宣汉净化厂内6点处绝缘接头失效或接线有误。输气管理处梁平输气作业区四、现场故障分析处理现场故障排查处置（1）在断开3、4点连接电缆线的情况下，对渡口河输气站3点处电位测试桩上的搭接线（用于渡南线至渡净线搭接）进行测试，显示电位为-1.347v，证明渡南线能够正常送电，如下图。3号点输气管理处梁平输气作业区四、现场故障分析处理现场故障排查处置（2）由于无法判断渡净线保护端与非保护端，采取依次搭接测试V1、V2的方法，测试结果：V1：-0.768v；V2：-0.698v；自然电位V0：-0.614v。出现了从-1.347v直接掉至-0.7v左右的大面积掉电现象。3号点输气管理处梁平输气作业区四、现场故障分析处理现场故障排查处置（3）为了进一步判断V1与V2哪端为保护端与非保护端，采取搭接一端，测试渡净线进站干线球阀注脂嘴对地电位的变化。测试结果：搭接V1前后，注脂嘴对地电位几乎无变化为-0.748V；搭接V2前后，注脂嘴电位由-0.748v增加至-0.785v，有明显的电位增加现象，故可以判断V2为非保护端，V1为保护端。输气管理处梁平输气作业区四、现场故障分析处理现场故障排查处置（4）为了衡量恒电位仪的运行情况变化，我们搭接已经确定的保护端V1，恒电位仪变化显著：搭接前输出电压为7.4v、输出电流为0.78A；搭接后，输出电压为19.2v、输出电流为2.19A。恒电位仪功率显著增加，加大机器运转负荷。输气管理处梁平输气作业区四、现场故障分析处理现场故障排查处置（5）针对4点处的绝缘接头具体情况，请土建单位进行了开挖：搭接V1保护端，测试焊接点为-0.734v，现场施工质量稍差，但也不至于影响大面积掉电，排除测试线缆焊接问题。输气管理处梁平输气作业区四、现场故障分析处理现场故障排查处置（6）通过对渡净线进行PCM检测，输出总电流控制100mA，对管道沿线进行电流检测，测得线路上电流为74mA，基本确定线路上无大型搭接问题。输气管理处梁平输气作业区四、现场故障分析处理现场故障排查处置（7）针对净化厂渡净线避雷器接反情况进行排查：对避雷器保护电缆与接地电缆均拆开，确保两电缆不接反，测试保护端V1为-0.775v（非保护端也搭接了，数据差不多），表明仍然出现大面积掉电，排除避雷器接反的假设。输气管理处梁平输气作业区四、现场故障分析处理现场故障排查处置（8）宣汉净化厂6点处未加绝缘接头问题判断：立刻联系净化厂方面，进厂进行查看，现场绝缘接头露天安装，外观质量较好，但无电位测试桩，排除无绝缘接头问题这一原因。但是在厂边发现有4个防爆接线箱的避雷器；查看站外，发现有3条管道是与渡净线进厂同沟敷设。输气管理处梁平输气作业区四、现场故障分析处理现场故障排查处置（8）通过入站核实现场以及对比安装图资料发现，渡净线进入净化厂处，安装有防爆接线箱。打开接线箱，发现避雷器保护接口端上接有两根电缆线（如下图所示）。经与安装图核实发现，其中一条电缆线是从保护端接口搭接至其它管道上的。在保证避雷器非保护接口线缆连接不变的情况下，将避雷器保护端接口电缆分开。由南坝输气站正常向渡南线供电情况下，现场测试焊接在渡净线保护端电缆时，测得电位数据为-1.4168V，说明此状态下能够正常向渡净线供电。而一旦将避雷器保护端的搭接线缆与焊接在渡净线保护端的输电线缆同时连接在防爆接线箱保护端接口时，电位异常，无法正常供电，说明搭接线缆在与其它管道相连后，存在其它管道与接地体相连导致大面积掉电问题。现场将搭接线断开后，只将渡净线电缆线连接至避雷器保护端接口后可以实现正常供电。输气管理处梁平输气作业区四、现场故障分析处理现场故障排查处置输气管理处梁平输气作业区四、现场故障分析处理4-1现场故障排查处置输气管理处梁平输气作业区五、结论和建议一、从设计和安装上应整体考虑支线阴极保护系统问题现如今，作为输气站场与各净化厂之间连接支线存在资产模糊问题，从而导致类似支线在设计和管理上存在独立性。双方在设计和管理上可能存在差异，致使阴极保护工作未形成系统性。从此次故障的处理过程可以发现，安装图上的要求能够兼顾到多条管道运行过程中保护端与非保护端的隔离问题，从思路上是想通过搭接形式，保障各条管道在遇雷击情况下，都能够较好地实现避雷作用，保护绝缘接头结构和功能的正常完善。但由于搭接管道的线路及另一端可能因施工问题存在管道直接对地接地现象，从而导致管道阴极保护系统无法正常有效实施，管道无法正常输电。因此，在设计及安装上应该整体考虑阴极保护系统，而不能够仅从单一角度解决某一问题，这样容易导致延伸问题出现。输气管理处梁平输气作业区五、结论和建议二、现场生产故障处理应紧密结合理论与实际此次故障排查过程，分别从渡净线渡口河输气站绝缘接头一端至净化厂防爆接线箱一端进行了全线关键疑似点的全面排查。过程中，采取边分析、边测试的方法逐步推进故障处理工作，通过对绝缘接头接线及故障排查、线路搭接问题排查、防爆接线箱故障排查，结合到现场安装图和数据测试，最终找到故障原因所在。生产故障问题的处理，应该以现场客观事实为基础，以现场数据分析为突破口，以专业理论知识为指导，紧密结合，科学判断，才能够有效处理各类生产故障问题。输气管理处梁平输气作业区汇报完毕