1. 引言

我國埋地鋼質油氣管道的陰極保護從六十年代開始，在新疆、大慶、四川等油氣管道上推廣應用，目前，全國主要油氣管道已基本安裝了陰極保護系統，收到明顯效果。但由于各種原因，少部分管道在施工安裝時，陰極保護未與主管道施工同時進行，造成管道已經使用，且部分管道已經開始腐蝕或腐蝕較嚴重，而補做強制電流陰極保護。下面，針對實際工程中，一條長175KM的天然氣管道補做強制電流陰極保護的工程，淺談監理在工程整個施工過程中的控制要點。

1. 工程概況

某天然氣管道∮273×6，材質為L290，長約175KM，已經投入運行三年，由于施工時未進行陰極保護施工，現管道已開始腐蝕，故按要求，對該段管道補做強制電流陰極保護。由于考慮到對現有管道腐蝕狀況進行測試，費用較高，故業主未在施工前，對管道腐蝕狀態進行測試；同時，對原設計的五座陰保站進行了變更，改為六座陰保站，管道兩端處各設一站，站間間距35KM；陽極床為20根高硅鑄鐵陽極組成，淺埋立式埋設，埋設深度≥2m，陽極床與管道間距≥80m；電位測試樁每公里一個，電流測試樁每5-8KM一個，恒電位儀采用50A/50V。

1. 施工準備過程中的監理控制要點

3.1施工企業資質及人員資質審查
   由于陰極保護施工的專業性較強，故施工單位的選擇必須選擇專業的施工隊伍，施工人員具備相應資質。在業主選擇施工單位時，業主會同監理單位一起對施工單位進行了考察，選擇了一家專業進行陰極保護施工的企業，該企業同時生產陰極保護主要材料及設備，包括測試樁、高硅鑄鐵陽極、飽和硫酸銅參比陽極，恒電位儀及控制臺等。由于該企業自己生產主要材料及設備，能更好的控制施工質量，同時能避免由于材料設備發生質量問題引起扯皮的情況，故業主和監理單位一致選定其作為施工單位。
3.2主要材料及設備的審查
   陰極保護施工的主要材料為高硅鑄鐵陽極，其具有良好的導電性能，允許電流密度為5-80A/㎡，消耗功率小于0.5kg/A.a，其外包焦炭顆粒，表面用鋁皮鉆小孔做成圓筒狀；恒電位儀采用50A/50V，兩臺，互為備用，觀察全部零件是否正常，元件有無腐蝕、脫焊、損壞、各連接點是否可靠；電纜采用VV-0.6/1KV 1×6m㎡等規格銅芯帶鎧直埋電纜，以上材料設備都需具備出場合格證書和檢測報告。
3.3施工組織設計的審查
   3.3.1由于在施工前，未對管道腐蝕情況進行測試，故施工組織設計中提出，對保護電位達不到要求的地方，附加犧牲陽極保護。監理單位認為，由于管道腐蝕情況未明，可以考慮在達不到保護電位的地方，增加陰保站或犧牲陽極保護，根據具體保護效果確定，并提醒業主，有可能造成工程造價增加。
   3.3.2設計中，陽極床埋設方式為淺埋立式埋設，施工組織設計中施工單位采用淺埋水平式埋設，監理單位征得業主同意，由施工單位提請設計進行了設計變更，采用淺埋水平式埋設，并要求陽極床的地址選擇保證土壤電阻率≤50歐姆米。
   3.3.3由于管道是處于運行狀態，管道內天然氣壓力為0.8-1MPa，施工組織設計中未提及在管道與電纜焊接前，對管道壁厚進行測試，且沒有專項安全施工方案。故監理單位提出，施工單位須具備管道壁厚測試儀器，在焊接前必須進行管道壁厚測試，并要求施工單位編制了專項安全施工方案。
4、施工過程中的控制要點
 4.1陽極床地址的選定
陽極床是整個強制電流陰極保護的核心，其與管道的距離愈遠電流分布愈均勻，但是過遠會增加引線上的電壓降和投資。由于設計陰保站間距為35KM，故與管道間距采用80m，同時，按以下原則選擇陽極床地址：
1）、地下水位較高或潮濕低洼處；
2）、土層厚，無石塊，便于施工；
3）、土壤電阻率小于50歐姆米；
4）、對鄰近的金屬構筑物干擾較小，陽極床與被保護管道之間不得有其他管道；
5）、陽極床位置與管道匯流點距離適當；
陽極接地電阻約占直流回路電阻的60%，大部分能量損失是由它造成，因此合理的選擇陽極床位置，降低接地電阻是十分重要的工作。
按以上原則，對施工單位預先選定的陽極床位置，監理單位均派人參與了前期施工勘探及土壤電阻率測試，并確定了施工勘探的三個點，陽極床兩端和中間共三點，達到要求，才對陽極床位置進行了確定，同時修建陰極保護間。
  4.2陽極引出線與電纜的焊接
     陽極與電纜的連接采用鋁熱焊劑焊接，主電纜不準許有斷點。在施工過程中，出現過陽極引出線與主電纜中間焊接時，由于操作不當，造成焊接點熔斷，監理單位立即要求施工單位對此根電纜進行了更換。
  4.3測試樁施工的施工工藝控制
     測試樁施工，按以下施工工藝進行：開挖管道→天然氣檢漏→剝離防腐層→管道壁厚測定→管壁表面清理→管壁與測試樁電纜鋁熱焊接→熱熔膠封閉→補傷片防腐→電火花儀檢測→電纜與測試樁連接→埋設測試樁→回填。由于管道仍處于運行狀態，故施工工藝中的天然氣檢漏和管道壁厚測定非常重要，是后續施工工序安全施工的重要保障，監理單位旁站監理時，要求施工單位嚴格按施工工藝施工，保證了施工質量和安全。本工程施工過程中，未發現有天然氣泄漏情況，每次管壁厚度測試均＞5mm，未發生安全事故。

1. 通電后保護電位的判定

5.1通電后，管道是否達到最小保護電位，應根據瞬時斷電電位進行判斷。目前流行的
通電電位測量方法簡便易行，但對測量中的IR降（土壤中電壓降）的含量沒有足夠重視。為消除陰極保護電位中的IR降影響，宜采用斷電法測試管道的保護電位。
   5.2最大保護電位的限制應根據覆蓋層及環境確定，以不損壞覆蓋層的粘接力為準，判斷陰極保護電位是否過大應以瞬時斷電電位為判斷基礎，只要斷電電位不低于設計規定的最大保護參比電位，通電電位再大都沒關系。
6、結束語
   對管道進行強制電流陰極保護施工，是管道達到設計使用壽命的重要保障，一般是和管道埋設一起施工，從而保證了管道從開始運行就不受或減少腐蝕。對已經投入運行的管道補充陰極保護施工，工程造價高，施工難度大，施工中安全隱患大，因此監理人員一定要把安全放在第一位，重視質量，前期準備工作一定要細致，在施工單位的選擇、原材料和設備的檢查、施工和安全方案的審定等方面協助業主把好關，關鍵部位、關鍵工序實行旁站監理，才能保證施工質量和安全，使工程達到預期效果。
 
參考文獻：

1. SY/T 0023-97埋地鋼質管道陰極保護參數測試方法
2. SY/T 0036-2000埋地鋼質管道強制電流陰極保護設計規范
3. SY/J 4006-1990長輸管道陰極保護工程施工及驗收規范
4. SY/T 0019-97犧牲陽極保護設計規范
5. 馮洪臣，科普防腐工作手則