碳钢测试桩（管道排流防爆检测桩）是输油管道阴极保护系统中用于监测电位、电流、绝缘性能及排流效果的关键设备，其设计需兼顾防爆性能、防腐能力与检测精度，以下从构成、功能、应用场景、技术要求及维护要点五个方面展开说明：
一、基本构成
- 桩体：采用碳钢材质，具有高强度和耐久性，能承受土壤压力、机械冲击及恶劣环境。桩体设计需防水、防潮、抗机械损伤，通常为圆柱形或方形结构。
- 测试接线板：由环氧绝缘板制成，内置铜质接线端子（如T2或T3铜），确保导电性与抗腐蚀性。接线板集成多个接线柱（通常6-8个），用于连接电位、电流、绝缘性能等测试探头。
- 防爆组件：在接线盒、传感器等部位采用防爆设计（如隔爆型或增安型），防止电火花引发爆炸，符合石油天然气行业防爆标准（如Ex d IIB T4）。
- 铭牌与标识：标注测试桩编号、位置、测试参数、维护单位等信息，便于管理。部分型号配备反光标识或荧光涂层，提升夜间可视性。
二、核心功能
- 电位监测：通过连接参比电极（如饱和硫酸铜参比电极），测量管道对地电位（通电电位、断电电位），确保电位在-0.85V至-1.2V（CSE）范围内，避免过保护或保护不足。
- 电流分布评估：在绝缘接头处安装霍尔效应传感器或钳形电流互感器，监测电流分布均匀性，优化阳极地床布局。
- 绝缘性能检测：利用绝缘电阻测试仪测量管道与土壤、管道与管道之间的电阻值，评估绝缘状态，防止电流泄漏。
- 排流效果验证：在杂散电流干扰区域（如电气化铁路、高压线附近），通过测试桩数据验证排流装置（如极化排流器、接地电池）的效果，确保管道电位稳定。
- 防腐层完整性检测：结合电位梯度法，通过测试桩数据定位防腐层破损点，指导局部修复。
三、应用场景
- 长输油气管道：如西气东输、中俄东线等，跨越沙漠、戈壁、平原、山区等复杂地形，土壤电阻率差异大，需分段监测保护效果。
- 城市地下管网：燃气管道与地铁、电缆等地下设施交叉或平行敷设，易受杂散电流干扰，需加密布设测试桩。
- 储罐底板监测：大型原油、成品油储罐底板长期与土壤接触，需监测底板边缘电位，评估保护电流覆盖范围。
- 海上设施：固定式平台、浮式生产储卸油装置（FPSO）的钢桩及导管架，需使用抗海水腐蚀的参比电极（如高纯锌电极）进行电位监测。
