杂散电流对长输管道腐蚀的探讨与防护

摘 要：作为天然气、石油长距离输送的主要手段，长输油气管道通常情况下均为埋地敷设，敷设环境复杂，地域跨度大，所产生的破损泄漏不易被发现，且如果进行埋地管道维修的话需要征地并进行大量土方工程，需要耗费大量的时间和精力，所以，其防护越来越受到管道企业的重视。然而由于电气化铁路运营等因素产生的杂散电流对埋地管道造成了了严重的腐蚀破坏，成为了困扰埋地管道发展的瓶颈，阻碍了埋地管道的正常运行。所以研究杂散电流对长输管道的腐蚀影响，发现问题并予以整改，有效避免出现腐蚀泄漏的情况是维护管道安全使用的重要保障，下面我们就对此进行简单介绍。

关键词：杂散电流；长输管道；腐蚀

早在 1812 年 Davy便发现了杂散电流的腐蚀现象。20 世纪 60 年代，Schwalm 等人研究发现杂散电流对埋地金属结构具有强烈的腐蚀作用。据统计，截至 2014 年底，我国陆上油气管道总长度已超过 12 × 104km。因此，对长输管道杂散电流干扰腐蚀的研究具有重要意义。结合国内外最新研究成果，本文对杂散电流腐蚀的形成和危害以及防护措施等方面进行了详细介绍和分析。

1杂散电流的形成及危害

现如今，长输管道之所以会出现电解腐蚀主要是由于在其周围有许多的电车、大型输电工程以及电线杆等以接地为回路的输电系统。杂电流即不按正常路径流动的电流，多为交流高压输电系统、直流电解设备等产生的。这类电流作用在管道上，其破坏作用很大，通常从管道的一个地方流入，某一个地方流出，由于其不确定性，使得对管道的破坏较难预测。杂电流腐蚀相比土壤腐蚀具有更强的破坏力，埋地管道在杂电流的作用下，使得其不同部位的电位差十分明显，故导致其腐蚀速率加快。对管壁较薄的管道，在杂电流的腐蚀下，很短时间内便可出现穿孔的现象。该腐蚀的反应过程与土壤腐蚀类似，都是在阳极铁释放出电子，在阴极氧气和水得到电子产生氢氧根离子，最终生成铁锈。

杂散电流的危害性较大，其会对地下金属结构造成腐蚀作用，如果无法及时解决这一腐蚀问题，就会对规定交通周边金属管线、结构钢筋等造成严重损坏，导致结构钢强度降低，影响其使用寿命。如果城市轨道交通沿线的地下环境中有金属钢管，或者建筑工程钢筋等，杂散电流就会在金属导体中流动，在到达变电站附近后，再次流入变电站中，因此，在变电站的周边位置，金属管线即可形成阳极区（对大地为正）。当“正”接触导线时，阳极区在回流点处保持静止，因此，阳极区中的金属物正离子会流入大地中，进而发生电解腐蚀。

2杂散电流对长输管道腐蚀的防护措施

2.1避开干扰源

根据计划的埋地管道路线上的杂散电流源调查结果，修正原来的敷设路线，在保证安全要求的前提条件下，避开电气化铁路和高压输电线路等杂散电流干扰源。可以在长输管道内壁均匀的涂敷防腐涂料，使其与腐蚀性介质相隔绝。一些有机质料可以很好的隔绝管内介质对长输管道的侵害，并且与管内介质不反应不互溶。有胺固化环氧树脂和聚酰胺环氧树脂等有机质料，这类质料的涂层厚度为0.038 ～0.2mm。涂料过程中还要保证涂料层与长输管道内壁之间的粘黏性较好，所以还要必须对长输管道内壁进行表面处理，使其可以与涂料层直接粘黏牢固。

针对管内介质向管道外部散热所引发的侵蚀，可以在长输管道外部均匀涂加保暖和防腐的复合层。保温层可以采用保温效果好、保温范围合适的材料。一些塑料质地的材料恰好符合标准，它们的适用温度为-185 ～95℃。这类塑料质料质地一般比较松软，无法避免地下水渗透到保温层内，侵蚀保温层和长输管道。所以要加强它的强度，必要在保温层表面再加敷一层高密度聚乙烯层的防腐层，构成保暖和防腐双效应的复合质料布局。

2.2对干扰管道作转移保护

也就是说将杂散电流从被干扰管道区域排流回产生漏泄电流的电网区域中，巧妙转移杂散电流，以此来消除因为杂散电流影响而产生的管道腐蚀。从工程的规模、环境条件、保护范围以及有无外部电源，可以看出该长输管道阴极保护宜选用强制电流阴极保护方法，管线强制电流阴极保护系统主要由被保护阴极（管线）、辅助阳极和极化电源三部分组成。

2.3管道阴极保护法

陰极保护法的实施要满足两个数值，最小保护电位和最大保护电位。最小保护电位，就是“金属在电解液中发生阴极极化的情况下，总电位刚刚达到其腐蚀原电池阳极时的平衡电位”。这个最小保护电位值与所处金属的种类、介质的成分和浓度等因素有关，常用的数值为-850m V（此值相对于Cu-Cu SO4参比电极测定）。而最大保护电位，就是“被庇护金属表面容许的外加电流的最高电位值”。当阴极极化不受控制时，长输管道表面就会与涂层之间析出氢气，从而使涂层发生阴极剥离，所以阴极极化必须受到控制，也就是让汇流点的电位在其容许的范围内，不使金属表面发生析氢现象而使其涂层粘结力遭毁坏。这个最大保护电位值通常取-1.20V 至-2.0V 之间的值（此值相对于Cu-Cu SO4参比电极测定）。需要注意的是，对于施加阴极保护的长输管道要结合现实，做到经济合理、技术可行，因此这就要满足一定的条件，如下：

（1）要充分保证管道纵向连接的导电性；

（2）管道的覆盖层要充分保证有足够的电阻；

（3）要充分保证长输管道跟其他低电阻接地装置的电绝缘性。

结束语

综上所述，本文主要对杂散电流以及其对于长输管道腐蚀的影响进行了详细探究。根据本文分析可见，杂散电流会对长输管道造成腐蚀破坏，不仅会影响其使用寿命，而且还会威胁人们的生命安全，对此，应合理布设监测系统，加强杂散电流监测，并综合考虑干扰源采用有效的防护措施，加强防堵和排流，保证长输管道正常运行。

参考文献

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（作者单位：中国石化管道储运有限公司曹妃甸油库）

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