杂散电流对油气管道腐蚀的影响

摘要：随着我国长输油气管道里程的不断增长，杂散电流引起的管道腐蚀问题越来越被人们所关注。本文阐述了杂散电流对油气管道腐蚀的基本原理、特点，针对杂散电流的特点，提出了防止杂散电流对油气管道腐蚀的措施。

关键词：杂散电流；油气管道；腐蚀影响

近年来，中国在能源、电力、交通等领域取得了快速发展。这也使得铺设地下油气管道更容易与高压输电网络、电动轨道车等平行或相交，甚至出现了一些输电线路、铁路和油气管道集中的走廊情况，从而导致在埋地油气管道中造成越来越严重的杂散电流干扰。如果埋地油气管道的腐蚀防护层受损，杂散电流会流人管道，造成管道腐蚀，同时干扰管道阴极保护系统，造成经济损失，甚至造成严重后果比如安全事故和环境污染等。传统的检测技术不能很好地检测油气管道杂散电流。盲目选择干扰保护不仅能起到减缓作用，反而会造成腐蚀的加速。因此，埋地油气管道杂散电流检测与保护的研究是当前管道保护中的重要问题之一。

一、杂散电流腐蚀特点

杂散电流腐蚀指的是散流在地层的电流对地下钢质管道造成的腐蚀，也可以叫做干扰腐蚀。主要是由于电气化铁路、电车、地下电缆泄漏、建筑物接地装置等产生的杂散电流，一般分为交流和直流两种杂散电流。杂散电流的腐蚀特点如下：

第一是强度高，危害大。如果埋地钢质管道仅发生自然腐蝕的情况下，腐蚀电流仅为几十毫安。而如果当土壤中有杂散电流时，通过的电流陡增，可以达到几百安培。杂散电流强度越大，金属腐蚀量越大。两者之间成正比关系，符合法拉第定律。

第二，它具有广泛的范围和很强的随机性。杂散电流具有广泛的影响范围，可以达到几公里甚至几十公里。这与引起杂散电流的外部电流源密切相关。杂散电流干扰的发生往往是随机变化的，无论电流方向、强度如何，都与外部电源设施的负载情况、轨道连接、管道绝缘的变化相关，所以保护起来有一定的难度。

第三，腐蚀部位高度集中。杂散电流通常在管道的接地阻抗较小的位置流入土壤，因此杂散电流腐蚀也集中在这些部位。对于具有防腐涂层的长距离油气管道，腐蚀通常聚集在防腐蚀层具有缺陷的位置。

最后，直流杂散电流更具腐蚀性。对于交流电的腐蚀现象，国内外的研究历史已有几十年，通常认定其腐蚀能力为直流腐蚀的1%到2%。因此，直流杂散电流具有相对更强的腐蚀性。

二、杂散电流腐蚀防护措施

在高压输电线沿线铺设管道时，高压输电线路和电气化铁路会对管道造成干扰，增加管道的腐蚀速度。所以管道应尽量远离交流和直流干扰源，同时做出对应的防护措施。

（一）尽量避开干扰源

在勘测设计阶段，管道应做好杂散电流保护T作，即在满足设计安全要求的前提下，避免可能的电流干扰源，如T厂、输电线路、铁路等；如果管道已经收到了杂散电流干扰，针对这种情况，重新铺设管道不现实，可以采取加设绝缘法兰等设备，将干扰段管道与其他区段分开。按照燃气管道工程设计标准规定，除隧道专用隧道和桥梁外，禁止通过铁路公路隧道、桥梁、变电所和大型客运站。交流放电保护行业标准中，管道和lOkV或35kV高压输电线路的排流点距离为2.5m，llOkV和220kV高压电力线的排流点距离为15m和30m。

（二）保护措施

白上世纪80年代中期以来，在总结国内外直流排流保护经验的基础上，经过不断的研究、探索，逐步形成了一套杂散电流干扰腐蚀综合治理的方法。所谓杂散电流干扰腐蚀综合治理是指在采取排流保护措施前，对影响管道排流保护的诸因素进行全面细致的调查；在采取排流保护措施时，根据不同地域、不同管道、不同管段的具体情况，采取具有互补作用的多种排流保护措施；在排流保护措施实施后，强化对管道排流保护系统的监测和管理，并根据杂散电流干扰状况的变化及时调整管道排流保护系统的运行。这套方法包括如下措施：

1.直接排流法

将油气管道直接连接到电气化铁道的负极或钢轨上。该方法不需要排流设备，操作简单，成本低，排流效果出色。然而，当管道的接地电位低于行走轨道的接地电位时，行进轨道的电流将流人管道并引起回流。因此，这种排流方法仅适用于管道的电位总是高于轨道接地电位并且不引起回流的场所，并且这种机会是有限的，所以这种方法的应用是有限制的。

2.极性排流法

由于负荷的变化，变电站负荷分布的变化等，管接地电位低于轨道接地电位引起回流是很普遍的。为了防止回流，使杂散电流只能从管道中流入轨道，单向二极管整流器、反向电压继电器等必须安装在漏极电路中。这种装置被称为排流器，这种防止回流的排流法称为极排法。极排法易于安装所以得到广泛应用。

3.强制排流法

将直流电流加到油气管道和行走轨道的电气线路上，以促进排流。当管电位正、负极性交替、电位差小、环境腐蚀性大时，可采用这种保护措施。通过强制排出装置将管道与行进轨道连接，杂散电流通过强制放电装置的整流环排人运行轨道。当没有杂散电流时，强制放电装置为管道提供阴极保护电流，使管道处于阴极保护状态。强制排流法具有广泛的保护作用。当铁路停用时，可以为油气管道提供阴极保护，但它对行驶轨道的电位分布有影响，需要额外的动力。

4.接地排流法

这种方法与前三种排流方法不一样。管道上的排流电缆不直接连接到运行轨道上，而是连接到埋地辅助阳极，其将杂散电流从管道排出到辅助阳极，穿过土壤并返回到运行轨道。地面放电法使用方便，但效果不显著。需要辅助阳极，必须定期更换辅助阳极。

三、结语

杂散电流会对油气管道造成电化学腐蚀危害，严重威胁油气管道的运行安全性，缩短油气管道的使用寿命。因此，必须采取保护措施来控制杂散电流引起的电化学腐蚀，减少油气管道受到的危害。首先，我们必须控制在源杂散电流的形成，以减少杂散电流。二是采用适当的排流方式抽油气管道。虽然杂散电流给油气管道带来了很大的危害，但只要采取合理有效的保护措施，就可以减少对油气管道的危害，达到保护和控制的目的。

参考文献：

[1]李明，董列武，谢成，席罡，王晓霖.输油管道杂散电流检测评价与防护实践[J]材料保护.2017，50（2）：91-95

[2]程猛猛，赵文峰，杨圃，徐长峰，朱辉输油管道防腐技术存在问题及解决办法[J]全面腐蚀控制2017，31（3 ）：29-32

[3]刘伟油气管道腐蚀因素分析[J].石化技术.2018（2）

[4]张立军交流杂散电流对埋地管道腐蚀机理研究[D]大连理工大学2017

推荐访问:油气 电流 腐蚀 管道 影响