杂散电流对长输管道的危害分析与解决措施

高华亮

摘 要：杂散电流从性质上分直流和交流杂散电流两种。直流杂散电流的强度强、发生频率高、危害严重。直流杂散电流从根源上和其特征上又能分成静态、动态直流杂散电流两种。、管道埋设位置应在动土层下面，要整体距地面一米六以下。在工业设施中由于阳极机床，高压的输电线路等一些具有电力设备的漏电和其与管道产生一些电磁感应产生杂散电流，对管道有很强的腐蚀。本文针对杂散电流对管道的危害进行研究，对未来的管道防护有一定的指导意义。

关键词：长输管道铺设；管道泄漏；杂散电流；泄漏腐蚀管道；管道防护

气候环境干旱，夏天炎热，冬季寒冷，温差大的地区原油管线采用埋地铺设方式，而埋地管道是石油和燃气运输行业最主要的载体也是目前来说最有效的方式。某地区管道铺设路线中土质成分是浅红色粉状的黏土其中含有丰富的石膏，其大部分的土壤电阻率的值在10-25Ω，土壤的PH值是7.2-7.7，并含有硫酸盐和氯化物对管道具有一定腐蚀作用；本文介绍管道铺设的环境和杂散电流对管道的危害。而目前埋地石油管道材料是钢制的，在地下管道，在情况复杂的电化学环境中容易发生杂散电流的腐蚀和其他微生物腐蚀，容易产埋生管道泄漏、穿孔经常出现。最近几年石油管道铺设程度加大附近电气化逐渐扩大，增加杂散电流的事故概率，当杂散电流泄漏就会腐蚀管道。本文针对杂散电流对管道的危害进行研究，对未来的管道防护有一定的指导意义。

1 杂散电流定义

杂散电流从性质上分直流和交流杂散电流两种。直流杂散电流的强度强、发生频率高、危害严重。直流杂散电流从根源上和其特征上又能分成静态、动态直流杂散电流两种。静态直流杂散电流定义是有稳定的干扰源既是电流不会随时间的变化而变化，而最常见的干扰源是管道旁边有工业设备的地床是阳极；动态直流杂散电流是指电流随时间的变化而变化，其主要的干扰源是电气机车。杂散电流破坏极大，对管道的腐蚀范围广，例如地铁产生的杂散电流将会对地铁所经过的地区地下管道系统产生很大的影响，这是因为杂散电流源和接地电阻，防腐管的绝缘电阻，土壤电阻率，其不断改变电流的大小，所以杂散电流的流动是随机的，对管道难度的保护。

2 杂散电流腐蚀管道的原理

大地的土壤中有各种各样的离子，说明其是一个复杂的电化学系统，当涂覆有埋在土壤中的管道的涂层，当不施加任何保护，一旦发生管道涂层缺陷或剥落的，管道本身将直接与接触大地，形成电化学结构，当管道是具有阳极，土壤具有阴极。管道将原来的电池原理产生电化学腐蚀。因为管道通过不同的土壤有不同的含氧程度，压力，离子浓度等情况不一，当在不同的土壤条件下管道防腐外层脱落时，有可能产生电偶腐蚀，在这种条件下腐蚀电池阳极和阴极都在管道上。这时存在杂散电流，管道的阴极保护的平台要被破坏，这是因为杂散电流产生的条件中，土地作为导体形成电流回路，也就是说杂散电流跟着阴极保护电流叠加在土壤和管道中传播的，通过电流叠合原理可知，杂散电流是能够增强阴极保护的效果条件是其电流的方向和阴极保护电流方向是相同的，但是两种电流方向相反时，就会降低原先的保护程度。现在我们用具体的电压数据来说明：当杂散电流进入点旁边的电压比管地电压小-0.74V说明管道是在保护的环境中的；与其相反，管道是在欠保护的环境中。杂散电流的强度与杂散电流流入点和管道附近电位绝对值成正比，它们的值越大对管道被腐蚀的情况就越强。

3 杂散电流对管道的危害与对策

在很多地区的气候条件比较恶劣，昼夜温差很大，冬天寒冷、夏天酷热，冬夏季交替时间快，尤其是风雪寒冷季节，持续时间长，并且冻土层较深，因此应该高度重视输油管道的保护工作。输油管道一般情况下都是埋藏在土壤中的，但是土壤中复杂的电化学环境造成了不同地段土壤的电化学环境的差异性。随着时间的推移，在这种环境中就容易造成管道本身防腐层的老化和脱落，而且一旦出现这种现象，管道发生电化学腐蚀的可能性就较大。引起管道腐蚀的因素有很多，其中杂散电流就越来越被重视。杂散电流是钢制管道腐蚀泄漏最主要的因素之一。直流电流流动在轨道上和其他管道，其有可能性泄漏到土壤中，又会回到埋地管道上，形成回路。在过程中泄漏一些电流就是产生了杂散电流。在电流流动的过程中，形成腐蚀电压对钢制管道破坏很大。一般而言，杂散电流产生的腐蚀是土壤的好几倍（在没有杂散电流的时候，土壤的腐蚀电位差0.3-0.35V，而存在杂散电流时的电位可高达8-9V）。并且这种情况下对我们输油的管道影响很大，会缩短使用的年限，影响正常的安全运作。而在我们设计管道路线的时候，一般要节约成本，施工时以直线为主，这样就会造成在铁路线和其他管道铺设，这样就形成杂散电流的温床。当受干扰的管道上存在1平方米的防腐层破损，并且在此处有一毫安的杂散电流流出，那么就可以计算出杂散电流对管道的腐蚀速度为1毫米/月。然而，当出现杂散电流的强度大于1毫安、流出面积小于1平方米的情况时，腐蚀的速度会更快。1毫安的杂散电流可以导致在半年左右的时间里，5毫米的管道出现1平方米的蚀孔，出现这种现象并不足以令人惊讶。

4 结束语

埋地管道随着时间的流逝，受到各种腐蚀危害的事件越来越多，其中杂散电流的腐蚀作用越来越引起人们更多的关注。随着人们对腐蚀的不断深入研究，防腐措施也越来越完善，由于杂散电流产生的因素繁多，如何准确监测，评估危害，制定综合、经济、有效的防腐措施有待于人们的进一步研究。

参考文献：

[1] 王平，石秀山，何仁洋，等.杂散电流测绘仪在埋地钢制管道杂散电流检测中的应用[J].管道技术与设备，2006，（6）：17-18.

[2] 姜长洪，陈大庆，张廷新，等智能型雜散电流测试仪研制[J].化工自动化及仪表，2004，31（1） ：64-65.

[3] 吴长访，姚喆，刘玲莉，等.新大管道杂散电流干扰影响研究[J].油气储运，2007，26（6） ：41-44.