雜散電流對韓渭西煤層氣管道的腐蝕影響及防護(hù)

張占華（中石油渭南煤層氣管輸有限責(zé)任公司，陜西 渭南 714000）

雜散電流對韓渭西煤層氣管道的腐蝕影響及防護(hù)

張占華（中石油渭南煤層氣管輸有限責(zé)任公司，陜西 渭南 714000）

雜散電流對煤層氣管道帶來了一定的腐蝕與影響，本文主要結(jié)合韓渭西煤層氣管道分析了雜散電流的成因、腐蝕影響以及具體的防護(hù)對策。

雜散電流;韓渭西煤層氣;腐蝕影響;防護(hù)對策

近年來，高速鐵路建設(shè)事業(yè)不斷發(fā)展，大量的高壓電線逐漸建設(shè)起來，使得其所處的地理環(huán)境土壤內(nèi)部有著大量的雜散電流，煤層氣管道受到雜散電流的影響則將出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象，從而影響管道的安全運(yùn)行。

1 韓渭西煤層氣管道簡介

此管道起點(diǎn)為陜西省韓城市芝川鎮(zhèn)韓城首站，途經(jīng)合陽縣、澄城縣、大荔縣、蒲城縣、渭南市臨渭區(qū)，最終落腳于西安臨潼區(qū)交口鎮(zhèn)。其管道的設(shè)計壓力為4.0Mpa,管道直徑為559毫米，管道材質(zhì)L360，整個管道系統(tǒng)設(shè)計了5個分輸站、5個閥室，負(fù)責(zé)向沿線各縣市輸送韓城區(qū)塊煤層氣。韓渭西煤層氣干線管道整體上采用3PE防腐層和外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)的方式，從而達(dá)到安全防護(hù)的目的。

2 雜散電流的形成與腐蝕影響

2.1 雜散電流的形成

雜散電流是指在設(shè)計或規(guī)定回路以外流動的電流，簡單說就是非規(guī)律性運(yùn)動的電流。其成因主要來自于電流泄漏，位于土壤內(nèi)部的雜散電流會通過管道某一部位進(jìn)入管道，通過管道間來流動，流動一段距離后則將離開管道流向土壤，離開管道的地方就會發(fā)生腐蝕，實(shí)際的流出點(diǎn)較多，例如：鐵路系統(tǒng)等，雜散電流所產(chǎn)生的干擾有動靜之分，根據(jù)來源劃分則有直流和交流之分。

2.2 雜散電流的腐蝕影響

不同于金屬的自然腐蝕，雜散電流本質(zhì)上是電化學(xué)腐蝕，其中前者的腐蝕電流值只有幾十毫安，然而，后者的腐蝕電流則較大，最高時達(dá)到幾百安，后者是前者的幾百倍，由此看來雜散電流所帶來的腐蝕破壞程度較大，腐蝕速度也更大。

雜散電流容易對煤層氣管道帶來一定的腐蝕與干擾，這種腐蝕異常快速，甚至?xí){到周圍管道的安全，從而帶來更為嚴(yán)重的隱患問題，從而加快管道腐蝕與破壞，甚至對整個輸氣管道系統(tǒng)帶來致命性影響。

2.3 交流雜散電流的腐蝕

電流一般來自于電氣化鐵路牽引系統(tǒng)，接地系統(tǒng)等，一般憑借阻性、容性耦合等方式在鄰近管道中出現(xiàn)雜散電流，如果管道同輸電線路之間保持平行、靠近等，交變相電流所帶來的磁場則將施加在管道，從而出現(xiàn)二次交變電壓、電流等，如果三相輸電線路內(nèi)部的零線電流較大，則可能出現(xiàn)更高、更大值的輸送性電流，最終出現(xiàn)不平衡系統(tǒng)，對此將出現(xiàn)高于百伏的電壓。

其對金屬管道的腐蝕作用相對較低，但是依然需要加以重視，因為交流電的出現(xiàn)將導(dǎo)致電極表層發(fā)生極化功能，從而讓管道更受腐蝕，甚至可能導(dǎo)致保護(hù)層破損、腐爛，擾亂陰極保護(hù)，管道無法被安全保護(hù)，當(dāng)管道遇到特殊故障時，還可能導(dǎo)致管道絕緣層受損、擊穿等。

2.4 直流雜散電流的腐蝕

直流雜散電流的腐蝕具體體現(xiàn)為：較大的干擾性，這一電流的干擾具有一定的范圍性、區(qū)域性，某局部地區(qū)出現(xiàn)雜散電流擾動，則將導(dǎo)致其附近的埋地金屬遭到干擾，而且干擾影響有著交互功能，彼此間能夠被干擾影響。

同時，雜散電流有著較大的分布范圍，十分復(fù)雜、多變，不同于交流雜散電流，直流雜散電流對于整個煤層氣管道的干擾性主要體現(xiàn)在位置、時間等的不同和差異，通常位于鋼軌較近的管道，更容易受到干擾，車輛停止運(yùn)轉(zhuǎn)后，電位則將趨向于平穩(wěn)，相反，距離軌道較遠(yuǎn)的管道，電位則不會遭受干擾。

直流雜散電流所產(chǎn)生的腐蝕更快，出現(xiàn)這一電流時，管道中的電位則較高，甚至達(dá)到8-9V，其中流經(jīng)的電流也可以上升至幾百安，從而造成更大程度的腐蝕作用，參照相關(guān)的科學(xué)定理，1A直流電流所造成的腐蝕量大概達(dá)到9.1kg,如果持續(xù)地遭受雜散電流的影響，則可能導(dǎo)致管道壁慢慢受損、變薄，對此則要加以防護(hù)與改善，否則將造成管道腐蝕穿孔，甚至可能導(dǎo)致煤層氣泄漏、爆炸。

3 韓渭西煤層氣管道雜散電流的防護(hù)

韓渭西煤層氣管道因為遭到雜散電流等的干擾與破壞，重點(diǎn)體現(xiàn)在高壓輸電線、直流電氣鐵路兩大方面，前者對于周圍地下管道四周的土壤的電位梯度有著不同程度的干擾，在電位梯度方面平行方向的管道明顯高于豎直方向，管地電位的正向偏移值與波動值等一般和高壓線之間的距離相關(guān)，二者呈反比例關(guān)系，如果管道途經(jīng)直流鐵路，管地電位則可能在列車通行過程中出現(xiàn)一定程度的振動、當(dāng)列車靜下來時，管道電位則將回歸至常規(guī)狀態(tài)?？梢越柚纸徊娣▉韺?yīng)監(jiān)測、檢查管地電位梯度、土壤電位梯度。

雜散電流對管道所帶來的破壞需要積極地防范與規(guī)避，具體措施就是盡量將雜散電流逐漸從管道中引出，使其倒轉(zhuǎn)、回歸到干擾源的負(fù)回歸網(wǎng)絡(luò)，以此來防范干擾。類似的排流保護(hù)還包括：直流排流、極性排流、接地排流等。具體應(yīng)該選擇哪種排流模式，則需要參照現(xiàn)實(shí)的干擾程度、場合等來選擇，例如：靠近干擾源接地體的管道，陽極區(qū)相對穩(wěn)定、無波動時適合選擇直流排流，然而，其缺陷體現(xiàn)在運(yùn)用空間受限。極性排流則可以用在被干擾管道極性電流發(fā)生正負(fù)電流變換的場合，實(shí)際使用過程中有著自身的優(yōu)勢，例如：便于裝配、運(yùn)用范圍較大等，如果管道同軌道之間電位差存在差異時，則會影響保護(hù)效果。

也可以嘗試多種排流方法并用的方式，例如：負(fù)電位排流、極性排流并存，具體的操作方式為：設(shè)計一對接地陽極，讓二極管同管道之間連接，從而有效控制了干擾，也帶來了一定的陰極保護(hù)。如果管道中出現(xiàn)干擾性電壓，二極管則將承受一定的正電壓，同時，電流也能憑借接地體來逐步引向大地，相反，管道電壓為負(fù)極時，二極管則將承擔(dān)反向電壓，不能夠通電。

4 結(jié)語

雜散電流對韓渭西煤層氣管道有一定的腐蝕影響，其中既包括直流雜散電流，又包括交流雜散電流的腐蝕，實(shí)際的腐蝕作用有一定的原理和規(guī)律，最關(guān)鍵是要掌握其中規(guī)律，而且要及時采取措施來防范腐蝕，保護(hù)管道安全。

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