雜散電流對(duì)長(zhǎng)輸管道的危害分析與解決措施

高華亮

摘 要：雜散電流從性質(zhì)上分直流和交流雜散電流兩種。直流雜散電流的強(qiáng)度強(qiáng)、發(fā)生頻率高、危害嚴(yán)重。直流雜散電流從根源上和其特征上又能分成靜態(tài)、動(dòng)態(tài)直流雜散電流兩種。、管道埋設(shè)位置應(yīng)在動(dòng)土層下面，要整體距地面一米六以下。在工業(yè)設(shè)施中由于陽(yáng)極機(jī)床，高壓的輸電線路等一些具有電力設(shè)備的漏電和其與管道產(chǎn)生一些電磁感應(yīng)產(chǎn)生雜散電流，對(duì)管道有很強(qiáng)的腐蝕。本文針對(duì)雜散電流對(duì)管道的危害進(jìn)行研究，對(duì)未來(lái)的管道防護(hù)有一定的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：長(zhǎng)輸管道鋪設(shè)；管道泄漏；雜散電流；泄漏腐蝕管道；管道防護(hù)

氣候環(huán)境干旱，夏天炎熱，冬季寒冷，溫差大的地區(qū)原油管線采用埋地鋪設(shè)方式，而埋地管道是石油和燃?xì)膺\(yùn)輸行業(yè)最主要的載體也是目前來(lái)說(shuō)最有效的方式。某地區(qū)管道鋪設(shè)路線中土質(zhì)成分是淺紅色粉狀的黏土其中含有豐富的石膏，其大部分的土壤電阻率的值在10-25Ω，土壤的PH值是7.2-7.7，并含有硫酸鹽和氯化物對(duì)管道具有一定腐蝕作用；本文介紹管道鋪設(shè)的環(huán)境和雜散電流對(duì)管道的危害。而目前埋地石油管道材料是鋼制的，在地下管道，在情況復(fù)雜的電化學(xué)環(huán)境中容易發(fā)生雜散電流的腐蝕和其他微生物腐蝕，容易產(chǎn)埋生管道泄漏、穿孔經(jīng)常出現(xiàn)。最近幾年石油管道鋪設(shè)程度加大附近電氣化逐漸擴(kuò)大，增加雜散電流的事故概率，當(dāng)雜散電流泄漏就會(huì)腐蝕管道。本文針對(duì)雜散電流對(duì)管道的危害進(jìn)行研究，對(duì)未來(lái)的管道防護(hù)有一定的指導(dǎo)意義。

1 雜散電流定義

雜散電流從性質(zhì)上分直流和交流雜散電流兩種。直流雜散電流的強(qiáng)度強(qiáng)、發(fā)生頻率高、危害嚴(yán)重。直流雜散電流從根源上和其特征上又能分成靜態(tài)、動(dòng)態(tài)直流雜散電流兩種。靜態(tài)直流雜散電流定義是有穩(wěn)定的干擾源既是電流不會(huì)隨時(shí)間的變化而變化，而最常見(jiàn)的干擾源是管道旁邊有工業(yè)設(shè)備的地床是陽(yáng)極；動(dòng)態(tài)直流雜散電流是指電流隨時(shí)間的變化而變化，其主要的干擾源是電氣機(jī)車。雜散電流破壞極大，對(duì)管道的腐蝕范圍廣，例如地鐵產(chǎn)生的雜散電流將會(huì)對(duì)地鐵所經(jīng)過(guò)的地區(qū)地下管道系統(tǒng)產(chǎn)生很大的影響，這是因?yàn)殡s散電流源和接地電阻，防腐管的絕緣電阻，土壤電阻率，其不斷改變電流的大小，所以雜散電流的流動(dòng)是隨機(jī)的，對(duì)管道難度的保護(hù)。

2 雜散電流腐蝕管道的原理

大地的土壤中有各種各樣的離子，說(shuō)明其是一個(gè)復(fù)雜的電化學(xué)系統(tǒng)，當(dāng)涂覆有埋在土壤中的管道的涂層，當(dāng)不施加任何保護(hù)，一旦發(fā)生管道涂層缺陷或剝落的，管道本身將直接與接觸大地，形成電化學(xué)結(jié)構(gòu)，當(dāng)管道是具有陽(yáng)極，土壤具有陰極。管道將原來(lái)的電池原理產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。因?yàn)楣艿劳ㄟ^(guò)不同的土壤有不同的含氧程度，壓力，離子濃度等情況不一，當(dāng)在不同的土壤條件下管道防腐外層脫落時(shí)，有可能產(chǎn)生電偶腐蝕，在這種條件下腐蝕電池陽(yáng)極和陰極都在管道上。這時(shí)存在雜散電流，管道的陰極保護(hù)的平臺(tái)要被破壞，這是因?yàn)殡s散電流產(chǎn)生的條件中，土地作為導(dǎo)體形成電流回路，也就是說(shuō)雜散電流跟著陰極保護(hù)電流疊加在土壤和管道中傳播的，通過(guò)電流疊合原理可知，雜散電流是能夠增強(qiáng)陰極保護(hù)的效果條件是其電流的方向和陰極保護(hù)電流方向是相同的，但是兩種電流方向相反時(shí)，就會(huì)降低原先的保護(hù)程度?，F(xiàn)在我們用具體的電壓數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明：當(dāng)雜散電流進(jìn)入點(diǎn)旁邊的電壓比管地電壓小-0.74V說(shuō)明管道是在保護(hù)的環(huán)境中的；與其相反，管道是在欠保護(hù)的環(huán)境中。雜散電流的強(qiáng)度與雜散電流流入點(diǎn)和管道附近電位絕對(duì)值成正比，它們的值越大對(duì)管道被腐蝕的情況就越強(qiáng)。

3 雜散電流對(duì)管道的危害與對(duì)策

在很多地區(qū)的氣候條件比較惡劣，晝夜溫差很大，冬天寒冷、夏天酷熱，冬夏季交替時(shí)間快，尤其是風(fēng)雪寒冷季節(jié)，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，并且凍土層較深，因此應(yīng)該高度重視輸油管道的保護(hù)工作。輸油管道一般情況下都是埋藏在土壤中的，但是土壤中復(fù)雜的電化學(xué)環(huán)境造成了不同地段土壤的電化學(xué)環(huán)境的差異性。隨著時(shí)間的推移，在這種環(huán)境中就容易造成管道本身防腐層的老化和脫落，而且一旦出現(xiàn)這種現(xiàn)象，管道發(fā)生電化學(xué)腐蝕的可能性就較大。引起管道腐蝕的因素有很多，其中雜散電流就越來(lái)越被重視。雜散電流是鋼制管道腐蝕泄漏最主要的因素之一。直流電流流動(dòng)在軌道上和其他管道，其有可能性泄漏到土壤中，又會(huì)回到埋地管道上，形成回路。在過(guò)程中泄漏一些電流就是產(chǎn)生了雜散電流。在電流流動(dòng)的過(guò)程中，形成腐蝕電壓對(duì)鋼制管道破壞很大。一般而言，雜散電流產(chǎn)生的腐蝕是土壤的好幾倍（在沒(méi)有雜散電流的時(shí)候，土壤的腐蝕電位差0.3-0.35V，而存在雜散電流時(shí)的電位可高達(dá)8-9V）。并且這種情況下對(duì)我們輸油的管道影響很大，會(huì)縮短使用的年限，影響正常的安全運(yùn)作。而在我們?cè)O(shè)計(jì)管道路線的時(shí)候，一般要節(jié)約成本，施工時(shí)以直線為主，這樣就會(huì)造成在鐵路線和其他管道鋪設(shè)，這樣就形成雜散電流的溫床。當(dāng)受干擾的管道上存在1平方米的防腐層破損，并且在此處有一毫安的雜散電流流出，那么就可以計(jì)算出雜散電流對(duì)管道的腐蝕速度為1毫米/月。然而，當(dāng)出現(xiàn)雜散電流的強(qiáng)度大于1毫安、流出面積小于1平方米的情況時(shí)，腐蝕的速度會(huì)更快。1毫安的雜散電流可以導(dǎo)致在半年左右的時(shí)間里，5毫米的管道出現(xiàn)1平方米的蝕孔，出現(xiàn)這種現(xiàn)象并不足以令人驚訝。

4 結(jié)束語(yǔ)

埋地管道隨著時(shí)間的流逝，受到各種腐蝕危害的事件越來(lái)越多，其中雜散電流的腐蝕作用越來(lái)越引起人們更多的關(guān)注。隨著人們對(duì)腐蝕的不斷深入研究，防腐措施也越來(lái)越完善，由于雜散電流產(chǎn)生的因素繁多，如何準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，評(píng)估危害，制定綜合、經(jīng)濟(jì)、有效的防腐措施有待于人們的進(jìn)一步研究。

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