雜散電流對輸油管道的腐蝕影響探討

耿鵬

摘 要：在油氣管線防腐工程中對于雜散電流引起的管道腐蝕已經(jīng)成為重要的治理工程之一。雜散電流不僅會損害管道材料對環(huán)境造成污染，同時也會使油廠中的設(shè)備功能受到損壞，導(dǎo)致機(jī)器設(shè)備無法正常使用，損失工廠利益、威脅國家財產(chǎn)?；诖耍枰扇『侠淼姆雷o(hù)措施來對雜散電流進(jìn)行干預(yù)，從而減少因此產(chǎn)生的管道腐蝕危害，從而對輸油管道達(dá)到防護(hù)與治理的效果。本文章對雜散電流的產(chǎn)生原因以及性質(zhì)進(jìn)行介紹，同時根據(jù)雜散電流對管道腐蝕的研究結(jié)果，來提出對于輸油管道中防止雜散電流腐蝕的防護(hù)措施。

關(guān)鍵詞：雜散電流;管道腐蝕;防護(hù)措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.02.082

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，能源工業(yè)的所占比例不斷增大，具體表現(xiàn)為石油開采業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，我國的石油開采業(yè)積極的響應(yīng)國家發(fā)展措施，對煤油資源進(jìn)行積極的研究并且聯(lián)合國外相關(guān)煤氣公司進(jìn)行跨國油氣生產(chǎn)。我國的石油管道建設(shè)業(yè)快速發(fā)展，但由于管道鋪設(shè)經(jīng)過的地形復(fù)雜，很容易受到如雨水、地下水與雜散電流的影響，從而產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，其中雜散電流對管道腐蝕程度損害最大?，F(xiàn)對雜散電流對輸油管道的腐蝕影響進(jìn)行探討。

1 雜散電流的產(chǎn)生原因

在油氣管道中，電燥電流會沿著地面方向往外流出，同時有可能流出管道范圍內(nèi)，在地面上的金屬材質(zhì)物體上進(jìn)行流動，最后在回到電源系統(tǒng)中，這一過程就是雜散電流產(chǎn)生的主要原因[1]。在雜散電流通過低下的金屬構(gòu)件部位時，會從金屬部分流入形成極陰區(qū);雜散電流流出形成極陽區(qū)，與此同時，金屬設(shè)備例如管道會受到雜散電流的嚴(yán)重腐蝕，并且將產(chǎn)生雜散電流的電機(jī)設(shè)備稱作為干擾源，被干擾的金屬部分被稱作干擾體部分。雜散電流具有間斷、連續(xù)、交變的特點(diǎn)，它在所有可以被利用的電路中進(jìn)行傳遞，并且與電路的電阻成反比例關(guān)系。在油田中這種現(xiàn)象十分普遍，在電燥的過程中，直流雜散電流對于管道的腐蝕影響最大，電流在流動過程中在電解池的陽極發(fā)生腐蝕，并從石油管道的破損地方流出，從而發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。

電化學(xué)腐蝕在油氣管道以及其他設(shè)備的腐蝕中最為常見，具體原因?yàn)樵谄芈兜淖匀画h(huán)境下，濕潤的空氣、海水、地下水等都會對金屬設(shè)備產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。在腐蝕過程中由于陰極不會受到腐蝕現(xiàn)象的影響，但在電位值超出標(biāo)準(zhǔn)時，油氣管道的表面會出氧，同時造成管道的防腐層出現(xiàn)脫落的現(xiàn)象。在電流由陰極游向正極時，金屬會以離子的行式在周圍介質(zhì)中進(jìn)行溶解，進(jìn)而導(dǎo)致金屬設(shè)備的電化學(xué)腐蝕。

2 雜散電流腐蝕的防護(hù)方法

在對油氣管道的電焊過程中由于會產(chǎn)生大量的雜散電流，從而會對埋在地下的金屬管道線路產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象，從而對管道安全造成極大威脅，所以為了防止管道腐蝕現(xiàn)象的出現(xiàn)，要采取一定的防護(hù)措施，來減少散雜電流的產(chǎn)生以及腐蝕危害。對雜散電流的防護(hù)工作應(yīng)該分為兩個部分：首先要控制雜散電流產(chǎn)生的源頭，即使電流回路中的電流都能夠流向電源的負(fù)極方向，從而避免向地下泄露現(xiàn)象的產(chǎn)生;另一方面，對于在電焊過程中已經(jīng)產(chǎn)生的雜散電流進(jìn)行排流或電流相互抵消的方法來減少雜散電流對于地下金屬油氣管道的腐蝕危害。

2.1 對散雜電流進(jìn)行防護(hù)，并做到防排結(jié)合

由于雜散電流主要在金屬油氣管道中產(chǎn)生，因此它具有很強(qiáng)的電腐蝕作用，因此為對管道安全提供保障，需要對散雜電流進(jìn)行及時的防護(hù)，要注意以排為輔，并且做到防排相互結(jié)合，加強(qiáng)對散雜電流的監(jiān)測措施。雜散電流防護(hù)設(shè)計原則為以防護(hù)系統(tǒng)的順利實(shí)施為基礎(chǔ)條件，同時要減少成本，減少建設(shè)投資。對于散雜電流應(yīng)該做到排堵結(jié)合的方法，由于散雜電流中的直流電流對于管道腐蝕的影響最大，所以要采取排流的防腐蝕保護(hù)措施[2]。具體措施為在油氣管道和軌道相互平行的油氣管道處，采取排流保護(hù)的措施，并在油氣管道的兩段處利用陰極來對散雜電流的產(chǎn)生起到抑制的作用，以此來降低電流對輸油管道進(jìn)油和輸油處的影響，減少干擾效果。

2.2 幾種排流措施

對于排流保護(hù)方法的選擇要根據(jù)對于管道及周圍環(huán)境的實(shí)際調(diào)查結(jié)果來判定，根據(jù)管地電位的分布情況與具體大小，結(jié)合每種排流方法的適用范圍與排流性能來進(jìn)行選擇，所有的排流方式均為接地式排流方式。

（1）在輸油管道和軌道相互平行的區(qū)域，鋪設(shè)7-8處排流裝置，以對該部分的散雜電流對管道的腐蝕程度進(jìn)行控制。另一方面，由于輸油管道電流量較大，且交變現(xiàn)象頻繁，所以為了防止在進(jìn)行電焊工作時產(chǎn)生的雜散電流倒向流入輸油管道內(nèi)。在排流器處需要加施防逆流裝置，排流器所有裝置均以鎂合金陽極為材料，以此提高排流器的驅(qū)動電壓值;在鋪設(shè)排流器時采取臥式鋪設(shè)或是立式鋪設(shè)的方法，同時使地床與管道平行，距離管道40-50米。

（2）保證陰極工作站正常進(jìn)行。在平行段之外的地方，由于輸油管道受到雜散電流的影響隨著距離的增加而逐漸減少，所以我們在采取接入排流裝置的方法后，腐蝕程度明顯減少;但同時要注意對陰極保護(hù)站工作的工作運(yùn)轉(zhuǎn)情況。在輸油管道處的電位波動值要明顯小于管道的其他部分，因此直流電對其的干擾程度大大降低，在一些特殊測試點(diǎn)以外，輸油管道的電位負(fù)荷均滿足最低電位符合的要求，使輸油管道能夠進(jìn)行正常的保護(hù)電位工作。

綜上所述，在石油管道的鋪設(shè)工作中，由于地下水、雨水、雜散電流對管道的影響，會加快石油管道的腐蝕速度，尤其是雜散電流對于金屬管道的腐蝕現(xiàn)象最為明顯，由于雜散電流產(chǎn)生的原因是在管道焊接過程中，電燥電流會流出管道內(nèi)，并流動在金屬物體上，最后回到電源系統(tǒng)。基于此原因，我們采取極性保護(hù)措施與排流措施相結(jié)合的方法，在源頭上減少雜散電流的產(chǎn)生，在過程中減少雜散電流對管道的腐蝕程度，從而達(dá)到在減少雜散電流的同時，減少雜散電流對輸油管道的腐蝕程度。

參考文獻(xiàn)：

[1]周吉祥，陳秋雄，李立冬.鋼質(zhì)燃?xì)夤艿赖罔F雜散電流防護(hù)措施[J].煤氣與熱力，2018，13（06）：134-135.

[2]陳海飛.金屬管道的陰極保護(hù)與雜散電流的防護(hù)措施[J].化學(xué)工程，2017，36（22）：46-47.