雜散電流對韓渭西煤層氣管道的腐蝕影響及防護

張占華（中石油渭南煤層氣管輸有限責任公司，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

張占華（中石油渭南煤層氣管輸有限責任公司，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對策。

雜散電流;韓渭西煤層氣;腐蝕影響;防護對策

近年來，高速鐵路建設事業不斷發展，大量的高壓電線逐漸建設起來，使得其所處的地理環境土壤內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腐蝕現象，從而影響管道的安全運行。

1 韓渭西煤層氣管道簡介

此管道起點為陜西省韓城市芝川鎮韓城首站，途經合陽縣、澄城縣、大荔縣、蒲城縣、渭南市臨渭區，最終落腳于西安臨潼區交口鎮。其管道的設計壓力為4.0Mpa,管道直徑為559毫米，管道材質L360，整個管道系統設計了5個分輸站、5個閥室，負責向沿線各縣市輸送韓城區塊煤層氣。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系統的方式，從而達到安全防護的目的。

2 雜散電流的形成與腐蝕影響

2.1 雜散電流的形成

雜散電流是指在設計或規定回路以外流動的電流，簡單說就是非規律性運動的電流。其成因主要來自于電流泄漏，位于土壤內部的雜散電流會通過管道某一部位進入管道，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生腐蝕，實際的流出點較多，例如：鐵路系統等，雜散電流所產生的干擾有動靜之分，根據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，雜散電流本質上是電化學腐蝕，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，甚至會威脅到周圍管道的安全，從而帶來更為嚴重的隱患問題，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，接地系統等，一般憑借阻性、容性耦合等方式在鄰近管道中出現雜散電流，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，從而出現二次交變電壓、電流等，如果三相輸電線路內部的零線電流較大，則可能出現更高、更大值的輸送性電流，最終出現不平衡系統，對此將出現高于百伏的電壓。

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，因為交流電的出現將導致電極表層發生極化功能，從而讓管道更受腐蝕，甚至可能導致保護層破損、腐爛，擾亂陰極保護，管道無法被安全保護，當管道遇到特殊故障時，還可能導致管道絕緣層受損、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為：較大的干擾性，這一電流的干擾具有一定的范圍性、區域性，某局部地區出現雜散電流擾動，則將導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，車輛停止運轉后，電位則將趨向于平穩，相反，距離軌道較遠的管道，電位則不會遭受干擾。

直流雜散電流所產生的腐蝕更快，出現這一電流時，管道中的電位則較高，甚至達到8-9V，其中流經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，參照相關的科學定理，1A直流電流所造成的腐蝕量大概達到9.1kg,如果持續地遭受雜散電流的影響，則可能導致管道壁慢慢受損、變薄，對此則要加以防護與改善，否則將造成管道腐蝕穿孔，甚至可能導致煤層氣泄漏、爆炸。

3 韓渭西煤層氣管道雜散電流的防護

韓渭西煤層氣管道因為遭到雜散電流等的干擾與破壞，重點體現在高壓輸電線、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，二者呈反比例關系，如果管道途經直流鐵路，管地電位則可能在列車通行過程中出現一定程度的振動、當列車靜下來時，管道電位則將回歸至常規狀態。可以借助十字交叉法來對應監測、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、回歸到干擾源的負回歸網絡，以此來防范干擾。類似的排流保護還包括：直流排流、極性排流、接地排流等。具體應該選擇哪種排流模式，則需要參照現實的干擾程度、場合等來選擇，例如：靠近干擾源接地體的管道，陽極區相對穩定、無波動時適合選擇直流排流，然而，其缺陷體現在運用空間受限。極性排流則可以用在被干擾管道極性電流發生正負電流變換的場合，實際使用過程中有著自身的優勢，例如：便于裝配、運用范圍較大等，如果管道同軌道之間電位差存在差異時，則會影響保護效果。

也可以嘗試多種排流方法并用的方式，例如：負電位排流、極性排流并存，具體的操作方式為：設計一對接地陽極，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。如果管道中出現干擾性電壓，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，管道電壓為負極時，二極管則將承擔反向電壓，不能夠通電。

4 結語

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，實際的腐蝕作用有一定的原理和規律，最關鍵是要掌握其中規律，而且要及時采取措施來防范腐蝕，保護管道安全。

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