雜散電流對長輸管道的危害分析與解決措施

高華亮

摘 要：雜散電流從性質上分直流和交流雜散電流兩種。直流雜散電流的強度強、發生頻率高、危害嚴重。直流雜散電流從根源上和其特征上又能分成靜態、動態直流雜散電流兩種。、管道埋設位置應在動土層下面，要整體距地面一米六以下。在工業設施中由于陽極機床，高壓的輸電線路等一些具有電力設備的漏電和其與管道產生一些電磁感應產生雜散電流，對管道有很強的腐蝕。本文針對雜散電流對管道的危害進行研究，對未來的管道防護有一定的指導意義。

關鍵詞：長輸管道鋪設；管道泄漏；雜散電流；泄漏腐蝕管道；管道防護

氣候環境干旱，夏天炎熱，冬季寒冷，溫差大的地區原油管線采用埋地鋪設方式，而埋地管道是石油和燃氣運輸行業最主要的載體也是目前來說最有效的方式。某地區管道鋪設路線中土質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管道具有一定腐蝕作用；本文介紹管道鋪設的環境和雜散電流對管道的危害。而目前埋地石油管道材料是鋼制的，在地下管道，在情況復雜的電化學環境中容易發生雜散電流的腐蝕和其他微生物腐蝕，容易產埋生管道泄漏、穿孔經常出現。最近幾年石油管道鋪設程度加大附近電氣化逐漸擴大，增加雜散電流的事故概率，當雜散電流泄漏就會腐蝕管道。本文針對雜散電流對管道的危害進行研究，對未來的管道防護有一定的指導意義。

1 雜散電流定義

雜散電流從性質上分直流和交流雜散電流兩種。直流雜散電流的強度強、發生頻率高、危害嚴重。直流雜散電流從根源上和其特征上又能分成靜態、動態直流雜散電流兩種。靜態直流雜散電流定義是有穩定的干擾源既是電流不會隨時間的變化而變化，而最常見的干擾源是管道旁邊有工業設備的地床是陽極；動態直流雜散電流是指電流隨時間的變化而變化，其主要的干擾源是電氣機車。雜散電流破壞極大，對管道的腐蝕范圍廣，例如地鐵產生的雜散電流將會對地鐵所經過的地區地下管道系統產生很大的影響，這是因為雜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是隨機的，對管道難度的保護。

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，說明其是一個復雜的電化學系統，當涂覆有埋在土壤中的管道的涂層，當不施加任何保護，一旦發生管道涂層缺陷或剝落的，管道本身將直接與接觸大地，形成電化學結構，當管道是具有陽極，土壤具有陰極。管道將原來的電池原理產生電化學腐蝕。因為管道通過不同的土壤有不同的含氧程度，壓力，離子濃度等情況不一，當在不同的土壤條件下管道防腐外層脫落時，有可能產生電偶腐蝕，在這種條件下腐蝕電池陽極和陰極都在管道上。這時存在雜散電流，管道的陰極保護的平臺要被破壞，這是因為雜散電流產生的條件中，土地作為導體形成電流回路，也就是說雜散電流跟著陰極保護電流疊加在土壤和管道中傳播的，通過電流疊合原理可知，雜散電流是能夠增強陰極保護的效果條件是其電流的方向和陰極保護電流方向是相同的，但是兩種電流方向相反時，就會降低原先的保護程度。現在我們用具體的電壓數據來說明：當雜散電流進入點旁邊的電壓比管地電壓小-0.74V說明管道是在保護的環境中的；與其相反，管道是在欠保護的環境中。雜散電流的強度與雜散電流流入點和管道附近電位絕對值成正比，它們的值越大對管道被腐蝕的情況就越強。

3 雜散電流對管道的危害與對策

在很多地區的氣候條件比較惡劣，晝夜溫差很大，冬天寒冷、夏天酷熱，冬夏季交替時間快，尤其是風雪寒冷季節，持續時間長，并且凍土層較深，因此應該高度重視輸油管道的保護工作。輸油管道一般情況下都是埋藏在土壤中的，但是土壤中復雜的電化學環境造成了不同地段土壤的電化學環境的差異性。隨著時間的推移，在這種環境中就容易造成管道本身防腐層的老化和脫落，而且一旦出現這種現象，管道發生電化學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。直流電流流動在軌道上和其他管道，其有可能性泄漏到土壤中，又會回到埋地管道上，形成回路。在過程中泄漏一些電流就是產生了雜散電流。在電流流動的過程中，形成腐蝕電壓對鋼制管道破壞很大。一般而言，雜散電流產生的腐蝕是土壤的好幾倍（在沒有雜散電流的時候，土壤的腐蝕電位差0.3-0.35V，而存在雜散電流時的電位可高達8-9V）。并且這種情況下對我們輸油的管道影響很大，會縮短使用的年限，影響正常的安全運作。而在我們設計管道路線的時候，一般要節約成本，施工時以直線為主，這樣就會造成在鐵路線和其他管道鋪設，這樣就形成雜散電流的溫床。當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，那么就可以計算出雜散電流對管道的腐蝕速度為1毫米/月。然而，當出現雜散電流的強度大于1毫安、流出面積小于1平方米的情況時，腐蝕的速度會更快。1毫安的雜散電流可以導致在半年左右的時間里，5毫米的管道出現1平方米的蝕孔，出現這種現象并不足以令人驚訝。

4 結束語

埋地管道隨著時間的流逝，受到各種腐蝕危害的事件越來越多，其中雜散電流的腐蝕作用越來越引起人們更多的關注。隨著人們對腐蝕的不斷深入研究，防腐措施也越來越完善，由于雜散電流產生的因素繁多，如何準確監測，評估危害，制定綜合、經濟、有效的防腐措施有待于人們的進一步研究。

參考文獻：

[1] 王平，石秀山，何仁洋，等.雜散電流測繪儀在埋地鋼制管道雜散電流檢測中的應用[J].管道技術與設備，2006，（6）：17-18.

[2] 姜長洪，陳大慶，張廷新，等智能型雜散電流測試儀研制[J].化工自動化及儀表，2004，31（1） ：64-65.

[3] 吳長訪，姚喆，劉玲莉，等.新大管道雜散電流干擾影響研究[J].油氣儲運，2007，26（6） ：41-44.