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杂散电流对埋地管道的危害及其防治措施

发布时间:2021-07-27  

杂散电流对埋地管道的危害及其防治措施

杂散电流的危害

杂散电流,也叫做迷流腐蚀,它的英文定义是 “Electrical current through a path other than the intended path”。近年来,随着电气化高速铁路和高压电力设施的大规模建设,杂散电流的负面作用问题也越来越突出,尤其在杂散电流经过长输埋地油气管道附近时,会加速埋地钢质管道的腐蚀,使其存在泄漏的潜在危险。随着人们对杂散电流的危害性的认识不断加深,国内学者对杂散电流的硏究表明危害管道的杂散电流主要有直流杂散电流和交流杂散电流两种。

杂散电流的分类

杂散电流腐蚀实质上是金属的电解过程,电解池的阴极即电流流入的一端被保护,电解池的阳极即电流流出的一端被腐蚀,作为阳极金属的腐蚀量与流经的电流量和时间成正相关关系,可用法拉第定律逬行 定量计算。

杂散电流的主要特点在于杂,方向不定,大小也不定,所以杂散电流腐蚀一般很难通过实验确定,现在一般通过计算机数值模拟仿真技术研究杂散电流。现在一致认可的杂散电流主要有直流杂散电流、交流杂散电流和地磁杂散电流三种。

杂散电流的防治措施

河南邦信防腐材料有限公司控制杂散电流干扰腐蚀的措施,概括起来就两个 “排”和“防” ,“防”只是一种辅助的手段。例如用绝缘性覆盖层或部件来切断管线所提供的电流通道。排流是让杂散电流尽快流走,是一种治本的方法,从源头上控制和减小杂散电流,所以以下主要介绍管道交流排流和直流排流。

一、交流排流

⑴交流排流要求

交流杂散电流主要来自高压输电线路,一般来说交流杂散电流引起的腐蚀比直流杂散电流小很多,但是这种说法也不都对。例如当管道与高压交流输电线与平行敷设时,由于静电场和交变磁场的影响,管道就会产生交流 感应电流,就会加速对管道的腐蚀。对于交流干扰的强弱,标准是有规定的,管道受交流干扰的程度可按表1交流干扰程度的判断指标的规定判定。当交流干扰程度判定为“强”时,应采取交流干扰防护措施;判定为“中”时,宜采取交流干扰防护措施;判定为“弱”时,可不采取交流干扰防护措施。

1交流干扰程度的判断指标

我国石油行业规范规定管道与铁塔或接地电杆的距离,不宜小于下表2中的规定。当管道与干扰接地体的距离小于表2中规定的长度时,应采取相应的排流措施。

表2管道与交流接地体的距离 

从设计角度考虑,以下位置需要采取排流措施:

(1) 在高压交流喻电线路走廊内的管道,与110KV及以上输电线路外侧边导线间距300m且累计长度超过2km的管段,应在每1km设置一处排流防护点;

(2) 管道进入或远离输电线路走廊位置处;

(3)在管道与高压交/直流输电线路交叉且交叉角度小于55°处。交流排流方式采取交流排流时,首先应对管道逬行交/直流干扰专顶测试,然后采取有针对性的排流方式。常见的交流排流方式有以下三种:直接接地、负电位接地和固态去耦合器接地。

二、直流排流

(1)直流排流要求

直流杂散电流主要来自直流电气化铁路,直流电流从铁轨流向管道绝缘涂层的破损处即阳极区,造成局部腐蚀。

我国石油行业规范—般按照管地电位相对于自 然电位的偏移值来判定管道直流干扰程度,如表3所示。在这个偏移值的测量比较困难的情况下,还可以采用土壤电位梯度来衡量杂散电流强弱程度,如表4所示

从设计角度考虑,以下位置需要采取排流措施:管道管道在与直流电气化铁路并行的管段,如果二者间距<400m,应从并行段的起点开始,每1km设置一处排流防护点;根据受干扰区域土壤电阻率不同,要求接地极的接地电阻V0.6Q~5Q;

在与电气化铁路交叉的地段,在交叉段的其中一侧位置设置一处排流防护点。

⑵直流排流方式

我国石油行业规范总结的直流排流方式主要有直接排流、极性排流、强制排流和接地排流四种。

邦信直接排流就是将管道与铁轨直接通过导线连在一起,适用于具有稳定的阳极区,而且位于直流供电附近的被干扰管道。优点是简单经济,排流效果好;缺点是应用范围有限。

邦信极性排流也是将管道与铁轨直接通过导线连在一起,只不过中间加一个二极管,适用于管地电位正员交变,而且位于直流供电附近的被干扰管道。具有无需电源、安装简单和应用广泛的优点;缺点是当管道与铁轨电位差较小时,保护效果较差。

强制排流适用管道与轨道的电位差较小,并且管道位于铁轨干扰源附近。其优点是保护范围大,在无干扰时可以为管道提供阴极保护;缺点是需要外接电源,而且会对铁轨造成腐蚀。

邦信接地排流适用于不能直接向干扰源排流的被干扰管道,例如采用牺牲阳极作为接地体。邦信接地排流应用范围广泛,几乎适用于所有的情况,对其他设备干扰小;缺点是需要接地地床,保护效果一般。

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