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電氣化鐵路雜散電流對(duì)埋地鋼質(zhì)管道的腐蝕及防護(hù)

文檔作者：張賀宏1，2 張智1，2 王瑋3 文檔來(lái)源：中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院 2. 國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局油氣管道工程技術(shù)研究中心 3. 中國(guó)石油大港石化公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年12月13日
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2017年11月 | 125
0 引言
隨著管道輸送在國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位不斷提升，管道輸
送的安全問題逐漸得到重視。一般長(zhǎng)輸油氣管道輸送易燃易爆
或者有毒介質(zhì)，一旦發(fā)生泄露或者爆炸等安全事故，往往會(huì)給
人身財(cái)產(chǎn)安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及環(huán)境造成巨大的危害。隨著城市
電氣化鐵路網(wǎng)的快速發(fā)展，電氣化鐵路網(wǎng)不可避免的會(huì)有電流
漏入土壤中，這些雜散電流會(huì)通過土壤從管道防腐層破損處流
入流出，在土壤和管道間形成回路，而在電流流出的位置會(huì)加
速管道本體的腐蝕[1-4]。雜散電流可能使管道短時(shí)間腐蝕穿孔
[5-6]，對(duì)管道的安全運(yùn)行危害極大。
雜散電流干擾根據(jù)其干擾源不同可分為直流干擾和交流
干擾。直流干擾源有直流電氣化鐵路、電車裝置、直流電網(wǎng)、直
流電話電纜網(wǎng)絡(luò)、直流電解裝置、電焊機(jī)及其他構(gòu)筑物陰極保
護(hù)系統(tǒng)等，交流干擾源有高壓交流電力線路設(shè)施和交流電氣化
鐵路設(shè)施等。本文通過對(duì)某企業(yè)一處電氣化鐵路引起的雜散電
流腐蝕案例進(jìn)行分析，對(duì)雜散電流的腐蝕機(jī)理及防護(hù)措施進(jìn)行
了探討。
1 雜散電流腐蝕機(jī)理及防護(hù)措施
雜散電流通過鐵路軌道流入土壤，由于土壤具有一定的
導(dǎo)電能力，雜散電流會(huì)通過土壤從管道防腐層破損處流入管
道，而當(dāng)電流從管道某處流出時(shí)，在土壤和管道之間形成閉合
回路，發(fā)生電化學(xué)腐蝕[7]。在電流流入管道區(qū)域?yàn)殛帢O區(qū)，對(duì)
管道腐蝕影響較小，如果電位太負(fù)，陰極區(qū)發(fā)生析氫反應(yīng)，易
造成防腐層剝離。在電流流出管道區(qū)域?yàn)殛?yáng)極區(qū)，發(fā)生氧化反
應(yīng)，鐵由單質(zhì)狀態(tài)向離子狀態(tài)轉(zhuǎn)變加快，腐蝕加重。管道在不
同環(huán)境土壤介質(zhì)中陰極區(qū)發(fā)生的析氫反應(yīng)和陽(yáng)極區(qū)發(fā)生的氧
化反應(yīng)見表1[8]。
表1 雜散電流腐蝕發(fā)生的電化學(xué)反應(yīng)
土壤環(huán)境陰極反應(yīng)陽(yáng)極反應(yīng)
無(wú)氧酸性環(huán)境4H++4e-→2H2↑
2Fe→2Fe2++4e- 無(wú)氧環(huán)境4H2O+4e-→4OH-+2H2↑
有氧堿性環(huán)境O2+2H2O+4e-→4OH-
一般情況下管道在陰極保護(hù)狀態(tài)下，其保護(hù)電位應(yīng)至少達(dá)
到-0.85V(vs.CSE)， 但不能負(fù)于-1.2V(vs.CSE)[9，13]。如保護(hù)
電位正于-0.85V，管道往往會(huì)未達(dá)到陰極保護(hù)效果，管體腐蝕
較快。而當(dāng)管道長(zhǎng)期在保護(hù)電位負(fù)于-1.2V 的狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，
容易使防腐層產(chǎn)生剝離。由于雜散電流對(duì)管道的保護(hù)電位造成
波動(dòng)，當(dāng)保護(hù)電位過正或過負(fù)，就會(huì)對(duì)管體的腐蝕有較大的影
響，因此對(duì)存在較強(qiáng)雜散電流干擾的管段采取有效的防護(hù)措施
是非常必要的。
目前常見的防護(hù)措施有以下幾種:
管道在建設(shè)期應(yīng)合理設(shè)計(jì)管道走向，盡量避開可能存在的
干擾源；提高干擾區(qū)域管道的防腐層等級(jí)，增大回路電阻；安
裝合理有效的排流設(shè)施等。其中常用的排流方法有直接排流、
極性排流、強(qiáng)制排流、接地排流等 [2，10-12]。管道排流效果可通過
排流前后正電位的平均值下降率η 來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)[10]，正電位的平
均值下降率η 計(jì)算公式見公式(1)。
(1)
式中: η 為排流前后正電位平均值下降率，% ；V 前為排流前
正電位平均值，V ；V 后為排流后正電位平均值，V。
2 檢驗(yàn)案例
本次對(duì)某企業(yè)所屬的一條液化石油氣管道進(jìn)行雜散
電流監(jiān)測(cè)，管道采用犧牲陽(yáng)極進(jìn)行陰極保護(hù)，管道規(guī)格為
電氣化鐵路雜散電流對(duì)埋地鋼質(zhì)管道的腐蝕及防護(hù)
張賀宏1，2 張智1，2 王瑋3( 中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院，北京 100029； 2. 國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局油氣管道工程
技術(shù)研究中心， 北京 100029； 3. 中國(guó)石油大港石化公司，天津 300280)
摘要：電氣化鐵路往往會(huì)對(duì)埋地管道產(chǎn)生雜散電流干擾。本文對(duì)雜散電流腐蝕機(jī)理以及一些常用的防護(hù)方法進(jìn)行了闡述。通過對(duì)
某液化氣管道的管地電位監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)電氣化鐵路對(duì)其產(chǎn)生較強(qiáng)的雜散電流干擾。安裝排流設(shè)施保護(hù)后，管道管地電位波動(dòng)顯著降
低，雜散電流干擾降低，對(duì)管道起到了有效防護(hù)。
關(guān)鍵詞：電氣化鐵路; 雜散電流; 管地電位; 排流保護(hù)
Corrosion and Protection of Stray Current Induced
by Electric Railway on Buried Steel Pipeline
Zhang Hehong1 Zhang Zhi1,2 Wang Wei3
( 1.China Special Equipment Inspection and Research Institute,Beijing 100029,China; 2.Oil and Gas Pipeline Engineering Research
Center of AQSIQ,Beijing 100029,China; 3.Petrochina Dagang Petrochemical Company,Tianjin 300280,China )
Abstract:The effect of stray current induced by electrical railway on buried steel pipeline always exist.The corrosion mechanism of stray
current and common protection methods were described in this paper.It is found that the electrified railway has a strong stray current
interference on the liquefied gas pipeline though the monitoring of the potential of pipeline to soil.The fluctuation of potential of pipeline
to soil and the stray current interference decreased after the discharge protection which has an effective protection to the buried steel
pipeline.
Key Words:electric railway,stray current,potential of pipeline to soil,discharge protection
-
= %
V V
V
η 前 后 ×100
前
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
設(shè)備運(yùn)維
126 | 2017年11月 φ159×7mm，管道材質(zhì)為20# 鋼，輸送介質(zhì)為液化石油氣。監(jiān)
測(cè)的位置位于管道與電氣化鐵路交叉處。以Cu/CuSO4 作為參
比電極，采用密間隔電位檢測(cè)儀(CIPS) 分別對(duì)排流前后雜散電
流進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)時(shí)長(zhǎng)為 40 min。
表2 雜散電流干擾程度評(píng)價(jià)指標(biāo)
雜散電流干擾腐蝕危害程度弱中強(qiáng)
管地電位波動(dòng)值/mV ＜50 ≥50～350 ＞350
根據(jù)管道管地電位波動(dòng)值來(lái)判斷雜散電流的干擾程度，干
擾程度評(píng)價(jià)指標(biāo)見表2[13]。當(dāng)管地電位波動(dòng)值超過200mV 時(shí)應(yīng)
采取雜散電流排流保護(hù)或者采取其他防護(hù)措施。
3 結(jié)果與討論
此檢驗(yàn)管段位于地鐵橋下方涵洞出口位置，管道由下向上
斜穿，檢測(cè)部位示意圖見圖1。此處管道沒有安裝支撐件受力較
集中，可能存在一定的沖刷腐蝕，且此管段振動(dòng)較嚴(yán)重，防腐層
容易出現(xiàn)破損。雜散電流腐蝕易發(fā)生在防腐層破損剝離以及尖
角邊棱的位置。
圖1 管道檢測(cè)部位示意圖
經(jīng)過開挖驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)此段管道防腐層多處破損，管體腐蝕嚴(yán)
重，且存在大量的腐蝕坑，最大腐蝕坑直徑為φ15mm，測(cè)得最
大腐蝕坑深3.7mm，管道防腐層破損及管體腐蝕情況見圖2。
圖2 管道防腐層破損及管體腐蝕情況
排流前后管地電位波動(dòng)見圖3。從圖3 管地電位波動(dòng)圖中可
以看出當(dāng)沒有電氣化列車經(jīng)過時(shí)管地電位仍有一定的波動(dòng)，但
是波動(dòng)范圍較小，這可能是由于附近其他電力設(shè)施造成的影響。
圖3 管地電位波動(dòng)圖
當(dāng)有電氣化列車經(jīng)過時(shí)管道的管地電位波動(dòng)明顯變強(qiáng)，管
地電位波動(dòng)最大為254mV，雜散電流干擾程度增強(qiáng)。從圖3 還
表明經(jīng)過安裝排流設(shè)施后，管地電位波動(dòng)顯著降低，此時(shí)雜散
電流干擾較弱。排流前后管地電位檢測(cè)情況見表3。
表3 排流前后管地電位檢測(cè)情況
管地電位/mV
波動(dòng)值/mV
最小值最大值
排流前-1318 -1064 254
排流后-1210 -1188 22
4 結(jié)語(yǔ)
通過檢測(cè)發(fā)現(xiàn)電氣化鐵路對(duì)此液化氣管道存在雜散電流
干擾，管體多處防腐層破損，管體存在大量的腐蝕坑，最大腐蝕
坑直徑為φ15mm，可測(cè)最大腐蝕坑深為3.7mm。
通過管地電位監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)當(dāng)電氣化列車經(jīng)過管道上方時(shí)，
管地電位波動(dòng)明顯加強(qiáng)，其波動(dòng)值達(dá)到254mV，表明電氣化列
車產(chǎn)生的雜散電流對(duì)管道產(chǎn)生較強(qiáng)的干擾，從而加速管道的腐
蝕。在安裝有效的排流設(shè)施后管地電位的波動(dòng)大幅減小，能夠
起到有效的防護(hù)。
參考文獻(xiàn):
[1] 錢建華, 閆永貴, 李威力. 城市軌道交通雜散
電流對(duì)埋地管線腐蝕的影響[J]. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)，
2009,21(3) ：250-251.
[2] 程善勝, 張力君, 楊安輝. 地鐵直流雜散電流對(duì)埋地
金屬管道的腐蝕[J]. 煤氣與動(dòng)力,2003,23(7):435-437.
[3] 鮮俊, 王文斌, 梅鵬, 等. 電氣化鐵路雜散電流對(duì)埋
地管線干擾影響研究[J]. 腐蝕研究,2013,27(4):42-46.
[4]Feng L J,Xiao J A,Huang F F,et al.The influence
of direct stray current on the corrosion performance
of buried oil pipeline[J].International Conference on
Innovative Material Science and Technology,2016:516-
521.
[5] 王俊, 齊文元, 周衛(wèi)國(guó), 等. 高壓輸電線路對(duì)埋地輸油
管道中雜散電流影響規(guī)律[J]. 腐蝕研究,2010,24(7):48-52.
[6]Gan C,Zi L L,Chao Y,et al.The influence of
DC stray current on pipeline corrosion[J].Pet.
Sci,2016,13:135-145.
[7] 張攀峰. 雜散電流對(duì)埋地管道腐蝕影響的研究[D].
南京工業(yè)大學(xué),2010.
[8] 宋吟蔚, 王新華, 何仁洋, 等. 埋地鋼質(zhì)管道雜散電
流腐蝕研究現(xiàn)狀[J].2009,30(8):515-520.
[9] 孫蕾, 申龍涉, 李巖, 等. 雜散電流對(duì)鐵秦線凌海站輸
油管道的影響[J]. 當(dāng)代化工,2013,42(11):1571-1574.
[10] 胡士信. 陰極保護(hù)手冊(cè)[M ]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版
社,1999,255-256.
[11] 楊永, 何仁洋, 李剛, 等. 埋地鋼質(zhì)管道雜散電流
的檢測(cè)與防護(hù)[J]. 腐蝕與防護(hù),2012,33(4):324-327.
[12] 于家付, 謝娜娜, 吳巍巍, 等. 埋地金屬管道雜散電
流腐蝕與防護(hù)[J]. 重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào),2014,15(2):89-93.
[13]GB/T 19285-2014. 埋地鋼制管道腐蝕工程[S].
0 400 800 1200 1600 2000 2400
-1000
-1050
-1100
-1150
-1200
-1250
-1300
-1350
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