油气管道的杂散电流腐蚀保护措施.pdf

第29卷第4期
万化设
Vol 29 No 4
2007年8月
Petroleum and Chemical Construction
Aug.2007
油气管道的杂散电流腐蚀防护措施
唐永祥宋生奎朱坤锋3
(1中海石油天然气及发电有限责任公司,北京100027)(2徐州空军学院航空油料物资系,江苏徐州221006)(3中国石油天然气
管道工程有限公司,河北廊坊065000
摘要介绍了杂散电流腐蚀的机理、特点以及对油气管道的影响,以及国内外标准关于杂散电流干扰源与
油气管线安全间距的规定,并提出了相应防止杂散电流腐蚀的措施。
关键词油气管道杂散电流防护措施
中昭分类号TE88文献标识码B文章编号1672-9323(2007)04-0002-06
国民经济的快速发展对能源和交通提出了更高的腐蚀电池的阳极,发生腐蚀,铁轨则是阴极,不腐
需求,我国油气管道与电力线路和动力牵引系统(包括蚀。图1给出了管道电位的变化图,由图1可判断出管道
电气化铁路)的里程与日俱增,由于地理位置的限制,腐蚀电池的阳极区和阴极区以及杂散电流最强的部
在油气管道与电力线路和电气化铁路的设计和建设过位。通常没有杂散电流时腐蚀电池两极电位差仅0.65V
程中不可避免的出现并行敷设的情况,彼此会产生千左右,杂散电流存在时管地电位可达8~9V,因此,
扰和影响,处理不当会对油气管道产生很大的危害。杂散电流干扰对金属管道的腐蚀比一般的土壤腐蚀要
据东北输油管理局统计,东北地区共有长输油管道约强烈得多。
2000km,由于电气化鉄路等设施的大规模建设,受到
杂散电流干扰影响的管道日益增多,其中80%的腐蚀穿
?m
孔事故是由杂散电流引起的,位于直流电气化铁路附
1111H
R区
区
近的管道,严重时半年就发生腐蚀穿孔,腐蚀速度大
于10-12mm/a。资料表明,对于壁厚为8-9mm的钢
质管道,快则几个月就发生穿孔叫杂散电流对金属管
道的强烈腐蚀作用由此可见。因此与电气化铁路并行
图1管道电位变化图
敷设油气管道时,了解电气化铁路对管道的影响并采
取相应的保护措施,对于保证油气管道的安全运行具
此外交流高压输电线对输油管道的影响也应给予
有十分重要的意义
关注。虽然低频交流电输电线对金属管道引起的腐蚀
1杂散电流干扰腐蚀原理??
比直流电小,一般只有直流电的1%,但是高压输电线
杂散电流的主要来源是直流电气化铁路、直流电与地下管道平行敷设时,静电场和交变磁场在管道上
解设备接地极、阴极保护系统中的阳极地床等。其中感应出的交变电压和电流对管道的影响危害却不可忽
以直流电气化铁路引起的杂散电流于扰腐蚀最为严视。一条与10kV输电线的平行敷设的地下管道,在正
重。当直流电流沿地面敷设的铁轨流动时,直流电流常工作时管道上可感应出17V的交流电压。
除了在铁轨上流动,还会从铁轨绝缘不良处泄漏到大2杂散电流腐蚀特点
地,在大地的金属管道上流动,然后返回电源。这部
由于管道地床的土壤介质、细菌以及地下杂散电
分泄漏的电流称为杂散电流。
流的作用,埋在地下的金属管道经常受到电化学腐
杂散电流的流动过程形成了2个由外加电位差建立蚀,其中杂散电流造成的集中腐蚀破坏后果非常严
的腐蚀电池,一个是电流流出铁轨进人管道处,铁轨重。油气管道与电气化铁路并行时,会对油气管道产
是腐蚀电池的阳极,发生腐蚀,管道为阴极,不腐生直流或交流电流腐蚀?。散流于大地中的电流对埋地
蚀;另一个是电流流出管道返回铁轨处,这时管道是钢质管道所产生的腐蚀称为杂散电流腐蚀,又名干扰
万方数据
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唐永祥宋生荃朱坤油气管道的杂散电流腐蚀防护措施
腐蚀。杂散电流来自于电气化铁路、有轨电车、地下变电所
电缆的漏电、建筑物的接地装置等。它可分为直流杂
(2)德国AFKN03-1982《关于三相高压电力系统和
散电流和交流杂散电流。
单线铁道牵引系统附近的管道设备和运行标准》规定:
2.1直流杂散电流对油气管道的影
并行10kmn以上的绝对安全间距(不采取任何相应措施
(1)腐蚀强度、危害大。埋地金属燃气管道在没杂为1000my
散电流时,只有自然腐蚀,大部分为原电池型,驱动
(3)SY/TO032-2000《埋地钢制管道交流排流保护
电位差只几百毫伏,腐蚀电流只几十毫安,而杂散电技术标准》规定:管道距离10KV高压线排流点2.Sm,
流于扰腐蚀时是电解电池原理,电位可达几伏,电流管道距离35KV高压线排流点2.5m,管道距离110KV高
最大可能上百安。根据法拉第电解定律,1A的电流通压线排流点15m,管道距离220KV高压线排流点30m;
过钢管表面流向土壤溶液一年可溶解约10kg,由此可
(4)GB50253-2003《输油管道设计规范》4.1.5规
看出直流杂散电流干扰腐蚀相对其他原因引起的腐蚀定:输油管道应敷设在距离铁路用地3m以外
严重得多。
(5)意大利国内标准" Decreto Ministeriale10
(2)范围广,随机性强。杂散电流于扰腐蚀范围 Agosto2004"(DM04)对电气化铁路与油气管线和截
大,特别是地铁的杂散电流几乎影响整个城区的地下断阀的间距规定分别为20m和30m;
金属管网;轨道与地的绝缘电阻,管道的防腐绝缘层
(6)国内电力部门]要求:电线杆的投影距管线的距
电阻,土壤电阻率、电流大小等都是变化的,因此杂离应在1.5倍杆高以上;
散电流流向也是殖机的,给防护带来一定难度。
(7)国务院烦发的《石油天然气管道保护条例(2001
2,2交流杂散电流对油气管道的影响
年08月02日)》之第十五条明确规定禁止在管道中心线两
电气化铁路在运行状态下对相邻的地下金属管道侧或者管道设施场区外各5m范围内,爆破、开山和修
会产生交流于扰。国内外对交流干扰硏究结果均表筑大型建筑物、构筑物工程。
明,交流于扰对地下金属管道的危害很大,在故障状3.2保护措施
态下瞬间感应电压可能击穿管道的绝缘层、绝缘法3.2.1开展杂散电流干扰腐蚀综合治理
兰,甚至击毁阴极保护设备并对生产操作人员人身安
自20世纪80年代中期以来,在总结国内外直流排
全造成威胁;此外交流电的存在可引起电极表面的去·流保护经验的基础上,经过不断的研究、探索,逐步
极化作用,加剧管道腐蚀,交流干扰可加速防腐层的形成了一套杂散电流干扰腐蚀综合治理的方法。所谓
老化,引起防腐层的剥离,干扰阴极保护系统的正常杂散电流干扰腐蚀综合洽理是指在采取排流保护措施
运行,使牺性阳极系统发生极性逆转,降低牺牲阳极前,对影响管道排流保护的诸因素进行全面细致的调
的电流效率,致使管道得不到有效的防腐保护.
査;在采取排流保护措施时,根据不同地域、不同管
3杂散电流腐蚀防护揹施?~[?
道、不同管段的具体情况,采取具有互补作用的多种
管道沿线与高压输电线路近距离平行敷设时,高排流保护措施;在排流保护措施实施后,强化对管道
压输电线、电气化铁路会对管道造成干扰,加剧管道排流保护系统的监测和管理,并根据杂散电流千扰状
的腐蚀,因此管道应尽量远离交流、直流干扰源,并况的变化及时调整管道排流保护系统的运行。这套方
采取相应的保护措施
法包括如下措施:
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