油气长输管道杂散电流干扰腐蚀与防护

油气长输管道杂散电流干扰腐蚀与防护

崔路飞

国家管网集团东部原油储运有限公司新乡输油处 河南省新乡市 453000

摘要：随着国内油气长输管道被杂散电流干扰腐蚀的情况越渐严重，本文着重从杂散电流干扰腐蚀的原理、特点和预防措施三个方面进行了分析，希望通过这些分析在一定程度上去对油气长输管道达到一定防护作用。
关键词：油气长输管道；杂散电流；干扰腐蚀与防护
杂散电流对埋地金属结构是具有强烈腐蚀性的，加上近年来我国的油气长输管道日益增多，杂散电流的干扰腐蚀严重影响到了油气长输管道的运行。因此，研究杂散电流的原理并对其进行防护措施的研究刻不容缓。
一、杂散电流干扰腐蚀原理

杂散电流其实就是那些不在规定电路内流动的电流，这种电路非常容易使得油气长输管道被干扰腐蚀，而被腐蚀的根本原因其实就是化学反应中的电解作用。首先埋入地下的钢制管道本身就已经带有一定的导电性，加上杂散电流的不规则流动，使得电位差形成，最终造成电池被腐蚀的现象。杂散电流流入金属导管中往往会带上负电，人们普遍把这个区域称为阴极区，其实处在阴极区的管道正常情况下是不会被电流所影响到的，可是当如果阴极区的电位值超出了管道所能承受的正常值，就会导致管道的表层覆盖上大量的氢，这些氢会极大程度的造成腐蚀层的剥离^[1]。而管道被腐蚀破坏后，从破坏点流出的电流则带正电，人们普遍把这个区域称为阳极区，而阳极区的部分管道以离子的形式融入到周围的介质之中，最终对油气长输管道造成了电化学腐蚀。过程如下：

在管道的阳极区和阴极区分别进行着吸氧腐蚀和析氢腐蚀，而且所埋管道的地质情况不同，不同区域的反应形式也各不相同，值得注意的一点是阳极区所发生的反应形式，是不会随着环境而改变的。由此可见，在阴极区出现极多的 ，在阳极区出现极多的 ， 和 在地下互相反应，最终形成具有腐蚀性的 ，而 又受到氧化反应，生成了 和 之类会导致铁生锈的成分，最终造成了油气长输管道被腐蚀^[2]。
二、杂散电流干扰腐蚀特点

（一）强度高、危害大

被腐蚀是无法避免的，即使没有杂散电流从中作梗，埋在地下的油气长输管道也是会被自然反应所腐蚀的，但是这种腐蚀反应是非常微弱且缓慢的，正常情况下腐蚀电流不会超过一百毫安。杂散电流的干扰出现之后，会使得腐蚀电流增大，达到几百安，加快对油气长输管道的腐蚀性，影响油气长输管道的正常运输。

（二）范围广、随机性强

从杂散电流的覆盖范围来讲，可以直接扩散到几千米到几十千米的范围之中，造成这么广范围的原因是因为杂散电流所产生的外部电流大。而杂散电流的干扰腐蚀性特点还存在着一定的随机性，而这种随机性呈现在干扰电流的方向、强度会随着外界设施的管道绝缘情况、负载情况等进行变化，这使得油气长输管道在应对杂散电流腐蚀时具有了一定的困难性。

（三）腐蚀区域位集中

杂散电流在土壤中选择进行腐蚀的区域往往是那些阻抗比较小的管道，尤其是管道接入地面的区域，直接就变成被杂散电流腐蚀的集中区域。油气长输管道会设置防腐层，但是仍然不可避免的在相应的薄弱区遭到腐蚀。

（四）直流杂散电流腐蚀更强

在经过不断的对比分析之后，可以得出直流杂散电流的腐蚀强度更大，大约是交流杂散电流腐蚀强度的五十倍。
三、杂散电流干扰腐蚀预防措施

（一）远离杂散电流的干扰源

在对管道线路的进行方案设计时，需要全方面的去进行科学合理分析。尽可能的去避开地铁、铁路之类的地下交通设施等，避免被杂散电流干扰源所干扰腐蚀到。在设计时的管道应该设置好对杂散电流干扰源的防护距离；接入地下的电极与所设置的金属管道之间的最短距离应该在十千米以下或者是管道的长度在十千米以上；对接入地下的电极受到杂散电流的不利影响进行计算与分析，设计相应的防护措施；可以在管道线路受到地形限制的区域内设置合理的管道和输电系统装置之间的距离等^[3]。

（二）排流保护措施

排流保护措施与地下管道的防腐设计存在着一定的区别，在采取排流措施前期需要进行一系列的调查和测试环节，这样才能保证管道排流保护工作的正常进行。面对直流杂散电流干扰腐蚀的情况，我国采用较多的防护方法是Mg阳极来作为接电床的辅助，以此来帮助排流保护措施的开展。面对交流杂散电流干扰腐蚀的情况，我国一般会选择接地式的排流方法，这种接地式的方式可以直接降低三分之二的感应电压，来达到现阶段最佳的钳位式排流保护措施，既可以排除掉交流电压的干扰，又能同时对阴极进行保护。但是值得注意的一点是，在选择这种排流方式时需要保证管道和接地材料使用一致，如果使用了不同的材料，则可能会造成过高的电位差而造成直流电位的不利影响。

（三）阴极保护

根据杂散电流具有随机性这一特点，加上正常情况下，管道也会被自然情况所腐蚀，所以可以选择将阴极保护与排流保护结合，这样才能做到对油气长输管道形成最佳的防腐蚀措施。

（四）及时修复防腐层

面对杂散电流腐蚀油气长输管道的问题，应该定期的对可能受到杂散电流干扰腐蚀的区域进行检查和修复工作，避免由于过度的腐蚀导致油气长输管道的损坏，而在进行修复时，也应该择优选择绝缘性高的材料。

（五）绝缘隔离

面对一些被杂散电流严重干扰的区域，可以选择对这片区域进行绝缘隔离，隔离的同时还应该对绝缘装置外部的部分管道进行电缆的安装，安装工作完成之后，一定要注意控制绝缘装置两端的电位差情况，尽量控制在50mv之内^[4]。

（六）加强日常监测

油气长输管道杂散电流干扰腐蚀与防护工作是一个长久的工作，不是一朝一夕便就能轻松完成的，在研发出新技术和解决方针前，需要不断的对杂散电流干扰腐蚀区域的变化进行日常监测和修复，以此来保证油气长输管道的正常运输状况。

结语：

随着我国油气长输管道的长度总量在不断增加，杂散电流干扰腐蚀的问题也逐渐成为了不可忽视的问题，进而研究和完善处理相应的防护措施。通过对这些防护措施的不断运用，来减少杂散电流对油气长输管道的腐蚀，达到对油气长输管道的防护与治理。
参考文献：

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[2]万红霞,李婷婷,宋东东,陈长风. 杂散电流对埋地管道的腐蚀及排流方式的研究进展[J]. 表面技术,2021,50(04):125-134.

[3]胡绍磊,王啟和,何峥艳,刘念,万运华,陈彬源,于帅,陆学杰. 西南山地油气管道交流干扰的检测及防护[J]. 天然气与石油,2020,38(02):85-90.

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