高压电杆对长输管道腐蚀的探讨与防护

闫明龙，聂 晶

（中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，四川 成都 610041）

高压电杆对长输管道腐蚀的探讨与防护

闫明龙，聂 晶

（中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，四川 成都 610041）

摘 要：结合工程实际对金属管道在土壤中的腐蚀原理进行了论述，并着重于高压电线的交流电对管道腐蚀的影响进行了论述。当高压线距离管道 1 000 m 以上时无需考虑交流电对其防腐作用；交流电密度有三种判定强度，分别是弱、中、强。当判定为强时则必须采取防腐保护措施。采用“负电位接地”的方法对管道进行的防腐蚀办法。

关 键 词：腐蚀；管道；杂散电流；交流腐蚀

腐蚀对于长输管道的影响毋庸置疑，很多管道的泄漏与破裂都是由腐蚀开始的。本文结合某一工程实例论述了电化学腐蚀原理和交流电对管道所产生影响进。

1 工程参数

在本工程中，某一段长输管道与电线杆的走向方向在垂直面上重合。重合长度为 600 m。此电线杆为城市住宅用电的野外线路段，其电压为 110 kV以上。管道周围土质为砂质黏土，土壤电阻率为 100 Ω·m，破损点直径 0.009 5 m。

2 管道腐蚀原理及腐蚀程度判定

2.1 原电池腐蚀原理和解决办法

通常需要保护的管道的电位是比较低的，我们把它叫做阳极。通常会在其旁边设一个比其电位更低的辅助阳极。这样会在管道与辅助阳极间通过电解质溶液产生电流。用这个电流来消除腐蚀电流，这样便可保护管道不受腐蚀的侵蚀[1]。

2.2 电解腐蚀原理及判定

对于金属管道来说，电化学腐蚀是无处不在的。其腐蚀类别可以分为两种：原电池腐蚀和电解腐蚀。

原电池腐蚀是指金属在电解质溶液中形成原电池而产生的腐蚀。而原电解腐蚀是指外界杂散电流使电解溶液的金属进行电解而产生的腐蚀[2]。对于长输管道来说，这两种腐蚀都会在长输管道上发生。这是由于土壤具有储水特性，而其中存储的水充当了电解质溶液。

交流电对于长输管道的腐蚀属于电解腐蚀的一种。我们称其为交流腐蚀。其对管道上耦合产生的交流电压和电流的现象叫交流干扰[3]。能对埋地管道造成交流干扰的高压输电线路、设施和交流电气化铁路设施叫做交流干扰源。所以，本工程中的“高压电杆”属于“交流干扰源”。下面针对此电线杆对管道产生的影响情况进行论述。

2.3 交流电对管道腐蚀的影响

本节以电线杆对管道的腐蚀影响为例阐述对交流电腐蚀的判定与防护（表 1）。交流电对管道的干扰由 2 个方面来判定[4]。分别是电压大小和交流电与管道的距离。如果电压小于 4 V 时可完全不用考虑。如若大于 4 V 时，则可按下列公式计算：

其中：JAC——评估的交流电流密度,A/m2；

V——交流干扰电压有效值的平均值,V；

ρ——土壤电阻率,Ω·m；

d——破损点直径,m。

表 1 交流干扰程度判定表Table 1 Determine degree of ac interference

2.4 管道与高压线的距离

当交流电压高于 110 kV 时，其对管道会产生影响见图1。

图 1 极限接近段长度L与间距a相对关系图Fig.1 The relative of limit close to lenth L and space a

由图 1 可知，当管道距离高压线 1 000 m 以上时不会对管道产生腐蚀影响。鉴于本工程高压线属于 110 kV 以上，应该考虑腐蚀影响。

2.5 管道受交流电干扰的电压测量

测量方法[5]：将交流电压表、管道、电极相连接，连接具体方式如图2。

图 2 交流干扰电压测量接线示意图Fig.2 Ac voltage measurement

将测量后的交流电压值代入（2）式中。

其中：V—测量时间段内测量点交流干扰电压有效值的平均值,V。

n—测量时间段内读数的总次数。

测量结果如表2。

将干扰电压平均值V代入（1）式得出交流电流密度为 120 A/m2。所以其交流干扰强度判定为强，应采取防护措施。

表 2 干扰电压测量结果表Table 2 Disturbance voltage measurements V

根据本工程具体条件，采取“负电位接地”的方法[6]对管道进行防持续交流电干扰（示意图如图3）。其应用原理如 2.1 节所述，在埋地管道旁设一个电位较高的辅助阳极。以此在“管道——土壤——辅助阳极”间形成电流。使管道受到防腐蚀的保护。

3 结 论

（1）交流电密度值大于 100 A/m2时，必须采取防腐蚀措施。

（2）高压电杆与管道距离 1 000 m 以上时无需考虑其交流电对管道产生的腐蚀影响。

（3）原电池腐蚀和电解腐蚀都会对管道产生腐蚀影响。

（4）当管道受到交流腐蚀的干扰时可以设立一个比管道电位较高的辅助阳极来保护管道不受腐蚀。

参考文献：

［1］ 董宝山,张全.输油管道腐蚀机理研究[J].油气储运,1998(2):22-24.

［2］ 吁安,陈良华. 交流杂散电流对天然气管道影响的研究[J].科技致富向导,2012,17(1):17-18.

［3］ 阎顺.交流电气化铁路杂散电流对油气管道的腐蚀与防护[J].铁道勘测与设计,2011(3):15-17.

［4］ 刘志军,陈大庆,金哲. 埋地钢质管道交流腐蚀的评价油气储运 准则[J].油气储运,201109(4):9-11.

［5］ 胡士信. 邻近强电线路管道交流干扰参数的测试方法[J].油气储运, 2011(1):13-14.

［6］ 李源,张礼敬,陶刚,杜春泉.埋地钢质管道交流干扰腐蚀影响因素实验分析[J].全面腐蚀控制,2011(2):23-24.

［7］侯暋玲, 李依南, 苗文海, 等. 炼油厂水冷设备腐蚀原因分析［J］.辽宁石油化工大学学报，2013，33（4）：9.

中图分类号：TE 980

文献标识码：A

文章编号：1671-0460（2014）03-0397-02

收稿日期：2013-05-21

作者简介：闫明龙（1987-），男，辽宁抚顺人，助理工程师，硕士，2012 年毕业于辽宁石油化工大学油气储运专业，研究方向：长输管道腐蚀。现就职于中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司。E-mail：334850346@qq.com。

Effect of High-voltage Power Poles on Pipeline Corrosion and Protection

YAN Ming-long，NIE Jing
（PetroChina Engineering Co.,Ltd.Southwest Company, Sichuan Chengdu 610017，China)

Abstract:Combined with engineering practice，the corrosion theory of metal pipe in the soil was discussed, and effect of high-voltage wiring AC on pipeline corrosion was investigated. The results show that, when the distance between the high voltage line and the pipe is above 1 000 m, effect of the AC on the pipeline corrosion need not be considered; AC power density can be divided into three determining strength including weak, medium and strong. When AC power density is strong, the corrosion protection measures must be taken. "Negative potential ground" is an effective method for corrosion protection of the pipelines.

Key words:Corrosion；Pipeline；Stray current；AC corrosion