杂散电流对韩渭西煤层气管道的腐蚀影响及防护

张占华（中石油渭南煤层气管输有限责任公司，陕西 渭南 714000）

杂散电流对韩渭西煤层气管道的腐蚀影响及防护

张占华（中石油渭南煤层气管输有限责任公司，陕西 渭南 714000）

杂散电流对煤层气管道带来了一定的腐蚀与影响，本文主要结合韩渭西煤层气管道分析了杂散电流的成因、腐蚀影响以及具体的防护对策。

杂散电流;韩渭西煤层气;腐蚀影响;防护对策

近年来，高速铁路建设事业不断发展，大量的高压电线逐渐建设起来，使得其所处的地理环境土壤内部有着大量的杂散电流，煤层气管道受到杂散电流的影响则将出现腐蚀现象，从而影响管道的安全运行。

1 韩渭西煤层气管道简介

此管道起点为陕西省韩城市芝川镇韩城首站，途经合阳县、澄城县、大荔县、蒲城县、渭南市临渭区，最终落脚于西安临潼区交口镇。其管道的设计压力为4.0Mpa,管道直径为559毫米，管道材质L360，整个管道系统设计了5个分输站、5个阀室，负责向沿线各县市输送韩城区块煤层气。韩渭西煤层气干线管道整体上采用3PE防腐层和外加电流阴极保护系统的方式，从而达到安全防护的目的。

2 杂散电流的形成与腐蚀影响

2.1 杂散电流的形成

杂散电流是指在设计或规定回路以外流动的电流，简单说就是非规律性运动的电流。其成因主要来自于电流泄漏，位于土壤内部的杂散电流会通过管道某一部位进入管道，通过管道间来流动，流动一段距离后则将离开管道流向土壤，离开管道的地方就会发生腐蚀，实际的流出点较多，例如：铁路系统等，杂散电流所产生的干扰有动静之分，根据来源划分则有直流和交流之分。

2.2 杂散电流的腐蚀影响

不同于金属的自然腐蚀，杂散电流本质上是电化学腐蚀，其中前者的腐蚀电流值只有几十毫安，然而，后者的腐蚀电流则较大，最高时达到几百安，后者是前者的几百倍，由此看来杂散电流所带来的腐蚀破坏程度较大，腐蚀速度也更大。

杂散电流容易对煤层气管道带来一定的腐蚀与干扰，这种腐蚀异常快速，甚至会威胁到周围管道的安全，从而带来更为严重的隐患问题，从而加快管道腐蚀与破坏，甚至对整个输气管道系统带来致命性影响。

2.3 交流杂散电流的腐蚀

电流一般来自于电气化铁路牵引系统，接地系统等，一般凭借阻性、容性耦合等方式在邻近管道中出现杂散电流，如果管道同输电线路之间保持平行、靠近等，交变相电流所带来的磁场则将施加在管道，从而出现二次交变电压、电流等，如果三相输电线路内部的零线电流较大，则可能出现更高、更大值的输送性电流，最终出现不平衡系统，对此将出现高于百伏的电压。

其对金属管道的腐蚀作用相对较低，但是依然需要加以重视，因为交流电的出现将导致电极表层发生极化功能，从而让管道更受腐蚀，甚至可能导致保护层破损、腐烂，扰乱阴极保护，管道无法被安全保护，当管道遇到特殊故障时，还可能导致管道绝缘层受损、击穿等。

2.4 直流杂散电流的腐蚀

直流杂散电流的腐蚀具体体现为：较大的干扰性，这一电流的干扰具有一定的范围性、区域性，某局部地区出现杂散电流扰动，则将导致其附近的埋地金属遭到干扰，而且干扰影响有着交互功能，彼此间能够被干扰影响。

同时，杂散电流有着较大的分布范围，十分复杂、多变，不同于交流杂散电流，直流杂散电流对于整个煤层气管道的干扰性主要体现在位置、时间等的不同和差异，通常位于钢轨较近的管道，更容易受到干扰，车辆停止运转后，电位则将趋向于平稳，相反，距离轨道较远的管道，电位则不会遭受干扰。

直流杂散电流所产生的腐蚀更快，出现这一电流时，管道中的电位则较高，甚至达到8-9V，其中流经的电流也可以上升至几百安，从而造成更大程度的腐蚀作用，参照相关的科学定理，1A直流电流所造成的腐蚀量大概达到9.1kg,如果持续地遭受杂散电流的影响，则可能导致管道壁慢慢受损、变薄，对此则要加以防护与改善，否则将造成管道腐蚀穿孔，甚至可能导致煤层气泄漏、爆炸。

3 韩渭西煤层气管道杂散电流的防护

韩渭西煤层气管道因为遭到杂散电流等的干扰与破坏，重点体现在高压输电线、直流电气铁路两大方面，前者对于周围地下管道四周的土壤的电位梯度有着不同程度的干扰，在电位梯度方面平行方向的管道明显高于竖直方向，管地电位的正向偏移值与波动值等一般和高压线之间的距离相关，二者呈反比例关系，如果管道途经直流铁路，管地电位则可能在列车通行过程中出现一定程度的振动、当列车静下来时，管道电位则将回归至常规状态。可以借助十字交叉法来对应监测、检查管地电位梯度、土壤电位梯度。

杂散电流对管道所带来的破坏需要积极地防范与规避，具体措施就是尽量将杂散电流逐渐从管道中引出，使其倒转、回归到干扰源的负回归网络，以此来防范干扰。类似的排流保护还包括：直流排流、极性排流、接地排流等。具体应该选择哪种排流模式，则需要参照现实的干扰程度、场合等来选择，例如：靠近干扰源接地体的管道，阳极区相对稳定、无波动时适合选择直流排流，然而，其缺陷体现在运用空间受限。极性排流则可以用在被干扰管道极性电流发生正负电流变换的场合，实际使用过程中有着自身的优势，例如：便于装配、运用范围较大等，如果管道同轨道之间电位差存在差异时，则会影响保护效果。

也可以尝试多种排流方法并用的方式，例如：负电位排流、极性排流并存，具体的操作方式为：设计一对接地阳极，让二极管同管道之间连接，从而有效控制了干扰，也带来了一定的阴极保护。如果管道中出现干扰性电压，二极管则将承受一定的正电压，同时，电流也能凭借接地体来逐步引向大地，相反，管道电压为负极时，二极管则将承担反向电压，不能够通电。

4 结语

杂散电流对韩渭西煤层气管道有一定的腐蚀影响，其中既包括直流杂散电流，又包括交流杂散电流的腐蚀，实际的腐蚀作用有一定的原理和规律，最关键是要掌握其中规律，而且要及时采取措施来防范腐蚀，保护管道安全。

[1]付立成.杂散电流对输油管道的腐蚀影响[J].应用科技，2010,(12).

[2]李建民.城市轨道交通供电系统杂散电流检测与控制[J].仪表技术与传感器，2007（10）.

[3]王俊，齐文元.高压输电线路对埋地输油管道中杂散电流影响规律[J].腐蚀研究，2010（07）.