油气管道的杂散电流腐蚀防护措施

刘涛

（陕西延长石油（集团）管道运输公司安全环保质监部陕西延安716000）

摘要：随着我国社会经济的发展，油气管道铺设里程也在不断增长。在油气管道使用过程中，会因各种原因产生不同性质的危害，而其中由杂散电流造成的油气管道腐蚀现象越来越受到的关注。本文简要阐述了油气管道杂散电流腐蚀的机理，并对杂散电流腐蚀的基本特点深入分析，提出了杂散电流腐蚀的防腐措施，希望对油气管道的正常运转提供必要的帮助。

关键词：油气管道；杂散电流；腐蚀；防护措施

进入21世纪以来，我国管道建设日益增多，管道途径大中城市的铁路、公路网等设施由于地理位置的限制，油气管道线路与电气化铁路在设计和建设过程中不可避免地出现了并行和交叉敷设的情况。特别是近年来，随着特高压输电线路的出现以及高速铁路的建设，我国油气管道与输电线路、电气化铁路的并行交叉的里程也不断增加，电力输电线路、电气化铁路产生的杂散电流对油气管道造成严重的腐蚀。电力传输或电气化铁路使用过程中，会在土壤中产生大量杂散电流，对地下油气管道造成严重的腐蚀现象。据不完全统计，因杂散电流引起的管道腐蚀已成为近年来管道腐蚀的重要因素之一，并且距离铁路或高压线路越近的油气管道，其腐蚀速度越快，给油气管道运行工作带来十分严重的影响。

一、杂散电流腐蚀的机理与危害

杂散电流通常指流入土壤中的非常规电路以外的电流。由杂散电流引发的油气管道腐蚀问题，其本质上是电化学腐蚀中的电解作用。油气管道为钢质材料，其自身具备较强的导电性，当杂散电流在管道中流动时就会产生电位差，并形成腐蚀电池。由电气化铁路或高压输电线路流出的杂散电流进入油气管道，铁路或输电线路为阳极，发生腐蚀油气管道为阴极，不腐蚀。当杂散电流由管道返回铁路或输电线路时，管道为阳极，发生腐蚀；铁路或输电线路为阴极，不腐蚀。油气管道长期在杂散电流干扰的影响下，管道防腐层会析出大量氢离子，从而引发管道防腐层的破坏。

研究表明，杂散电流对油气管道具有较强的危害，杂散电流会对管道的绝缘层、绝缘法兰造成严重损坏，加速油气管道的腐蚀情况。在一定情况下，杂散电流甚至会对阴极保护设备的操作人员造成生命威胁。由此可见，对油气管道杂散电流腐蚀情况进行合理防护，以确保油气管道运行稳定和安全。

二、杂散电流腐蚀的特点

油气管道中杂散电流腐蚀程度要远远大于土壤及电偶腐蚀，给油气管道的正常运行带了极大危害，杂散电流的腐蚀呈现以下特点：

2.1腐蚀程度大，危害大

通常情况下，油气管道中在没有杂散电流时，仅有几十毫安左右的自然电流，但如果管道周围存在有杂散电流，特别是在直流特高压输电线路单极锁闭状态下，放电电流可达3000A以上，影响距离达30-50公里，对影响范围内的埋地钢制管道造成极大的腐蚀，管道腐蚀呈直线上升。

2.2范围广、随机性强

杂散电流也被称为动态干扰，其原因是杂散电流的外部电流源直接影响着杂散电流的作用范围，影响范围甚至可达到几十公里。杂散电流腐蚀往往也是随机性，在受到外界电力设施的负载情况、管道的绝缘层状况等变换时，电流方向和电流强度也随之变化。因此，该特点也增加了杂散电流检测工作的难度。

2.3腐蚀部位集中于局部位置

一般情况下，杂散电流会在管道接地阻抗较小的位置流入土壤，这也是杂散电流腐蚀部位一般集中于局部位置的特点之一。如管道具有防腐层，其腐蚀层受损处的接地阻抗与杂散电流腐蚀程度成反比关系，所以杂散电流腐蚀主要集中于防腐层缺失的位置。

三、杂散电流腐蚀的防护措施

杂散电流腐蚀对油气管道的运行具有一定危害性，若要避免杂散电流对管道的腐蚀影响，可以从几下几点措施进行防护：

3.1避开杂散电流干扰源

一方面，在油气管道设计前要做好杂散电流的排查工作，详细勘察周围电流干扰源，对于一些工厂、输电线网、铁路等尽量避开，根据油气管道工程设计相关标准，制定科学、合理设计方案。另一方面，有些油气管段已受到杂散电流腐蚀后，要增加绝缘法兰等装置，将干扰段管道进行分隔。

3.2增加排流保护

所谓的排流保护是通过排流装置保护管道不受到杂散电流腐蚀，使管道中流动的杂散电流直接引回电气设备中，实现改变管道极性保护油气管道的效果。排流保护根据电气回路的连接方式可分为四类。

3.2.1直接排流

该方法适用于铁轨的对地电位低于管道对地电位的情况，将管道与铁轨利用导线直接进行连接，这种方法操作方便、简捷、成本低，实现排流效果良好。但考虑到该方法只适合不易产生逆流的位置，因此应用范围较为狭小。

3.2.2极性排流

在油气管道的电位比铁轨的对地电位低时，就会出现杂散电流逆流情况，为了使杂散电流防止出现逆流而在排流中设置逆电压续电器等排流器，这种方法被称为极性排流。该方法安装简便，应用范围较为广泛。

3.2.3强制排流

强制排流是通过铁轨与管道的电气接线设置辅助阳极的强制电流阴极保护。但该方法会随着铁轨对地电位变化对管道进行保护，进而加重铁轨腐蚀，干扰周围的金属构筑物，在使用过程存在一定危害性，因此要慎重使用。

3.2.4接地排流

该方法是将管道中的电流与接地极相连，但不能直接向干扰源排流，这种方法应用范围较为广泛，并且对其他设备产生的干扰较小。但该方法的排流效果不太明显，需要定期更换阳极。

3.3阴极保护

不同区域的杂散电流不尽相同，在杂散电流相对偏弱的区域，油气管道的腐蚀原因仍以自然腐蚀为主。在此类区域进行防腐措施时，还要充分考虑阴极保护与排流保护相结合的防护措施。

3.4防腐层修复

每年定期对杂散电流干扰区域进行防腐层检测，及时发现问题并修复。对于防腐层修复所用材料要具有绝缘性，并且要高于原防腐层。

3.5绝缘隔离

对油气管道中杂散电流腐蚀严重的管段要采用绝缘隔离措施，并确保管道的电连续性，要将绝缘装置外侧的管道进行跨接。另外，需要单独对阴极管道中隔离管道设置保护装置。

3.6加强日常监测

油气管道的腐蚀防护工作是一项长期工作，只有对杂散电流发生区域进行定期监测，时刻了解杂散电流的变化情况，才能根据相关监测数据制定科学合理的防护措施，保障油气管道安全运行。

四、结论

综上所述，杂散电流的存在，给油气管道产生了极大的危害，影响了管道线路运行的安全与稳定。油气管道杂散电流的成因相对较多，并且管道所处环境也存在一定的复杂性，因此在进行油气管道杂散电流腐蚀防护处理时，也要根据实际产生情况进行科学处理。此外，为确保管道杂散电流防腐蚀措施的有效性，还要对管道进行定期监测，确保油气管道安全运行。

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