杂散电流对长输管道腐蚀影响分析
摘 要：随着我国经济的增长，我国能源市场愈加繁荣，因而促进了输油管道企业的发展，长输油管道总的建设里程已经很长，长输管道通常埋于地下，在地面环境日益复杂的条件下，长输管道既受到地下环境的侵蚀，又会受到地面环境的干扰，尤其是杂散电流对其的影响，为解决因杂散电流引起的长输管道腐蚀问题，需要分析腐蚀发生的机理，并采取及时有效的防治措施。
下载论文网 关键词：腐蚀；杂散电流；长输管道；影响 目前在长输管道发生的质量问题中，杂散电流引起的管道腐蚀是较多的，虽然对于金属管道来说，电化学腐蚀无处不在，但若不采取相应的措施，将会给正常的油气运输工作带来诸多不便。
下文以杂散电流的干扰腐蚀为主要探讨对象，对其特点、来源、机理进行了剖析，同时提出了防治杂散电流干扰腐蚀的具体措施，以供借鉴。
一、杂散电流的产生及特点分析 （一）杂散电流的产生 经实践研究杂散电流的来源可能有下面几种：一，阴极保护设施所产生的保护电流；二，外部结构物的等化电流；三，来自阳极阵列附近的等效电流；四，外部结构物的电池电流，比如钢铁混凝土土壤；五，附近直流设施的杂散电流，比如电气化牵引系统、电焊设备。
杂散电流引起的干扰腐蚀的范围大，比如存在与地铁附近的整个区域几乎都受到了地铁产生的杂散电流的影响；而又由于轨道与大地之间的绝缘电阻以及管道防腐层的绝缘电阻，土壤的电阻率和杂散电流大小等都不是一个恒定的值，所以杂散电流的流动方向具有随机性，由于这些原因给杂散电流的防护带来一定的困难2、腐蚀强度较大。
自然条件下的管道腐蚀产生的电流很小，但的当杂散电流存在时，埋地管道金属与土壤形成的腐蚀驱动电位差可达到几伏，腐蚀电流最大最高可达上百安，根据法拉第电解定律可知当通过埋地管道金属表面的电流较大时，其电化学腐蚀程度越严重。
通常杂散电流会从接地阻抗较小的部位流入土壤，因而杂散电流腐蚀大多集中于此，对于有防腐层的油气长输管道，腐蚀一般集中于防腐层的缺陷部位。
另外，经过大量的实践和研究证明，直流杂散电流引发的干扰腐蚀更强。
二、杂散电流干扰腐蚀机理 杂散电流腐蚀的本质是电化学腐蚀，杂散电流进入金属管道的地方带负电，该区域为阴极区，当阴极区的电位值过大时，管道表面会析出大量氢，造成防腐层剥离。
杂散电流从管道破损点流出的地方带正电，该区域称为阳极区，电化学腐蚀过程发生如下反应： 1、析氢腐蚀阳极反应：Fe→Fe2++2e—； 2、无氧酸性环境中的阴极反应：2H++2e—→H2↑； 3、无氧中性、碱性环境的阴极反应：2H2O+2e—→2OH—+H2↑； 4、吸氧腐蚀阳极反应：Fe→Fe2++2e—； 5、有氧酸性环境中的阴极反应：O2+4H++4e—→2H2O； 6、有氧中性、碱性环境中的阴极反应：O2+2H2O+4e—→4OH—。
可见，阴极区积累了大量的OH—，而在阳极区积累了大量的Fe2+，Fe2+和OH—在土壤中结合成腐蚀产物Fe（OH）2，进而继续氧化成Fe2O3?2H2O或Fe3O4等铁锈成分，造成管道腐蚀。
三、防治杂散电流干扰腐蚀的措施 （一）防腐层修复 对处于杂散电流干扰区域的管道每年应进行防腐层缺陷检测，管道阴极区的防腐层缺陷应及时修复，对于管道阳极区的防腐层缺陷应待该管段转变为管道阴极区或干扰消除后进行修复，防腐层修复所使用材料的绝缘性能不应低于原防腐层。
（二）阴极保护 由于杂散电流的不稳定性，多数情况下，杂散电流表现不十分明显，因而管道的自然腐蚀仍会占据主导地位，因此排流保护必须与阴极保护相结合才能有效遏制管道腐蚀。
（三）绝缘隔离 对处于干扰较严重的区域管段，可采用绝缘隔离的措施，同时，为保证管道的电连续性，对绝缘装置外则的管道进行电缆跨接，跨接电缆安装后，绝缘装置两端的电位差不宜超过50mV，从阴极保护管道中隔离的管段，还应设置独立的阴极保护装置，单独进行保护。
（四）远离杂散电流干扰源 管道线路路由设计时，应选择合理的路由走向，避开地铁、电气化铁路、交直流输配电线及地下管网等杂散电流干扰源。
规定：管道与高压直流输电系统、直流牵引系统等干扰源要保持一定防护间距；在开阔地区，埋地管道与高压交流输电线路杆塔基脚间最小距离不能小于杆塔高度等。
另外，埋地管道的正上方或下方，严禁有直埋敷设的电缆，埋地管道与直埋敷设电缆间平行时，最小距离为1m，交叉时最小距离为0.5m。
（五）排流保护 交流杂散电流干扰；采用接地式排流，可把感应电压降到原来的三分之一左右，其中效果最好的是钳位式排流，它把交流电压排除的同时可在管道上残留—0.9V左右的直流电位，用于阴极保护。
但是，钳位式排流的接地材料应和被保护管道相同，不然二者间的电位差会对直流电位产生严重影响；直流杂散电流干扰；国内一般采用镁阳极作为辅助接地床，主要目的是提高排流驱动电压，同时在无干扰时或干扰较小时，可以提供阴极保护。
综上所述，随着我国油气管道长度总量的不断增加，杂散电流干扰腐蚀问题越来越受到人们的重视，相应的防护措施也日趋完善，通过多种防护措施的综合运用，减少杂散电流对管道的腐蚀危害，达到预防与治理杂散电流腐蚀的目的。
参考文献： [1]李长春，李志宏，王晨，安成名.埋地钢质管道直流杂散电流腐蚀机理及影响因素研究[J].中国新技术新产品，2017，01：50—51.