交流干扰对管道的影响

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交流电气化铁道对油气管道的干扰影响产生的原因

交流电气化铁道对油气管道的干扰影响产生的原因

交流电气化铁道由于采用单相对地不平衡供电方式,对输油、气管道的危害主要在于列车通过时产生间歇或连续的交流干扰电压作用在管道上,对人身和设备产生危害。

电气化铁路的电磁干扰归纳起来主要有以下几个方面:
1、磁感应耦合
磁感应耦合又叫电磁干扰,是由机车牵引电流流过接触网时产生的交变电磁场,通过空气、土壤等传导电磁波的介质,在管道上由于互感作用感应出纵向电动势,对感性耦合影响要考虑接触网正常供电和短路故障两种状态。

2、容性耦合
高压牵引供电线路和金属管道之间由于高压静电场的作用,通过相互间分布电容的耦合,引起管道对地电压升高,静电感应电压通过人体形成静电电流,由于大地具有良好的静电屏蔽作用,所以一般情况下,容性耦合只对架空管道产生影响,而对地埋金属管道不会产生影响。

3、阻性耦合
阻性耦合又称入地电流影响,在电流入地点相对于远处大地间通过大地阻性耦合产生电位差。

由于阻性耦合的存在,使路基附近的管道处于地电位梯度变化剧烈的土壤中而引起管道地电电位升高。

在各种耦合情况下感应电压和电流和多种参数有关,其中相关因素有:交流电气化铁道的供电方式、正常牵引状态和故障状态下的牵引电流、管道与接触网的平行长度、接近距离、管道防腐层的材质及绝缘电阻、管道直径、管道的传播常数、敷设方式、沿线大地导电率等。

要尽量利用以上的变量参数和一定的物理计算模型计算出感应耦合或阻性耦合的数值,以便采取进一步的防护措施。

当前虽然有很多计算方法可以计算出感应电压的大小,但由于相关因素太多,计算结果往往不像电信线路那样准确,所以我们认为:以开通测试为依据进行有针对性的防护对管道安全更为有利。

天然气管道交流干扰防护技术研究

天然气管道交流干扰防护技术研究

天然气管道交流干扰防护技术研究近年来,随着天然气管道网络的持续扩大和天然气供应的增加,天然气管道交流干扰问题日益突出。

交流干扰会导致天然气管道的腐蚀和泄漏风险增加,从而对天然气输送的安全稳定性产生很大的影响。

研究天然气管道交流干扰防护技术具有重要的意义。

天然气管道交流干扰主要来自于交流电力系统。

当交流电力系统接地电阻不合理、接地电流过大或交流电路与天然气管道交叉时,就会引发交流干扰问题。

交流干扰的主要影响包括静电和电化学腐蚀、电流捣乱和电压波动等。

为了解决天然气管道交流干扰问题,可以采取以下技术措施:1. 合理设计交流电力系统的接地。

通过对交流电力系统的接地电阻和连接方式进行合理设计,可以有效降低交流干扰的发生概率。

一般来说,较低的接地电阻和良好的接地连接可以减少静电和电化学腐蚀。

2. 使用屏蔽材料和屏蔽结构。

在天然气管道与交流电路交叉的位置,可以采用屏蔽材料和屏蔽结构来减少交流干扰的影响。

屏蔽材料可以阻止交流电流的流动,从而减少对天然气管道的腐蚀风险。

3. 安装电位等化装置。

通过在天然气管道和交流电路之间安装电位等化装置,可以减少电位差,降低电流的流动。

电位等化装置可以将电位差控制在可接受范围内,从而减少交流干扰对天然气管道的影响。

4. 加强监测和预警。

通过安装监测设备和预警系统,可以及时发现交流干扰的存在,并采取相应的防护措施。

监测设备可以实时监测天然气管道周围的交流电流和电压,预警系统可以及时发出警报,提醒相关人员采取防护措施。

5. 定期检测和维护。

对天然气管道和交流电路进行定期检测和维护,可以及时发现和修复潜在问题,保持系统的稳定性和安全性。

定期检测包括对管道和电路的腐蚀情况、电流和电压波动等进行监测,及时采取相应的修复措施。

天然气管道交流干扰防护技术的研究对于保障天然气输送的安全稳定性非常重要。

通过合理设计电力系统接地、使用屏蔽材料和屏蔽结构、安装电位等化装置、加强监测和预警以及定期检测和维护等措施,可以有效降低交流干扰对天然气管道的影响,保障天然气供应的安全和可靠性。

电气化铁路对埋地钢质燃气管道的交流干扰研究

电气化铁路对埋地钢质燃气管道的交流干扰研究

为满足各地不断增长的能源需求 , 国内燃气管道
的里程 也 不 断增 加 。在 燃 气 管 道 与 电 气 化 铁 路 的设 计 建设 过 程 中 , 不可 避 免 地 出现 并 行 或 交叉 穿跨 越 敷 设 的情 况 , 埋地 燃气 管 道 将会 受 到 电气化 铁 路 的交 流 干扰 , 处 理不 当 , 若 将会 造 成 较 大 危 害 。 因此 , 索 电 探 气 化铁 路对 埋 地 燃 气 管 道 的干 扰 规 律 并 采 取 相 应 的 预防措 施 , 降低 电气 化 铁路 对 埋 地 金 属管 道 的 干扰 影 响 , 于 保 证 油 气 管 道 的安 全 、 稳 运 行 具 有 十 分 重 对 平
Ab t a t T i p p rman y su is AC i tre e c fe e ti e al y n t e b re a i ei e . h e tr s lce s r c : h s a e i l t d e n e rn e o lcrf d r i f i wa so h u d g s p p l s T e tse ee td i n
pp l e o gteB r n —h n h i i - e d r l r a e t y C i e ee c . y et g C eet f dri a s r n te ie n sa n e igS a g a hg s e i ae f c db t rn e B s n l r e l y et u , i l h h p a f e A nr f t i A ci i aw t h
0 引 言

回流线供 电方式 ( T供 电方 式 ) 自耦 变 压 器供 电 B 和
高速 铁路 是 指 通 过 改 造 原 有 线 路 ( 线 化 、 距 直 轨

管道阴保和交直流干扰的智能监控与分析

管道阴保和交直流干扰的智能监控与分析
数据如何有效利用 并提供决策支持?
管道面临的杂散电流干扰
动态交流干扰,可能对管道 产生阻性或感应耦合干扰
高铁
静态交流干扰,主要以 感应耦合干扰影响管道
高压交 流输电
动态直流干扰,交叉或平 行时均可能影响管道
地铁
特/高压 直流输电
线路
稳态直流干扰,单极运行时可 能对管道造成较大危害,不平
衡入地电流也会造成干扰
BS EN 15280-2013
BS EN 50162 2004
BS ISO 18086-2015
BS EN 50122-2:2010
EN 12954:2017
a. BS ISO 15589-1:2015引用了多篇NACE其他标准和专题报告,未直接引用NACE SP0169
BS EN 501222:2010
Corrosion of metals and alloys – Determination of AC corrosion – Protection criteria
Railway applications — Fixed installations — Electrical safety, earthing and the return circuit Part
BS EN 50162 2004 BS ISO 18086-2015
BS EN 50122-2:2010
EN 12954:2017
名称
埋地钢质管道阴极保护技术规范
Cathodic protection of pipeline systems Part 1: On-land pipelines
Control of external corrosion on underground or submerged metallic piping systems

地铁交流干扰对地埋输油管道腐蚀影响及其防护措施

地铁交流干扰对地埋输油管道腐蚀影响及其防护措施

与铁路 相互关 系的 若干规 定》 ( 石油 部( 8 7 ) 油建 第 5 0 5 号 文Байду номын сангаас、铁道 部铁
基( 1 9 8 7 ) 7 8 0号 文 ) 、钢质 管道 穿越 铁 路和 公路 推 荐做 法》 S Y / T 0 3 2 5 — 2 0 0 l 、 《埋 地 钢 质 管 道 交 流 排 流 保 护 技 术 标 准 》 S Y / T 0 0 3 2 — 2 0 0 0 、 《 交流 电气化 铁道对 油( 气) 管道 ( 含油 库) 的影 响容 许 值及防护措施》T B / T 2 8 3 2 — 1 9 9 7 、 《 输 油 管 道 工 程 设 计 规 范》
( GB5 0 2 5 3 — 2 0 0 3 ) 。
电流腐蚀 的程 度, 必 须定 期进行 专项 测量 。地铁 附近 的金 属输 油管道 受 杂散 电流 腐蚀 的危险 性指 标, 应 由地 铁 的金属结 构表 面 向周围 电解质 漏 泄 的 电流 密度 和 由电流 泄漏 引起 的 电位极 化 偏移来 确 定 。同样 ,由于 电流密度 难 以直接测 量 到相关 数值 , 一般是 通 过测 量金属 输油 管道 的腐 蚀危 险性 等 间接指标 ,也就 是 由杂散 电流引起 的金 属输 油 管道 的 电位 极化 偏移 值来 判断 设 备受杂 散 电流腐 蚀 的情 况 。所 需 监测 的参 数有 轨
道 电压 、地下 金 属输油 管道 的极 化 电位 、钢轨 过 渡 电阻和 轨道 纵 向 电 阻 等数值 。 输 油管道 杂散 电流测量 点也应 设置在 地铁沿 线 的车站 站 台的两 侧 , 进 出站信 号附近 、每一个 回流 点处 及需要 进行 测试 的走形 轨分 断点处 、 地 铁桥梁 两段 、地铁 的 尽头 线和线 路与 车辆段 的连 接坡道 处 , 并定 期对 监 测点进 行检 查维 护 。可通 过传 感器 将 各测 量点 所采 集 的参 比 电极 对 结 构钢筋 及轨 道对结 构 钢筋 的 电压 的模拟 量及 时转 化为数 字 量, 再 由安 装 在牵 引变 电所控制 室 内的 监测装 置传送 到计 算机 系统 , 以供 操作 人 员 随时查询 。 3 . 5 深圳地 铁杂散 电流防护 措施 深圳 地铁 为做 好地 下金 属输 油管 道 及其他 金 属构件 的杂散 电流防 护工作 ,其 主 要 防 护 原 则 是 “ 以堵为主 , 以排为 辅, 防排结 合, 加 强 监测 ” 。 3 . 5 . 1 深 圳地铁堵 的措施 有铁轨 下加绝 缘垫 、使用绝 缘扣件 、枕 轨 下加绝缘 垫 、道 岔处加 强绝缘 等 。 3 . 5 . 2杂散 电流 监测系 统是 由参考 电极 、整体 道床测 量端 子 、车 站 隧道测 量端子 、信号 电缆 、信 号测 量端子 箱 、信号 盒及微 机综 合测试 装置构成 。 3 . 5 . 3 排 流 的措 施是将 每个道 床结构 段 内部 的纵 向钢筋搭 接处 以焊

地铁杂散电流对长输管道干扰危害及防护措施

地铁杂散电流对长输管道干扰危害及防护措施

地铁杂散电流对长输管道干扰危害及防护措施摘要:在城市交通系统不断完善的过程中,地铁建设规模越来越大。

但地铁中产生的杂散电流对长输管道造成了较大的影响,因此本文利用调查法、文献资料法等方法对地铁杂散电流对长输管道干扰危害及防护措施进行了研究与探讨,以期为相关研究提供参考。

研究结果表明地铁杂散电流会对长输管道产生腐蚀危害,严重影响到了埋地钢质成品油长输管道的正常运行,只有加强防护才能够减少干扰危害。

所以需要将多种防护措施结合起来,不断调整阴极保护系统,从而抑制杂散电流的干扰,延长长输管道的使用寿命。

关键词:地铁杂散电流;长输管道;干扰危害前言:地铁是城市交通系统的关键构成部分,可以为人们的日常出行提供有力支持。

但地铁在运行过程中会产生大量的杂散电流且会造成一定的危害,因此需在现有研究结果的基础上全面分析杂散电流对长输管道的危害并通过有效措施进行干扰防护。

1.杂散电流与长输管道概述1.1杂散电流杂散电流指的是在设计或规定回路以外流动的电流,多在土壤中流动【1】。

从干扰源性质来看杂散电流主要包括静态型与动态型这两种类型,从干扰源来源来看杂散电流包括直流型、交流直流型以及地电流。

产生杂散电流的原因有很多,例如电位梯度以及电流泄露等,会对周边环境产生较大影响。

1.2长输管道长输管道即产地、仓库以及使用单位之间进行商品介质输送的管道,主要包括GA1与GA2这两个级别,在油气输送中占据着重要地位。

2.地铁杂散电流对长输管道的干扰危害2.1杂散电流的干扰腐蚀危害杂散电流会从管道某一部位进入到长输管道中,这一部分属于阴极。

在流动一段时间后杂散电流会从管道的另一部位流出,这一部分属于阳极。

而此时管道会出现阳极氧化的情况,这就说明杂散电流对管道造成了腐蚀【2】。

从本质上看,杂散电流腐蚀属于电化学腐蚀,即金属表面与电解质发生电化学反应造成的腐蚀破坏,会产生相应的电流,所以危害性相对较大。

例如,可能会导致管道涂层缺陷处出现严重的腐蚀情况甚至出现失效、穿孔等问题;导致管道的腐蚀层出现鼓泡等情况;导致管道中部分由高强度钢材料制成的材料失效。

浅谈交流高压输电线路对油气管道交流干扰腐蚀控制措施

浅谈交流高压输电线路对油气管道交流干扰腐蚀控制措施

浅谈交流高压输电线路对油气管道交流干扰腐蚀控制措施摘要:随着我国工业化建设的快速推进,对能源的需求在不断提升,国家电网高压交流输电线路和石油天然气管道建设两者之间近距离交汇和并行在所难免,如何安全合理解决两者之间因交流干扰带来的问题,这对于保证油气运输的安全,促进电力和油气输送工程建设发展具有重要意义。

关键词:交流输电线路;输油输气管道;电磁影响;防护措施在高压输电线路和输油输气管道近距离交汇和并行时,由于高压交流输电线路对金属管道稳态的电磁效应和发生接地短路故障时在埋地金属管线上产生的瞬态电磁效应,两种状态下产生的交流干扰电压、电流沿管道防腐层破损点入侵金属管道,产生管道本体交流腐蚀和极大的威胁管线操作人员的人身安全等问题。

但在输电工程与石油天气管道两者建设中,不可避免的出现交汇和近距离伴行情况,如何解决高压输电线路对输油输气管道的交流干扰影响,这是本文主要讨论的内容[1]。

一、交流输电线路对管道电磁影响的机理想要解决交流输电线路对输油输气管道的影响,首先就要对其影响机理进行分析,清晰的认识到电磁影响出现的原因,针对性的制定出相应的措施,才能有效的落实对输油输气管道保护。

对此主要分为以下三类。

(一)感性耦合影响当输电线路中流过交流电流时,变化的电流会导致导线周围产生磁场。

在磁场的影响下,会与管道之间发生电磁效应。

当管道和交流输电线路接近时,通过电磁感应的作用下,管道与土壤之间就会产生电势差。

在输油气管道建设中,为了保证管道不遭受腐蚀,在其金属外壁会敷设防腐层。

但防腐层的材料因电击穿、机械损伤等外来因素影响会造成不同程度的破损缺陷,为交流杂散电流的流入和流出带来便利条件。

因此在交变磁场的作用下,管道产生了电势差就会直接与大地之间形成回路,导致管道在电流作用的影响下发生交流干扰腐蚀。

这种作用方式称为感性耦合影响或磁影响。

造成这种情况的原因,首先是管道与输电线路两者之间的距离过于接近。

但两者之间的“安全距离”并不是恒定的,这与输电线路电压等级及输电功率等都有关系。

交流电气化铁路对输油(气)管道和油库的影响及防护措施

交流电气化铁路对输油(气)管道和油库的影响及防护措施

输油(气)管道和油库的防护铁路电气化改造后,电力机车的供电回路将在其周围空间产生电磁场。

由于电磁感应的作用,既会对本线附近的通信线路、广播线路、无线设施等产生不同程度的电磁危险影响和杂音干扰影响,也会对与铁路平行接近和交叉跨越的油(气)管道及专用线油库产生危险影响。

机车牵引电流由牵引变电所→架空接触网→机车→钢轨(和土壤)→回流线→牵引变电所。

虽然按技术要求,钢轨与枕木间采用绝缘,但流入地中的杂散电流为总牵引电流的50%,在短路的故障时更高。

据国内有关部门报道,电气化机车由于杂散电流泄漏对其它地下金属设施干扰强、范围大,在几公里内均属受干扰的范围,在杂散电流和感应电的影响下,管道上感应电可达57V,对钢管造成的腐蚀率为2mm/年,严重可达6mm/年,东北输油局长输管道松山段,曾遭受交流杂散电流腐蚀达5mm以上。

造成油气管道腐蚀穿孔的故事时有发生)。

交流电气化铁路对输油(气)管道的主要影响是:(1)对输油(气)的金属管道产生电腐蚀(2)产生电火花,从而影响油库的安全一、原理分析1、2、对油库的影响交流电气化区段的牵引电流经钢轨、大地流回变电所。

(非)电化专用线的电火花干扰正是由于正线钢轨电位、电流的传导分量引起对地的电位升高,使钢轨和鹤管的对地电位不平衡。

由于油品与管道及过滤器的摩擦会产生大量静电荷,若不通过接地装置把电荷导走就会聚集在油罐上,形成很高的电位,当此电位达到某一间隙放电电位时,可能发生放电火花;或者当空气中可挥发的浓度达到一定时,遇由于电位不平衡产生的电火花,将会引起爆炸着火事故。

石油库专用铁路线与电气化铁路接轨时,交流电气化铁路接触网电压高(27.5kV),会对石油库的装卸油作业产生危险影响,在设计时应首先考虑电气化铁路的高压接触网不进入石油库装卸油作业区,即使这样,铁路信号及铁路高压接触网仍会对石油库产生一定危险影响。

当确有困难,石油库专用铁路线必须与电气化铁路接轨,铁路高压接触网进入石油库专用铁路线时,铁路信号及铁路高压接触网会威胁石油库的安全,因此必须应采取相应的安全措施。

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交流杂散电流对管道的影响研究(滕延平1、王维斌1、陈洪源1、韩兴平2、陈新华1、赵晋云1、蔡培培1)(1.中国石油管道研究中心 2.西南油田输气管理处)摘要:随着公共设施如电气化牵引系统、高压输电线路等的日益建设,管道受到的交流干扰将愈加严重。

目前国内许多管道都受到较强的交流干扰。

本文介绍了国内外关于交流干扰的危害,分别从人身安全、对仪器设备、管道防腐层以及交流腐蚀的角度进行了分析。

同时,主要对国外研究的交流腐蚀的一些重要结论进行了总结。

文章重点介绍了国外的交流腐蚀评价指标,同时参照国外的交流电流密度评价指标对西气东输管道与港枣线,分别采用理论计算方法与电阻探头的方法对管道的交流电流密度进行了计算与测量,并对其进行了分析与评价。

最后对国内外的交流减缓措施进行了分析比较,提出了国内应用该措施的局限性与不足之处。

希望借此文章,能推动国内在油气管道交流干扰规律研究与标准制定方面的工作进展。

关键词:管道;交流干扰;腐蚀;交流密度;减缓1、前言. 为了有效利用土地资源,通常在一条公共走廊里同时安装高压电线和管道,管道有时还与铁路平行或交叉,受许多外部因素制约,加上现代高绝缘涂层的使用更加重了电危害。

其主要影响有:与管道接触的人员电伤害、管道涂层与钢质损坏、烧毁CP装置和遥测系统等。

我国在交流干扰评价控制方面技术相对较弱,石油行业标准 SY/T0032交流干扰标准,对应弱碱性、中性、和酸性土壤环境给出了10V/8V/6V的交流电压排流指标。

但该标准仅仅适应于石油沥青涂层,在高绝缘涂层如 3PE条件下已存在问题。

国外油气管道交流干扰的研究发展快速,颁布了较多减缓交流电的标准。

2、交流干扰的危害交流输电线路对输油输气管道的电磁影响主要涉及对人身安全的影响、对输油输气管道及其阴极保护设备安全的影响以及对输油输气管道的交流腐蚀等问题。

2.1对人身安全的影响当输油输气管道与交流输电线路接近且输电线路正常运行时,线路中工作电流会通过磁耦合长时间在管道上产生纵向感应电动势,使得金属管道的对地电压升高。

若该电压较高,可能影响施工、维修或测量人员的正常工作,当交流输电线路发生短路故障时,产生的交流干扰可能危及人身安全。

2.2 对管道安全影响在输油输气管道的金属表面一般都会敷设防腐层,具有较高电阻和较高介电常数,以防止土壤中有害物质腐蚀金属管道。

当交流输电线路发生短路故障时,短路电流通过感性耦合和阻性耦合的综合影响在管道上产生较高的对地电压,可能击穿防腐层。

2.3 对管道阴极保护设备影响在输油输气管道上设置阴极保护设备是为避免防腐层漏敷及破损处的金属表面产生腐蚀。

交流输电线路正常运行情况下,工作电流通过感性耦合在油气管道上产生电压,可能干扰强制电流阴极保护的恒电位仪和牺牲阳极阴极保护的牺牲阳极的正常工作。

例如:强制电流阴极保护的KKG-3 型和KKG-3BG 型恒电位仪的抗交流干扰能力分别为12V 和30V;牺牲阳极阴极保护的镁牺牲阳极的抗交流干扰能力为10V。

这在目前的新建管道已经几乎不适用。

2.4管道的交流腐蚀研究表明,管道的交流腐蚀主要发生在绝缘性能较高的涂层上。

铺设在同一环境下的管道,当管道外防腐层选用石油沥青等级别的防腐层时,即便有交流干扰电压的产生,一者是由于其绝缘性能较低,所以干扰电压不会太高,另一方面则由于管道防腐层上所存在的较多的漏点而会使感应的交流电压随时排入地下,因此,管道反而不会产生交流腐蚀。

近几年国外的腐蚀调查报告中与研究文献中,每年都有大量有关交流腐蚀导致管线腐蚀的报道与案例。

在国内的管道中,也同样存在交流腐蚀及电磁耦合对管道监测设施与阴极保护设施带来危害的案例。

但是关于交流腐蚀的机理,目前尚未有统一的解释。

国外研究表明,交流电流密度是决定交流腐蚀的一个主要因素而不是平常的交流电压。

同时也有经验表明,交流干扰可能引起结构的极化,Bockris认为某些交流可能在钢表面产生电流整流,腐蚀过程中阳极与阴极的塔菲尔斜率不同,导致电位的负向偏移或者正向偏移。

其中Yunovich与Thompson研究表明,在交流电流密度较低的情况下(小于20A/m2),与管道连接的暴露在土壤中的钢试片,其电位已经负向极化约100mV。

目前在国内的管道上,如秦京线,港枣线,长吉线的不同段管道均存在自然电位偏高的情况,而管道沿线并不存在自然电位正向极化的情况,但同时管道存在着较强的交流干扰,可以用上述理论来解释。

虽然交流电流腐蚀可以通过提高阴极保护的保护电位得到抑制,在交流干扰下,阴极保护电位应控制在什么水平目前仍存在争议。

之前,一般认为根据行业标准施加阴极保护,能有效控制交流腐蚀。

然而最近国内外发现,虽然阴极保护电位有效在标准规定范围内,但由于交流干扰的存在,管道仍发生了腐蚀。

研究还表明,但当交流电流密度较大时,增加阴极保护的保护电位可能导致PH值增加,减小涂层缺陷处的接触电阻,可能导致相反的作用——即加速腐蚀,其发生腐蚀的风险越高,与一般的理论相反。

3、交流腐蚀判定指标欧洲技术委员会标准CEN/TS 15280:2006《埋地阴极保护管道交流腐蚀可能性评估》中给出了使用电流密度参数评价交流腐蚀的可能性准则:当Jac低于30A/m2时,不会发生交流腐蚀或者发生交流腐蚀的可能性较小当Jac位于30 A/m2与100A/m2之间时,发生交流腐蚀的可能性为中等当Jac大于100A/m2时候,发生交流腐蚀的可能性很高除了交流电流密度外,还应考虑交流电压、直流极化、涂层缺陷尺寸、土壤电阻率、土壤化学组成等条件。

此外,该标准还给出了使用Jac/Jdc的比值确定交流腐蚀的可能性的相关指标。

目前上述一系列评价指标已经在ISO 15589-1,英国标准BS EN 12594以及美国工程师腐蚀协会的 SP0169中得到了体现,目前已经成为国外评价交流腐蚀主要的参考依据。

4、采用交流电流密度评价交流干扰腐蚀评价交流腐蚀风险需要透彻了解管道沿线的土壤腐蚀条件,因为土壤电阻率的差异会造成管道交流腐蚀电流密度的较大差异。

交流腐蚀与直流腐蚀差异还在于,直流腐蚀关注较大的涂层缺陷,交流腐蚀更关注涂层小的缺陷,因为这些位置的交流电流密度大很多倍、交流腐蚀风险更大。

采用ACVG技术可以实现高质量的涂层小缺陷检测,结合土壤电阻率分析可有效确定管道交流腐蚀等级[8]。

以下两个实例,分别用交流电流密度,根据CEN/TS 15280:2006《埋地阴极保护管道交流腐蚀可能性评估》中给出的电流密度参数评价指标评价交流腐蚀的可能性。

4.1 西气东输交流干扰腐蚀实例西气东输管道宁陕西段管道在宁-GX-18~宁-GX-65约52km的管段上受到来自包兰电气化铁路的交流干扰,ECDA直接评价过程中,开挖检测验证点NS-39位于该区域宁-GX-59测试桩上游约104.6m处,防腐层缺陷发生在弯头的FBE涂层上,时钟位置为12点,磕伤形状为长形3.0cm,黄褐色锈迹从FBE涂层下渗出,清除松动涂层后管体有黑色腐蚀产物,并呈现椭圆形腐蚀坑,蚀坑面积为1.2×0.6cm2,蚀坑深度0.9mm。

开挖检测时测得的交流干扰电位为23V,管道保护电位为-1.11~-1.16V。

该地段的土壤电阻率为18.85Ω·m根据CEOCOR欧洲管线腐蚀与保护委员会标准《阴极保护管线上交流腐蚀危险评估与减轻危险措施的指导方针》A.C corrosion on cathodically protected pipelines Guidelines for risk assessment and mitigation measures》中关于判定交流腐蚀的14项条件,对该测点所测取的数据进行比照,以确认是否为交流腐蚀。

根据该标准所推荐的条件,如果表中的14项条件的大部分为是,则可判定存在交流腐蚀。

由表可知,NS-39测点的数据有11项相符,故此点可判定为交流腐蚀。

根据交流密度的理论计算公式:Jac=8V/ρπd式中: Jac——交流电流密度,A/m2V——测量的交流干扰电压ρ——土壤电阻率,Ω.md——等同于涂层缺陷面积的圆形的直径根据上述公式,计算得到的交流干扰的电流密度为103.57A/m2,交流电流密度远大于100A/m2,表明管道发生腐蚀性的危险性极大,与现场检测观测到的情况一致。

4.2 使用电阻探头法测量交流干扰的电流密度中国石油管道分公司所辖的港枣输油分公司兖州段,由于管道邻近高压线、电气化铁路、并且管道沿线的采煤矿比较多,导致受到的交流干扰比较严重,阴极保护测试工在测量管道的阴保电位时,曾经有触电的现象。

在现场24小时的连续监测中,发现K530桩的交流干扰的最大值能达到70V,而平均值也有15V之多,远超过石油行业标准规定的土壤碱性的12V的干扰判断指标。

由于交流干扰较重,由于交流干扰影响到恒电位仪的正常工作状态,导致该段管道的恒电位仪不能正常输出,输出电流接近于0。

使用电阻探头技术,将探头通过阴极保护测试桩与管道连接,采用基于电流密度测量技术的测试仪器ICL-02,通过暴露于地面探头电阻的变化,测量探头的腐蚀速度。

根据试片的面积,换算出交流腐蚀的电流密度。

使用该仪器对港枣线K530处的交流干扰情况进行长时间的连续监测,得到交流电流密度最大值为104A/m2,平均值为76A/m2交流电流密度计算结果表明,该段管道在缺陷点处可能发生中等—高程度的腐蚀。

针对上述两种交流干扰情况,笔者提出1)在交流干扰严重的区域实施排流设施,可采用钳位式排流或者直流去耦合器等交流排流方式。

2)在适当位置埋设检查试片,进行测试,以便准确掌握交流腐蚀速度,提高对管道交流腐蚀风险的认知度。

5、管道交流干扰减缓技术研究交流干扰缓解措施主要包括电屏蔽,接地网,管道等电位跨接,分布式阳极,套管,绝缘接头,绝缘短接、接地电池,极化电池和其它装置可以有效缓解交直流、闪电的影响。

目前国内应用的交流排流技术主要是钳位式排流,钳位式排流(负电位排流),排流器主要由钳位式排流节组成,钳位排流节由三只硅二极管组成。

干扰电压的正半波时,Z1导通;负半波时,Z2、Z3导通,负臂节的压降为-1.4V,与管道的阴极保护电位相近。

其相对于管道的阴极保护电位为-1.4-0.5=-1.9V 这种排流方法不仅阻止了保护电流的散失,而且还利用了干扰电压的一部分。

但钳位式排流的接地材料应与保护构筑物相同。

排流节原理和排流效果如图:东北管道安装排流器的管段在排流后自然电位较排流前普遍出现了一定程度的负向偏移(一般为几十mV 至200 mV),这是由于排流器的钳位作用所致,即排流器在排流时相当于向管道补充了一些阴极保护电流,从而使管道发生了阴极极化。

但现有的排流装置也存在一定的问题,如只能承受幅值较小的电磁干扰,不能解决雷击电流等强电流能量的冲击。

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