單俊 王池

國(guó)家管網(wǎng)集團(tuán)東部?jī)?chǔ)運(yùn)公司寧波輸油處

摘要：管道周邊電力設(shè)施、交通設(shè)施等雜散電流干擾對(duì)管道會(huì)造成腐蝕破壞。采用多點(diǎn)同步監(jiān)測(cè)技術(shù)，對(duì)甬滬寧管道雜散電流干擾管段進(jìn)行了全面檢測(cè)，根據(jù)同步監(jiān)測(cè)結(jié)果，分析管道受到直流雜散電流的干擾來(lái)源及規(guī)律，并制定有效的排流措施。結(jié)果表明，排流后管段整體排流效果達(dá)到80%以上，實(shí)現(xiàn)了管道雜散電流干擾有效防護(hù)。

關(guān)鍵詞：埋地管道；雜散電流干擾；排流措施

東部原油儲(chǔ)運(yùn)甬滬寧管道全長(zhǎng)666 km，設(shè)計(jì)年輸量2000萬(wàn)噸。管徑711 mm/762 mm/610 mm。管道途經(jīng)上海金山區(qū)、奉賢區(qū)、浦東區(qū)等工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，距上海地鐵8號(hào)線、16號(hào)線最短距離不足5 km，該處管段受到雜散電流干擾，存在腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)管道安全運(yùn)行造成威脅。針對(duì)該管段開(kāi)展管道雜散電流干擾檢測(cè)與評(píng)估，并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果采取排流措施。

1  雜散電流檢測(cè)

1.1  檢測(cè)方法

準(zhǔn)確檢測(cè)管道雜散電流，可以掌握雜散電流對(duì)管道的干擾來(lái)源、干擾程度，進(jìn)而采取有針對(duì)性的治理手段和措施，有效降低甚至消除干擾危害，對(duì)保障管道運(yùn)行安全具有重要意義。管道中的雜散電流通常是隨機(jī)變化的，由于管道埋設(shè)在地下，難以直接測(cè)量。目前常用的雜散電流判別方法主要有管道電位連續(xù)監(jiān)測(cè)、大地電位梯度法測(cè)試等。通過(guò)管道流過(guò)雜散電流引起的管道對(duì)地電位變化及大地中電位差，判斷雜散電流的強(qiáng)度與方向，從而了解管道遭受干擾的來(lái)源及干擾規(guī)律，采取有針對(duì)性的排流措施。

1.2  檢測(cè)結(jié)果

圖 1為管段大地電位梯度法測(cè)量結(jié)果，45#～53#測(cè)試樁大地電位梯度均大于2.5 mV/m，最高達(dá)到8 mV/m以上，近10 km范圍內(nèi)大地中存在雜散電流。

圖 1 管段大地電位梯度測(cè)量結(jié)果

圖 2為45#測(cè)試樁30 min管地電位連續(xù)監(jiān)測(cè)曲線，管地電位波動(dòng)嚴(yán)重。其管地電位出現(xiàn)頻度正太分布如圖 3所示，符合直流動(dòng)態(tài)雜散電流干擾特征。圖 4為全管段測(cè)試樁連續(xù)監(jiān)測(cè)的最大、最小及平均管地電位�？梢钥闯�，由于受到雜散電流干擾，管道最大電位已無(wú)法滿足陰極保護(hù)需求。為進(jìn)一步考察管段受到干擾的來(lái)源與規(guī)律，對(duì)各測(cè)試樁上的管地電位進(jìn)行了長(zhǎng)周期24 h同步測(cè)試，采用衛(wèi)星授時(shí)。結(jié)果如圖 5所示。

圖 2 45#測(cè)試樁管地電位連續(xù)監(jiān)測(cè)結(jié)果

圖 3 45#測(cè)試樁管地電位頻度分布

圖 4 管段管地電位分析結(jié)果

圖 5 管段管地電位長(zhǎng)周期同步檢測(cè)結(jié)果

從圖 5測(cè)試曲線可以看出，各測(cè)試點(diǎn)在夜間23時(shí)30分至第二天凌晨5時(shí)左右出現(xiàn)明顯的干擾靜默期，各測(cè)試點(diǎn)管地電位幾乎無(wú)波動(dòng)，5時(shí)至6時(shí)管地電位又開(kāi)始出現(xiàn)小幅度波動(dòng)，且主要以負(fù)向波動(dòng)為主，6時(shí)以后各測(cè)試點(diǎn)電位開(kāi)始出現(xiàn)正負(fù)向偏移。

將空間位置不同的各測(cè)試點(diǎn)電位變化在一張圖上表達(dá)出來(lái)，可清晰地看到各測(cè)試點(diǎn)間電位的變化狀況。截取10 min測(cè)量數(shù)據(jù)，縮小電位顯示范圍，靜默期和干擾期的管地電位變化分別如圖 6、圖 7所示�？梢钥吹�，各測(cè)試點(diǎn)靜默期開(kāi)始和結(jié)束的時(shí)間相同，正向偏移出現(xiàn)的時(shí)間也相同。

圖 6 干擾靜默期管地電位

圖 7 干擾期管地電位

管道干擾電流靜默期內(nèi)，管地電位幾乎沒(méi)有變化，說(shuō)明此時(shí)外界的干擾源不再釋放干擾電流，管道無(wú)干擾電流進(jìn)入或流出。干擾期內(nèi)測(cè)試樁的管地電位正向負(fù)向同步變動(dòng)，管地電位的偏移是干擾電流的流入或流出造成，因此說(shuō)明同一時(shí)間點(diǎn)管段電流流入或流出的方向相同。這種管地電位變化通常說(shuō)明外界雜散電流穿過(guò)管道流向遠(yuǎn)方的回路，或者干擾源距離管道較遠(yuǎn)，造成干擾區(qū)在空間尺寸上較大。這符合上海地鐵8號(hào)線和16號(hào)線的換流站雜散電流干擾的規(guī)律。 綜合檢測(cè)結(jié)果可以判斷，管段日間受到較強(qiáng)的直流雜散電流干擾，干擾源為上海地鐵8號(hào)線和16號(hào)線換流站，必須采取雜散電流干擾防護(hù)措施，防止管道發(fā)生電蝕事故。

2  排流處置

2.1  排流措施

國(guó)內(nèi)油氣管道干擾防護(hù)實(shí)踐表明，排流保護(hù)是一種有效的干擾防護(hù)措施，具有顯著的防止雜散電流干擾腐蝕效果，可應(yīng)用于多數(shù)雜散電流干擾場(chǎng)合。直流排流保護(hù)可分為直接排流法、極性排流法、強(qiáng)制排流法和接地排流法。根據(jù)對(duì)管段的干擾來(lái)源分析，干擾源距離管道較遠(yuǎn)，因此宜采用接地排流方式。為減小排流措施給管道陰極保護(hù)效果帶來(lái)影響，排流地床與管道間應(yīng)設(shè)置極性排流器，防止給管段增加雜散電流進(jìn)入點(diǎn)，不破壞管道原有保護(hù)措施。

排流地床是雜散電流排除的電流載體，理論上只要滿足導(dǎo)電特征，均可以作為排流接地材料，但必須同時(shí)考慮使用壽命、接地性能、開(kāi)路電位等參數(shù)。選擇深井帶狀鋅合金陽(yáng)極作為排流地床，具有較低的接地電阻，且占地小，開(kāi)路電位低，排流效果好。在測(cè)試樁附近共設(shè)置5處排流點(diǎn)，分別位于干擾管段首尾、干擾最嚴(yán)重的位置。

2.2  排流效果

排流措施投運(yùn)后，根據(jù)電位正向偏移平均值比對(duì)干擾防護(hù)效果進(jìn)行評(píng)定。根據(jù)式（1）計(jì)算排流后的電位正向偏移平均值比均大于80%，達(dá)到排流效果。如圖 8所示。

式中：ηυ為電位正向偏移平均值比，%；△VPS1（+）為采取防護(hù)措施前電位正向偏移平均值，V；△VPS2（+）為采取防護(hù)措施后電位正向偏移平均值，V；

圖 8 排流前后管道電位正向偏移值變化及排流效率

3  結(jié)語(yǔ)

采用多點(diǎn)同步監(jiān)測(cè)技術(shù)對(duì)甬滬寧管道部分管段的雜散電流干擾進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明，管道受到較為嚴(yán)重的直流雜散電流干擾，最大管道干擾電位正向偏差超過(guò)250 mV以上。經(jīng)采取有效的排流措施，整體排流效率超過(guò)80%。準(zhǔn)確檢測(cè)管道受到雜散電流干擾的程度、來(lái)源、干擾特征，并據(jù)此制定有效的干擾排除措施，可以減小甚至消除雜散電流腐蝕隱患，保障管道安全運(yùn)行。

作者簡(jiǎn)介：?jiǎn)慰。?985年生，本科，工程師，主要從事管道腐蝕防護(hù)工作。聯(lián)系方式：17606810807，87614269@qq.com。