导航：安全管理网>> 安全论文>> 电力安全论文>>正文

电气化铁路杂散电流对埋地钢质管道的腐蚀及防护

文档作者：张贺宏1，2 张智1，2 王玮3 文档来源：中国特种设备检测研究院 2. 国家质量监督检验检疫总局油气管道工程技术研究中心 3. 中国石油大港石化公司		点击数：	更新时间： 2022年12月13日
下载地址：点击这里	文件大小： 4.37 MB 共2页	文档格式： PDF	下载点数： 1 点（VIP免费）

全屏查看

内容预览 [文件共2页]

本文件共2页，如需编辑使用，请下载。

注：预览效果可能会出现部分文字乱码（如口口口）、内容显示不全等问题，下载是正常的。

	文件大小：4.37 MB 共2页文件格式：PDF 下载点数：1 点（VIP会员免费）

下一篇：电气化铁路牵引变电所通信接入设备的干扰…

上一篇：电气设备绝缘的高电压试验与安全防护措施

文本预览

仅提取页面文字内容，供快速阅读使用。

2017年11月 | 125
0 引言
随着管道输送在国家经济发展中的地位不断提升，管道输
送的安全问题逐渐得到重视。一般长输油气管道输送易燃易爆
或者有毒介质，一旦发生泄露或者爆炸等安全事故，往往会给
人身财产安全、经济发展以及环境造成巨大的危害。随着城市
电气化铁路网的快速发展，电气化铁路网不可避免的会有电流
漏入土壤中，这些杂散电流会通过土壤从管道防腐层破损处流
入流出，在土壤和管道间形成回路，而在电流流出的位置会加
速管道本体的腐蚀[1-4]。杂散电流可能使管道短时间腐蚀穿孔
[5-6]，对管道的安全运行危害极大。
杂散电流干扰根据其干扰源不同可分为直流干扰和交流
干扰。直流干扰源有直流电气化铁路、电车装置、直流电网、直
流电话电缆网络、直流电解装置、电焊机及其他构筑物阴极保
护系统等，交流干扰源有高压交流电力线路设施和交流电气化
铁路设施等。本文通过对某企业一处电气化铁路引起的杂散电
流腐蚀案例进行分析，对杂散电流的腐蚀机理及防护措施进行
了探讨。
1 杂散电流腐蚀机理及防护措施
杂散电流通过铁路轨道流入土壤，由于土壤具有一定的
导电能力，杂散电流会通过土壤从管道防腐层破损处流入管
道，而当电流从管道某处流出时，在土壤和管道之间形成闭合
回路，发生电化学腐蚀[7]。在电流流入管道区域为阴极区，对
管道腐蚀影响较小，如果电位太负，阴极区发生析氢反应，易
造成防腐层剥离。在电流流出管道区域为阳极区，发生氧化反
应，铁由单质状态向离子状态转变加快，腐蚀加重。管道在不
同环境土壤介质中阴极区发生的析氢反应和阳极区发生的氧
化反应见表1[8]。
表1 杂散电流腐蚀发生的电化学反应
土壤环境阴极反应阳极反应
无氧酸性环境4H++4e-→2H2↑
2Fe→2Fe2++4e- 无氧环境4H2O+4e-→4OH-+2H2↑
有氧碱性环境O2+2H2O+4e-→4OH-
一般情况下管道在阴极保护状态下，其保护电位应至少达
到-0.85V(vs.CSE)， 但不能负于-1.2V(vs.CSE)[9，13]。如保护
电位正于-0.85V，管道往往会未达到阴极保护效果，管体腐蚀
较快。而当管道长期在保护电位负于-1.2V 的状态下运行时，
容易使防腐层产生剥离。由于杂散电流对管道的保护电位造成
波动，当保护电位过正或过负，就会对管体的腐蚀有较大的影
响，因此对存在较强杂散电流干扰的管段采取有效的防护措施
是非常必要的。
目前常见的防护措施有以下几种:
管道在建设期应合理设计管道走向，尽量避开可能存在的
干扰源；提高干扰区域管道的防腐层等级，增大回路电阻；安
装合理有效的排流设施等。其中常用的排流方法有直接排流、
极性排流、强制排流、接地排流等 [2，10-12]。管道排流效果可通过
排流前后正电位的平均值下降率η 来进行评价[10]，正电位的平
均值下降率η 计算公式见公式(1)。
(1)
式中: η 为排流前后正电位平均值下降率，% ；V 前为排流前
正电位平均值，V ；V 后为排流后正电位平均值，V。
2 检验案例
本次对某企业所属的一条液化石油气管道进行杂散
电流监测，管道采用牺牲阳极进行阴极保护，管道规格为
电气化铁路杂散电流对埋地钢质管道的腐蚀及防护
张贺宏1，2 张智1，2 王玮3( 中国特种设备检测研究院，北京 100029； 2. 国家质量监督检验检疫总局油气管道工程
技术研究中心， 北京 100029； 3. 中国石油大港石化公司，天津 300280)
摘要：电气化铁路往往会对埋地管道产生杂散电流干扰。本文对杂散电流腐蚀机理以及一些常用的防护方法进行了阐述。通过对
某液化气管道的管地电位监测发现电气化铁路对其产生较强的杂散电流干扰。安装排流设施保护后，管道管地电位波动显著降
低，杂散电流干扰降低，对管道起到了有效防护。
关键词：电气化铁路; 杂散电流; 管地电位; 排流保护
Corrosion and Protection of Stray Current Induced
by Electric Railway on Buried Steel Pipeline
Zhang Hehong1 Zhang Zhi1,2 Wang Wei3
( 1.China Special Equipment Inspection and Research Institute,Beijing 100029,China; 2.Oil and Gas Pipeline Engineering Research
Center of AQSIQ,Beijing 100029,China; 3.Petrochina Dagang Petrochemical Company,Tianjin 300280,China )
Abstract:The effect of stray current induced by electrical railway on buried steel pipeline always exist.The corrosion mechanism of stray
current and common protection methods were described in this paper.It is found that the electrified railway has a strong stray current
interference on the liquefied gas pipeline though the monitoring of the potential of pipeline to soil.The fluctuation of potential of pipeline
to soil and the stray current interference decreased after the discharge protection which has an effective protection to the buried steel
pipeline.
Key Words:electric railway,stray current,potential of pipeline to soil,discharge protection
-
= %
V V
V
η 前 后 ×100
前
万方数据
设备运维
126 | 2017年11月 φ159×7mm，管道材质为20# 钢，输送介质为液化石油气。监
测的位置位于管道与电气化铁路交叉处。以Cu/CuSO4 作为参
比电极，采用密间隔电位检测仪(CIPS) 分别对排流前后杂散电
流进行监测，监测时长为 40 min。
表2 杂散电流干扰程度评价指标
杂散电流干扰腐蚀危害程度弱中强
管地电位波动值/mV ＜50 ≥50～350 ＞350
根据管道管地电位波动值来判断杂散电流的干扰程度，干
扰程度评价指标见表2[13]。当管地电位波动值超过200mV 时应
采取杂散电流排流保护或者采取其他防护措施。
3 结果与讨论
此检验管段位于地铁桥下方涵洞出口位置，管道由下向上
斜穿，检测部位示意图见图1。此处管道没有安装支撑件受力较
集中，可能存在一定的冲刷腐蚀，且此管段振动较严重，防腐层
容易出现破损。杂散电流腐蚀易发生在防腐层破损剥离以及尖
角边棱的位置。
图1 管道检测部位示意图
经过开挖验证发现此段管道防腐层多处破损，管体腐蚀严
重，且存在大量的腐蚀坑，最大腐蚀坑直径为φ15mm，测得最
大腐蚀坑深3.7mm，管道防腐层破损及管体腐蚀情况见图2。
图2 管道防腐层破损及管体腐蚀情况
排流前后管地电位波动见图3。从图3 管地电位波动图中可
以看出当没有电气化列车经过时管地电位仍有一定的波动，但
是波动范围较小，这可能是由于附近其他电力设施造成的影响。
图3 管地电位波动图
当有电气化列车经过时管道的管地电位波动明显变强，管
地电位波动最大为254mV，杂散电流干扰程度增强。从图3 还
表明经过安装排流设施后，管地电位波动显著降低，此时杂散
电流干扰较弱。排流前后管地电位检测情况见表3。
表3 排流前后管地电位检测情况
管地电位/mV
波动值/mV
最小值最大值
排流前-1318 -1064 254
排流后-1210 -1188 22
4 结语
通过检测发现电气化铁路对此液化气管道存在杂散电流
干扰，管体多处防腐层破损，管体存在大量的腐蚀坑，最大腐蚀
坑直径为φ15mm，可测最大腐蚀坑深为3.7mm。
通过管地电位监测发现当电气化列车经过管道上方时，
管地电位波动明显加强，其波动值达到254mV，表明电气化列
车产生的杂散电流对管道产生较强的干扰，从而加速管道的腐
蚀。在安装有效的排流设施后管地电位的波动大幅减小，能够
起到有效的防护。
参考文献:
[1] 钱建华, 闫永贵, 李威力. 城市轨道交通杂散
电流对埋地管线腐蚀的影响[J]. 腐蚀科学与防护技术，
2009,21(3) ：250-251.
[2] 程善胜, 张力君, 杨安辉. 地铁直流杂散电流对埋地
金属管道的腐蚀[J]. 煤气与动力,2003,23(7):435-437.
[3] 鲜俊, 王文斌, 梅鹏, 等. 电气化铁路杂散电流对埋
地管线干扰影响研究[J]. 腐蚀研究,2013,27(4):42-46.
[4]Feng L J,Xiao J A,Huang F F,et al.The influence
of direct stray current on the corrosion performance
of buried oil pipeline[J].International Conference on
Innovative Material Science and Technology,2016:516-
521.
[5] 王俊, 齐文元, 周卫国, 等. 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,2010,24(7):48-52.
[6]Gan C,Zi L L,Chao Y,et al.The influence of
DC stray current on pipeline corrosion[J].Pet.
Sci,2016,13:135-145.
[7] 张攀峰. 杂散电流对埋地管道腐蚀影响的研究[D].
南京工业大学,2010.
[8] 宋吟蔚, 王新华, 何仁洋, 等. 埋地钢质管道杂散电
流腐蚀研究现状[J].2009,30(8):515-520.
[9] 孙蕾, 申龙涉, 李岩, 等. 杂散电流对铁秦线凌海站输
油管道的影响[J]. 当代化工,2013,42(11):1571-1574.
[10] 胡士信. 阴极保护手册[M ]. 北京: 化学工业出版
社,1999,255-256.
[11] 杨永, 何仁洋, 李刚, 等. 埋地钢质管道杂散电流
的检测与防护[J]. 腐蚀与防护,2012,33(4):324-327.
[12] 于家付, 谢娜娜, 吴巍巍, 等. 埋地金属管道杂散电
流腐蚀与防护[J]. 重庆科技学院学报,2014,15(2):89-93.
[13]GB/T 19285-2014. 埋地钢制管道腐蚀工程[S].
0 400 800 1200 1600 2000 2400
-1000
-1050
-1100
-1150
-1200
-1250
-1300
-1350
Potential􀀀mV􀀀vs.CSE􀀀􀀀
Ti me (s)
􀀀􀀀􀀀

网友评论 more

电力安全论文最新内容

03-05