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杂散电流对长输管道腐蚀的探讨与防护

文档作者：闫明龙吕永林周翔宇文档来源： I．中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司 2 大连港油品码头公司		点击数：	更新时间： 2024年06月30日
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第42卷第12期
201 3年12月
当 代 化 工
Contemporary Chemical Industry
VO]．42． NO．12
December，201 3
杂散电流对长输管道腐蚀的探讨与防护
闫明龙 ，吕永林 ，周翔宇
(I．中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司，四川i成都610041； 2 大连港油品码头公司，辽宁大连116601)
摘 要：对金属管道腐蚀的原理进行了论述，并专门就电解腐蚀对长输管道所产生的影响进行了研究讨论。
电解腐蚀分为交流电腐蚀和直流电腐蚀且直流电腐蚀更为严重；交流电与管道距离超过1 000 in时则不需要考
虑防护措施；当交流电密度值大于100时，则必须采取防护措施；当交流电密度值小于3O时则一定不用考虑
防护措施；直流电附近的管道周围土壤电位梯度大于2．5 mV／m时，应采取直流排流保护措施。
关键词：腐蚀；管道；杂散电流；直流电腐蚀；交流电腐蚀
中图分类号：TE 980 文献标识码： A 文章编号： 1671—0460(2013)12—1737—02
Study on Stray Current Corrosion for
Long Distance Pipelines and Its Protection
YAN Ming—long ， LV Yong—lin ， ZHOUXiang-yu
(1．China Petroleum Engineering Co．，Ltd．Southwest Branch，Sichuan Chengdu 610041， China
2．Dalian port Corporation Oil Terminal Company,Liaoning Dalian 1 1 660 1，China)
Abstract：The corrosion principle of metal pipes was discussed，and efect of the electrolytic corosion on the long
distance pipeline was analyzed．The electrolytic corosion is divided into exchange electric corrosion and DC electric
corosion，and DC electric corosion is more serious；The exchange electric corosion for the pipeline whose length is
over 1 000m doesn’t need protection measures；When the exchange electric density value is greater than 1 00，protection
measures are must be taken；When the exchange electric density value is less than 30，protection measures aren’t
needed；Potential gradient of soil around pipeline near DC electric is greater than 2．5 mV／m，direct drainage protection
measures should be taken．
Key words：Corrosion；Pipeline；Stray current；DC electric corosion；AC corrosion
腐蚀对于长输管道的影响毋庸置疑，很多管道
的泄漏与破裂都是由腐蚀开始的。本文就电化学腐
蚀原理、交流电和直流电对管道所产生影响进行研
究与讨论。
对于金属管道来说，电化学腐蚀是无处不在的。
其腐蚀类别可以分为两种：原电池腐蚀和电解腐蚀Ⅲ。
原电池腐蚀是指金属在电解质溶液中形成原电池
而产生的腐蚀。而原电解腐蚀是指外界杂散电流使
电解溶液的金属进行电解而产生的腐蚀。对于长输
管道来说，这两种腐蚀都会在长输管道上发生口 。
这是由于土壤具有储水特性，而其中存储的水充当
了电解质溶液。
l 管道腐蚀原理及腐蚀程度判定
1．1 原电池腐蚀原理和解决办法
通常需要保护的管道的电位是比较低的，我们
把它叫做阳极。通常会在其旁边设一个比其电位更
低的辅助阳极。这样会在管道与辅助阳极间通过电
解质溶液产生电流。用这个电流来消除腐蚀电流，
这样便可保护管道不受腐蚀的侵蚀p 。
1_2 电解腐蚀原理及判定
管道受电解腐蚀的原因是由于管道周围有电
车、电线杆以及大型输电工程如“三峡、葛洲坝一上
海”等以接地为回路的输电系统。这使得管道周围
的土壤中产生杂散电流，从而使管道产生了电化学
腐蚀。其腐蚀类型基本分为2种，分别是交流电腐
蚀和直流电腐蚀M 。下面做分别介绍。
1．2．1 交流电对管道腐蚀的影响
本节以电线杆对管道的腐蚀影响为例阐述对
交流电腐蚀的判定与防护。交流电对管道的干扰由
2个方面来判定。分别是电压大小和交流电与管道
的距离 。如果电压小于4 V时可完全不用考虑。
如若大于4 V时，则可按下列公式计算：
。： (1)
P丁【
其中：^ 一评估的交流电流密度，A／m ；
收稿日期： 201 3-05-14
作者简介： 闰明龙(1987一)，男，辽宁抚顺人，助理工程师，硕士，2012年毕业于辽宁石油化工大学油气储运专业，研究方向：长输管道腐蚀。
E-mail：334850346@qq．com。
1738 当 代 化 工 201 3年12月
交流干扰电压有效值的平均值，v
p一土壤电阻率，Q·m；
一破损点直径，m。
通常把交流电流密度分成3个指标 ：
当 c的值大于100时，其干扰程度为强；
当 c的值大于30且小于100时，其电流干扰
强度为中；
当 c的值小于30时，其干扰强度为弱。
当交流电干扰强度判定为“强”时则必须采取
防干扰措施；当为“中”时，则最好采取防干扰措
施；当为“弱”时则不需采取防干扰措施。
当交流电压高于1 10 kV时，其对管道会产生影
响见图l。
图1 极限接近段长度￡与间距a相对关系图
Fig．1 Relative diagram of length and spacing
1．2．2 直流电对管道腐蚀的影响
类似于电车、大型输电工程如“三峡”等以接
地为回路的输电系统都会产生直流电。这些杂散电
流可以使管道的电位差达到9 V左右并能产生几十
千米之远 。所以其对管道的腐蚀强度会更加严重。
下面就直流电对管道的腐蚀影响情况及何时需要
进行防护措施进行简要介绍。
把地级进行相等长度的分割，并用矩阵法先求
出地极表面的电流分布情况，再利用解析式得出土
壤中各个部分的电流场分布。
管道上尸( )点产生的电位和U方向电位梯度：
平行走向：
D 】 1
f ‘ ‘
(P) = ． ．— — — 型— — _了(3)
4冗Ⅳ『 +(一一“) +(^ 一h2)z]j
垂直走向：
㈩
=
其中： 广接地极表面第i单元的线电流密度，A／m。
=一 +十 一 )
所以，地极在P点产生的电位和U方向电位梯
度：
(尸)=Σ (尸) (6)
(P)=Σ (尸) (7)
由此，总结出直流干扰的杂散电流干扰强弱程
度见表1
表1 杂散电流强弱程度判断表
Table 1 Stray current power degree judging table
当管道附近土壤电位梯度大于2．5 mV／m时，则
应对管道采取直流排流保护。
2 结论
(1)原电池腐蚀和电解腐蚀都会对长输管道
产生腐蚀的影响。
(2)电解腐蚀分为交流电腐蚀和直流电腐蚀，
且直流电腐蚀更为严重。
(3)交流电与管道距离超过1 000 m时则不需
要考虑防护措施。
(4)当交流电密度值大于100时，则必须采
取防护措施；当交流电密度值小于30时则不用考
虑防护措施。
(5)直流电附近的管道周围土壤电位梯度大
于2．5 mV／m时，应采取直流排流保护措施。
参考文献：
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