單俊 王池

國家管網(wǎng)集團東部?jì)�運公司寧波輸油處

摘要：管道周邊電力設施、交通設施等雜散電流干擾對管道會(huì )造成腐蝕破壞。采用多點(diǎn)同步監測技術(shù)，對甬滬寧管道雜散電流干擾管段進(jìn)行了全面檢測，根據同步監測結果，分析管道受到直流雜散電流的干擾來(lái)源及規律，并制定有效的排流措施。結果表明，排流后管段整體排流效果達到80%以上，實(shí)現了管道雜散電流干擾有效防護。

關(guān)鍵詞：埋地管道；雜散電流干擾；排流措施

東部原油儲運甬滬寧管道全長(cháng)666 km，設計年輸量2000萬(wàn)噸。管徑711 mm/762 mm/610 mm。管道途經(jīng)上海金山區、奉賢區、浦東區等工業(yè)發(fā)達地區，距上海地鐵8號線(xiàn)、16號線(xiàn)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，對管道安全運行造成威脅。針對該管段開(kāi)展管道雜散電流干擾檢測與評估，并根據檢測結果采取排流措施。

1  雜散電流檢測

1.1  檢測方法

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

1.2  檢測結果

圖 1為管段大地電位梯度法測量結果，45#～53#測試樁大地電位梯度均大于2.5 mV/m，最高達到8 mV/m以上，近10 km范圍內大地中存在雜散電流。

圖 1 管段大地電位梯度測量結果

圖 2為45#測試樁30 min管地電位連續監測曲線(xiàn)，管地電位波動(dòng)嚴重。其管地電位出現頻度正太分布如圖 3所示，符合直流動(dòng)態(tài)雜散電流干擾特征。圖 4為全管段測試樁連續監測的最大、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(mǎn)足陰極保護需求。為進(jìn)一步考察管段受到干擾的來(lái)源與規律，對各測試樁上的管地電位進(jìn)行了長(cháng)周期24 h同步測試，采用衛星授時(shí)。結果如圖 5所示。

圖 2 45#測試樁管地電位連續監測結果

圖 3 45#測試樁管地電位頻度分布

圖 4 管段管地電位分析結果

圖 5 管段管地電位長(cháng)周期同步檢測結果

從圖 5測試曲線(xiàn)可以看出，各測試點(diǎn)在夜間23時(shí)30分至第二天凌晨5時(shí)左右出現明顯的干擾靜默期，各測試點(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)始出現小幅度波動(dòng)，且主要以負向波動(dòng)為主，6時(shí)以后各測試點(diǎn)電位開(kāi)始出現正負向偏移。

將空間位置不同的各測試點(diǎn)電位變化在一張圖上表達出來(lái)，可清晰地看到各測試點(diǎn)間電位的變化狀況。截取10 min測量數據，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�，各測試點(diǎn)靜默期開(kāi)始和結束的時(shí)間相同，正向偏移出現的時(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，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。干擾期內測試樁的管地電位正向負向同步變動(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)管道流向遠方的回路，或者干擾源距離管道較遠，造成干擾區在空間尺寸上較大。這符合上海地鐵8號線(xiàn)和16號線(xiàn)的換流站雜散電流干擾的規律。 綜合檢測結果可以判斷，管段日間受到較強的直流雜散電流干擾，干擾源為上海地鐵8號線(xiàn)和16號線(xiàn)換流站，必須采取雜散電流干擾防護措施，防止管道發(fā)生電蝕事故。

2  排流處置

2.1  排流措施

國內油氣管道干擾防護實(shí)踐表明，排流保護是一種有效的干擾防護措施，具有顯著(zhù)的防止雜散電流干擾腐蝕效果，可應用于多數雜散電流干擾場(chǎng)合。直流排流保護可分為直接排流法、極性排流法、強制排流法和接地排流法。根據對管段的干擾來(lái)源分析，干擾源距離管道較遠，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效果帶來(lái)影響，排流地床與管道間應設置極性排流器，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措施。

排流地床是雜散電流排除的電流載體，理論上只要滿(mǎn)足導電特征，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。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。在測試樁附近共設置5處排流點(diǎn)，分別位于干擾管段首尾、干擾最嚴重的位置。

2.2  排流效果

排流措施投運后，根據電位正向偏移平均值比對干擾防護效果進(jìn)行評定。根據式（1）計算排流后的電位正向偏移平均值比均大于80%，達到排流效果。如圖 8所示。

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

采用多點(diǎn)同步監測技術(shù)對甬滬寧管道部分管段的雜散電流干擾進(jìn)行測試，結果表明，管道受到較為嚴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%。準確檢測管道受到雜散電流干擾的程度、來(lái)源、干擾特征，并據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工作。聯(lián)系方式：17606810807，87614269@qq.com。