莫衍增

國家管網(wǎng)集團廣西公司

摘要：通過(guò)對埋地鋼質(zhì)輸油管道雜散電流干擾監測，證實(shí)管道遭受了地鐵、高鐵及高壓輸電線(xiàn)路的混合干擾。分析了雜散電流干擾源類(lèi)型、管道通電電位和斷電電位、管道交流干擾電壓和交流干擾電流密度等參數，判定管道受干擾情況，并提出了針對性防護措施。

關(guān)鍵詞：輸油管道；雜散電流干擾；交流電流密度；排流措施

隨著(zhù)城市電氣化鐵路、高壓輸電線(xiàn)路的快速發(fā)展，靠近城市的油氣管道遭受雜散電流干擾問(wèn)題日益嚴重。對被干擾管道開(kāi)展雜散電流專(zhuān)項檢測，掌握雜散電流干擾的程度，并采取有針對性的干擾防御措施，對保障油氣管道安全具有重要意義。針對廣西輸油分公司南寧作業(yè)區南寧站恒電位儀保護電位波動(dòng)和雜散電流干擾問(wèn)題，經(jīng)過(guò)測試發(fā)現管道與南寧市電氣化鐵路、地鐵存在交叉并行，地鐵運行時(shí)管道受到的干擾較大。為保證管道安全運行，根據相關(guān)標準規定，需對受干擾管道采取干擾防護措施，以降低管道發(fā)生腐蝕穿孔的風(fēng)險。

雜散電流干擾的程度取決于管道本身性能及外界條件，主要有管道外防腐層的絕緣等級、長(cháng)度，與干擾源距離遠近以及附近土壤電阻率大小等。本文通過(guò)輸油管道陰極保護現場(chǎng)監測，對電氣化鐵路、城市地鐵雜散電流干擾的影響進(jìn)行分析，判定雜散電流干擾程度，并制定了針對性防護措施，為管道雜散電流干擾防護提供借鑒。

1  雜散電流干擾測試評價(jià)依據

主要依據GB 50991―2014《埋地鋼質(zhì)管道直流干擾防護技術(shù)標準》和GB/T 50698―2011《埋地鋼質(zhì)管道交流干擾防護技術(shù)標準》，在交直流混合干擾情況下，采用SY/T 0087.6―2021《鋼質(zhì)管道及儲罐腐蝕評價(jià)標準 第6部分：埋地鋼質(zhì)管道交流干擾腐蝕評價(jià)》進(jìn)行評價(jià)。雜散電流干擾具有動(dòng)態(tài)特征，因此通過(guò)埋設試片長(cháng)時(shí)間監測，并用數據記錄儀自動(dòng)存儲記錄干擾相關(guān)數據，測試步驟如下。

（1）在管道上方臨時(shí)埋設試片。由于uDL2數據記錄儀同時(shí)記錄交流電流密度和通斷電電位，不能同時(shí)連接1 cm²和6.5 cm²試片，故選用1 cm²試片。將試片與管道連接，極化時(shí)間不少于30 min，極化完成后開(kāi)始采集數據。

將數據記錄儀與管道測試線(xiàn)、參比電極連接線(xiàn)和試片連接線(xiàn)相連接，參比電極貼近試片，并將周?chē)�土壤潤濕，以保持接觸良好。

（2）將數據記錄儀設置為每秒記錄一組數據，試片通斷周期10 s，斷電時(shí)間1 s，記錄管道的通電電位、斷電電位、直流電流密度、交流干擾電壓和交流電流密度等參數。

（3）連續測試24 h后，將數據記錄儀數據導出，以評價(jià)對管道的干擾程度。

2  雜散電流干擾測試

2.1  干擾源排查

（1）直流干擾源排查。南寧—百色管線(xiàn)NB000#～NB001#管段與1號地鐵線(xiàn)并行，NB001#+30 m與1號地鐵線(xiàn)交叉，NB002#+20 m與電氣化鐵路交叉；南寧—黎塘管線(xiàn)LN116#+180 m與1號地鐵線(xiàn)交叉；南寧—北海管線(xiàn)BN227#＋180 m與1號地鐵線(xiàn)交叉。并行、交叉的管段均受1號地鐵線(xiàn)運行干擾，管地電位波動(dòng)幅度大，存在不同程度的雜散電流干擾。

（2）交流干擾源排查。對NB001#＋50 m處、NB002#－50 m處管段與高壓輸電線(xiàn)路的交叉情況現場(chǎng)排查，發(fā)現管地電位存在一定的波動(dòng)和交流雜散電流的干擾。

（3）選擇本測試管段最近的測試樁進(jìn)行管地電位監測，并提取檢測數據進(jìn)行分析，對所有檢測的測試樁數據分別提取出干擾電壓最大值、最小值、平均值。

2.2  恒電位儀運行情況

陰保站恒電位儀輸出參數見(jiàn)表 1。

表 1 陰極保護站恒電位儀運行參數

2.3  測試數據

南寧站管線(xiàn)異常點(diǎn)直流干擾測試數據見(jiàn)表 2。

表 2 南寧站直流干擾測試數據

管線(xiàn)異常點(diǎn)交流干擾測試數據見(jiàn)表 3。

表 3 南寧站管線(xiàn)異常點(diǎn)交流干擾測試數據表

2.4  測試結論

（1）直流測試結論。

從直流檢測數據可以看出，南寧—百色管線(xiàn)NB000#～NB002#段、南寧—黎塘管線(xiàn)LN116#～LN115#段、南寧—北海管線(xiàn)BN227#～BN226#段均受南寧1號地鐵線(xiàn)運行影響，管地電位波動(dòng)值均大于350 mV，管地電位變換頻繁，干擾較為嚴重，斷電電位都不同程度地存在不達標狀態(tài)。

3條管線(xiàn)在白天地鐵運行時(shí)段管地電位頻繁變化；在夜間地鐵停止運行時(shí)段，管地電位變化不大，趨于平穩。按照直流評判標準，判定為動(dòng)態(tài)直流干擾，主要干擾源為電氣化輕軌地鐵干擾。

（2）交流測試結論。

通過(guò)交流檢測數據可以看出，南寧—黎塘管線(xiàn)LN116#～LN115#測試段、南寧—北海管線(xiàn)BN227#～BN226#測試段、南寧—百色管線(xiàn)NB000#～NB002#測試段交流干擾電壓均小于4 V，交流電流密度均小于30 A/㎡，交流干擾程度符合規范要求。

（3）恒電位儀通電點(diǎn)測試結論。

通過(guò)恒電位儀通電點(diǎn)（絕緣測試樁）的測試數據，可以看出無(wú)論是關(guān)閉恒電位儀，還是開(kāi)啟恒電位儀，管地電位變化均很大。由于三條管線(xiàn)與地鐵1號線(xiàn)均存在交叉或并行管段，通過(guò)以上測試數據初步斷定干擾源為地鐵1號線(xiàn)。干擾源與通電點(diǎn)距離在1 km之內，受地鐵運行干擾，管地電位起伏不定，恒電位儀不能正常運行，致使干擾管段管道極化電位不達標。

現有恒電位儀恒電位模式無(wú)法正常運行，將設備調至恒電流模式時(shí)，電流調節鈕無(wú)法調節。分析認為因恒電位儀長(cháng)時(shí)間運行，內部元件老化或損壞，導致設備調節精度以及追蹤信號能力不夠，無(wú)法正�？刂普{節電位。建議更換新的恒電位儀，并選用極化探頭作為恒電位儀信號控制源以規避雜散電流干擾。

3  防護措施

根據上述檢測結果，對南寧站南寧—百色管線(xiàn)NB000#～NB002#管段與1號地鐵交叉處、南寧—黎塘管線(xiàn)LN116#～LN115#管段與1號地鐵交叉處、南寧—北海管線(xiàn) BN227#～BN226#管段與1號地鐵交叉處管道兩端分別進(jìn)行地鐵動(dòng)態(tài)直流干擾防護。

（1）管道原陰極保護系統設置為恒電位輸出，在雜散電流干擾下，恒電位儀輸出異常，輸出電流變化較大，在0.2 A～3.0 A之間波動(dòng)。因此首先改變恒電位儀輸出模式為恒電流模式。

（2）針對地鐵雜散電流干擾，需要進(jìn)行直流排流防護措施。采用強制排流地床或極性排流地床方式防護，使管道陰保電位整體負向偏移，達到陰極保護電位準則要求。在NB001#和NB002#處分別設置極性排流地床，采用鎂合金犧牲陽(yáng)極和極性排流器方式。每處排流地床組成包括：排流器1臺、長(cháng)效硫酸銅極化探頭1只、高電位鎂陽(yáng)極5只、專(zhuān)用測試樁1支、測試電纜5 m、匯流電纜30 m及填包料1 t。排流地床施工尺寸為：20 m×2 m×1.5 m。施工過(guò)程中，注水浸泡填包料，降低陽(yáng)極排流地床的接地電阻，增加排流效果。

4  結語(yǔ)

埋地鋼質(zhì)輸油管道遭受地鐵、高鐵及高壓輸電線(xiàn)路雜散電流干擾，多種干擾并存且相互作用，給管道防腐工作帶來(lái)極大困難。本文依據管道陰極保護交直流干擾評價(jià)標準，對現場(chǎng)采集的數據進(jìn)行分析，判定輸油管道受到地鐵干擾占主要因素，同時(shí)陰極保護效果不足。針對輸油管道沿線(xiàn)受干擾狀況，在提高整體陰極保護系統輸出、增加陰極保護效果的情況下，設置極性排流地床和復合型排流地床兩種排流方式，增強了管道雜散電流的防護效果。

作者簡(jiǎn)介：莫衍增，1986年生，大學(xué)學(xué)歷，助理工程師，主要從事管道保護工作。聯(lián)系方式：15994393589，406624616@qq.com。