黃文宏 馬鵬

西安易測管道技術(shù)有限公司

背景

某天然氣管道于2010年9月28日建成投產(chǎn)，管徑660 mm ，運行壓力2.4 MPa～5.1 MPa。該管道部分位置遭受電氣化鐵路雜散電流干擾，致使交流電壓數值偏大。為降低管道發(fā)生雜散電流干擾腐蝕風(fēng)險，對干擾管段進(jìn)行檢測評價(jià)并采取相應的治理防護措施。

原因分析

（1）干擾檢測評價(jià)。2023年4月開(kāi)始，對干擾管段開(kāi)展檢測評價(jià)和數據分析，管道K039#測試樁處的交流干擾程度均為“強”，應采取交流干擾防護措施；K038#和K040#測試樁處的交流干擾程度均為“弱”，無(wú)須采取交流干擾防護措施；所檢測的測試樁處斷電電位均在﹣0.95 VCSE～﹣0.98 VCSE之間，管道陰極保護達標。

（2）干擾源調查。管道K038#—K040#段與某電氣化鐵路長(cháng)距離并行，垂直最小距離80 m（圖 1）。對并行段管道測試樁處進(jìn)行24 h交流電流密度監測數據分析，發(fā)現交流電流密度的峰值與某鐵路通車(chē)時(shí)間相吻合，故該管段交流雜散電流干擾源主要是鐵路。

圖 1 天然氣管道與鐵路位置

防護治理

（1）干擾防護接地方式。依據GB/T 50698―2011《埋地鋼質(zhì)管道交流干擾防護技術(shù)標準》第5.3.2條規定持續干擾防護常用的接地方式有直接接地、負電位接地、固態(tài)去耦合器接地。對管道K039#測試樁處采取“固態(tài)去耦合器+排流接地極”的防護措施，排流接地極材料選用和陰極保護電位接近的負電位材料鋅接地極（電位﹣1.10 VCSE）。

（2）固態(tài)去耦合器的選擇。作為直流隔離和交流導通裝置，當兩個(gè)端子之間的電壓超過(guò)直流導通閾值時(shí)，固態(tài)去耦合器呈現直流低阻抗導通模式；當兩個(gè)端子之間的電壓降低到直流導通閾值以下時(shí)，固態(tài)去耦合器重新對直流電流呈現高阻抗，切斷直流電流。固態(tài)去耦合器在遇到故障電流或雷擊電流沖擊時(shí)，內部模塊能瞬間導通，將干擾電流通過(guò)接地泄放入大地，從而起到了對管道設施和人員保護的作用（表 1）。

表 1 固態(tài)去耦合器性能參數

（3）其他技術(shù)措施。受地形及征地賠償等綜合因素，排流點(diǎn)接地極材料采用15.0 kg/支預包裝鋅陽(yáng)極12支，自帶填包料和5 m電纜引線(xiàn)。為降低土壤電阻率，接地極周?chē)�填充化學(xué)填包料，石膏粉、膨潤土、工業(yè)硫酸鈉三種填包料比例為75∶20∶5�；靥顣r(shí)采用人工土方回填，回填土過(guò)篩，確保無(wú)夾雜磚瓦、金屬等硬物，回填時(shí)對接地極用水進(jìn)行澆灌，使填包料浸透。排流電纜主要包括接地極匯流總電纜和管道排流電纜，均采用YJV22﹣0.6/1 kV 1×35 mm2銅芯電纜。

排流效果

檢測評價(jià)排流后效果，包括設施檢查、接地極接地電阻測試、接地極電位測試、排流量測試等。通過(guò)檢測數據分析（表 2），管道K039#測試樁處安裝排流設施后，交流電壓平均值由4.4 V降至0.89 V，交流電流密度平均值由103.7 A/m²降至24.2 A/m²。K038#—K040#管段的交流電流密度平均值均小于30 A/m²，其余臨近管道位置的交流電壓及交流電流密度均達到排流防護效果；地床電阻0.88Ω，小于4 Ω，交流排流量在476 mA～578 mA，排流地床開(kāi)/閉合電位無(wú)變化；管道排流器安裝前后，所涉及管段的斷電電位均在﹣0.95 V～﹣0.99 V，陰保正常。

表 2 排流設施安裝后檢測數據匯總

啟示

結合治理實(shí)踐，選擇固態(tài)去耦合器既可以排交流，又可以防止管道陰極保護泄漏損失；排流接地極盡量選擇和管道陰極保護電位接近的負電位材料接地極；排流接地極地床電阻越小越有利于排流效果。建議今后繼續對雜散電流干擾管段進(jìn)行檢測評價(jià)，及時(shí)治理干擾超標或陰極保護不達標位置，對安裝的排流設施依據相關(guān)標準及管理規定定期進(jìn)行維護和完整有效性檢測評價(jià)。

作者簡(jiǎn)介：黃文宏，1972年生，本科，腐蝕防護高級工程師，西安易測管道技術(shù)有限公司總經(jīng)理，從事防腐及陰極保護工作24年。聯(lián)系方式：13609205183，274885098@qq.com。