莫衍增

國家管網(wǎng)集團(tuán)廣西公司

摘要：通過對埋地鋼質(zhì)輸油管道雜散電流干擾監(jiān)測，證實管道遭受了地鐵、高鐵及高壓輸電線路的混合干擾。分析了雜散電流干擾源類型、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(shù)，判定管道受干擾情況，并提出了針對性防護(hù)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

隨著城市電氣化鐵路、高壓輸電線路的快速發(fā)展，靠近城市的油氣管道遭受雜散電流干擾問題日益嚴(yán)重。對被干擾管道開展雜散電流專項檢測，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(qū)南寧站恒電位儀保護(hù)電位波動和雜散電流干擾問題，經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)管道與南寧市電氣化鐵路、地鐵存在交叉并行，地鐵運行時管道受到的干擾較大。為保證管道安全運行，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，需對受干擾管道采取干擾防護(hù)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、長度，與干擾源距離遠(yuǎn)近以及附近土壤電阻率大小等。本文通過輸油管道陰極保護(hù)現(xiàn)場監(jiān)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(hù)措施，為管道雜散電流干擾防護(hù)提供借鑒。

1  雜散電流干擾測試評價依據(jù)

主要依據(jù)GB 50991―2014《埋地鋼質(zhì)管道直流干擾防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》和GB/T 50698―2011《埋地鋼質(zhì)管道交流干擾防護(hù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，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標(biāo)準(zhǔn) 第6部分：埋地鋼質(zhì)管道交流干擾腐蝕評價》進(jìn)行評價。雜散電流干擾具有動態(tài)特征，因此通過埋設(shè)試片長時間監(jiān)測，并用數(shù)據(jù)記錄儀自動存儲記錄干擾相關(guān)數(shù)據(jù)，測試步驟如下。

（1）在管道上方臨時埋設(shè)試片。由于uDL2數(shù)據(jù)記錄儀同時記錄交流電流密度和通斷電電位，不能同時連接1 cm²和6.5 cm²試片，故選用1 cm²試片。將試片與管道連接，極化時間不少于30 min，極化完成后開始采集數(shù)據(jù)。

將數(shù)據(jù)記錄儀與管道測試線、參比電極連接線和試片連接線相連接，參比電極貼近試片，并將周圍土壤潤濕，以保持接觸良好。

（2）將數(shù)據(jù)記錄儀設(shè)置為每秒記錄一組數(shù)據(jù)，試片通斷周期10 s，斷電時間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(shù)。

（3）連續(xù)測試24 h后，將數(shù)據(jù)記錄儀數(shù)據(jù)導(dǎo)出，以評價對管道的干擾程度。

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NB000#～NB001#管段與1號地鐵線并行，NB001#+30 m與1號地鐵線交叉，NB002#+20 m與電氣化鐵路交叉；南寧—黎塘管線LN116#+180 m與1號地鐵線交叉；南寧—北海管線BN227#＋180 m與1號地鐵線交叉。并行、交叉的管段均受1號地鐵線運行干擾，管地電位波動幅度大，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路的交叉情況現(xiàn)場排查，發(fā)現(xiàn)管地電位存在一定的波動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(jiān)測，并提取檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對所有檢測的測試樁數(shù)據(jù)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(shù)見表 1。

表 1 陰極保護(hù)站恒電位儀運行參數(shù)

2.3  測試數(shù)據(jù)

南寧站管線異常點直流干擾測試數(shù)據(jù)見表 2。

表 2 南寧站直流干擾測試數(shù)據(jù)

管線異常點交流干擾測試數(shù)據(jù)見表 3。

表 3 南寧站管線異常點交流干擾測試數(shù)據(jù)表

2.4  測試結(jié)論

（1）直流測試結(jié)論。

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

3條管線在白天地鐵運行時段管地電位頻繁變化；在夜間地鐵停止運行時段，管地電位變化不大，趨于平穩(wěn)。按照直流評判標(biāo)準(zhǔn)，判定為動態(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(jié)論。

通過交流檢測數(shù)據(jù)可以看出，南寧—黎塘管線LN116#～LN115#測試段、南寧—北海管線BN227#～BN226#測試段、南寧—百色管線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(guī)范要求。

（3）恒電位儀通電點測試結(jié)論。

通過恒電位儀通電點（絕緣測試樁）的測試數(shù)據(jù)，可以看出無論是關(guān)閉恒電位儀，還是開啟恒電位儀，管地電位變化均很大。由于三條管線與地鐵1號線均存在交叉或并行管段，通過以上測試數(shù)據(jù)初步斷定干擾源為地鐵1號線。干擾源與通電點距離在1 km之內(nèi)，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(dá)標(biāo)。

現(xiàn)有恒電位儀恒電位模式無法正常運行，將設(shè)備調(diào)至恒電流模式時，電流調(diào)節(jié)鈕無法調(diào)節(jié)。分析認(rèn)為因恒電位儀長時間運行，內(nèi)部元件老化或損壞，導(dǎo)致設(shè)備調(diào)節(jié)精度以及追蹤信號能力不夠，無法正�？刂普{(diào)節(jié)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(guī)避雜散電流干擾。

3  防護(hù)措施

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

（1）管道原陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)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。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(hù)措施。采用強(qiáng)制排流地床或極性排流地床方式防護(hù)，使管道陰保電位整體負(fù)向偏移，達(dá)到陰極保護(hù)電位準(zhǔn)則要求。在NB001#和NB002#處分別設(shè)置極性排流地床，采用鎂合金犧牲陽極和極性排流器方式。每處排流地床組成包括：排流器1臺、長效硫酸銅極化探頭1只、高電位鎂陽極5只、專用測試樁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。施工過程中，注水浸泡填包料，降低陽極排流地床的接地電阻，增加排流效果。

4  結(jié)語

埋地鋼質(zhì)輸油管道遭受地鐵、高鐵及高壓輸電線路雜散電流干擾，多種干擾并存且相互作用，給管道防腐工作帶來極大困難。本文依據(jù)管道陰極保護(hù)交直流干擾評價標(biāo)準(zhǔn)，對現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判定輸油管道受到地鐵干擾占主要因素，同時陰極保護(hù)效果不足。針對輸油管道沿線受干擾狀況，在提高整體陰極保護(hù)系統(tǒng)輸出、增加陰極保護(hù)效果的情況下，設(shè)置極性排流地床和復(fù)合型排流地床兩種排流方式，增強(qiáng)了管道雜散電流的防護(hù)效果。

作者簡介：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(hù)工作。聯(lián)系方式：15994393589，406624616@qq.com。