黃文宏 馬鵬

西安易測(cè)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(yùn)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(shù)值偏大。為降低管道發(fā)生雜散電流干擾腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)干擾管段進(jìn)行檢測(cè)評(píng)價(jià)并采取相應(yīng)的治理防護(hù)措施。

原因分析

（1）干擾檢測(cè)評(píng)價(jià)。2023年4月開(kāi)始，對(duì)干擾管段開(kāi)展檢測(cè)評(píng)價(jià)和數(shù)據(jù)分析，管道K039#測(cè)試樁處的交流干擾程度均為“強(qiáng)”，應(yīng)采取交流干擾防護(hù)措施；K038#和K040#測(cè)試樁處的交流干擾程度均為“弱”，無(wú)須采取交流干擾防護(hù)措施；所檢測(cè)的測(cè)試樁處斷電電位均在﹣0.95 VCSE～﹣0.98 VCSE之間，管道陰極保護(hù)達(dá)標(biāo)。

（2）干擾源調(diào)查。管道K038#—K040#段與某電氣化鐵路長(zhǎng)距離并行，垂直最小距離80 m（圖 1）。對(duì)并行段管道測(cè)試樁處進(jìn)行24 h交流電流密度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)交流電流密度的峰值與某鐵路通車時(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(hù)治理

（1）干擾防護(hù)接地方式。依據(jù)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)》第5.3.2條規(guī)定持續(xù)干擾防護(hù)常用的接地方式有直接接地、負(fù)電位接地、固態(tài)去耦合器接地。對(duì)管道K039#測(cè)試樁處采取“固態(tài)去耦合器+排流接地極”的防護(hù)措施，排流接地極材料選用和陰極保護(hù)電位接近的負(fù)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(dǎo)通裝置，當(dāng)兩個(gè)端子之間的電壓超過(guò)直流導(dǎo)通閾值時(shí)，固態(tài)去耦合器呈現(xiàn)直流低阻抗導(dǎo)通模式；當(dāng)兩個(gè)端子之間的電壓降低到直流導(dǎo)通閾值以下時(shí)，固態(tài)去耦合器重新對(duì)直流電流呈現(xiàn)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(nèi)部模塊能瞬間導(dǎo)通，將干擾電流通過(guò)接地泄放入大地，從而起到了對(duì)管道設(shè)施和人員保護(hù)的作用（表 1）。

表 1 固態(tài)去耦合器性能參數(shù)

（3）其他技術(shù)措施。受地形及征地賠償?shù)染C合因素，排流點(diǎn)接地極材料采用15.0 kg/支預(yù)包裝鋅陽(yáng)極12支，自帶填包料和5 m電纜引線。為降低土壤電阻率，接地極周圍填充化學(xué)填包料，石膏粉、膨潤(rùn)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(duì)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(cè)評(píng)價(jià)排流后效果，包括設(shè)施檢查、接地極接地電阻測(cè)試、接地極電位測(cè)試、排流量測(cè)試等。通過(guò)檢測(cè)數(shù)據(jù)分析（表 2），管道K039#測(cè)試樁處安裝排流設(shè)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(dá)到排流防護(hù)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(shè)施安裝后檢測(cè)數(shù)據(jù)匯總

啟示

結(jié)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(hù)泄漏損失；排流接地極盡量選擇和管道陰極保護(hù)電位接近的負(fù)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(xù)對(duì)雜散電流干擾管段進(jìn)行檢測(cè)評(píng)價(jià)，及時(shí)治理干擾超標(biāo)或陰極保護(hù)不達(dá)標(biāo)位置，對(duì)安裝的排流設(shè)施依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及管理規(guī)定定期進(jìn)行維護(hù)和完整有效性檢測(cè)評(píng)價(jià)。

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