油氣管道直流雜散電流干擾的現(xiàn)狀及處理

1、油氣管道直流雜散電流干擾的現(xiàn)狀及處理摘要：伴隨著我國當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，我國對油氣管道的建設(shè)和 運(yùn)輸也越來越多，建設(shè)的范圍也相對較大，由此帶來的問題也逐漸顯現(xiàn)出來。對 于陰極保護(hù)系統(tǒng)的不斷使用，管道在受到電流的侵襲和腐蝕之后其質(zhì)量也會變得 越來越差。直流雜散的電流對于當(dāng)前油氣管道的干擾作用非常明顯，且其干擾的 范圍也相對較大，因此這也成為了當(dāng)下油氣管道發(fā)展過程中亟待解決的問題。關(guān)鍵詞：油氣管道；直流；電流干擾在現(xiàn)階段的基本運(yùn)輸方式中，最常使用的就是油氣管道運(yùn)輸，油氣管道的運(yùn) 輸形式相對比較靈活，可以在公路，水運(yùn)和空運(yùn)進(jìn)行運(yùn)輸。油氣管道的運(yùn)輸也有 著一定的固定形式，可以直接由生產(chǎn)地運(yùn)輸

2、到某個地方，屬于一種流動性的運(yùn)輸 形式。同時油氣管道不但可以運(yùn)輸氣體還可以運(yùn)輸液體。眼下大眾生活中常用的 天然氣和煤氣都是通過埋在地下的油氣運(yùn)輸管道來進(jìn)行運(yùn)輸?shù)?，以?dāng)下需要對也 油氣運(yùn)輸管道在運(yùn)輸中存在的弊端進(jìn)行改善。油氣管道運(yùn)輸?shù)膬?yōu)勢和弊端針對現(xiàn)階段的發(fā)展形式來進(jìn)行分析，在對東西方向進(jìn)行運(yùn)輸?shù)臅r候，都是以 管道運(yùn)輸?shù)男问綖橹饕\(yùn)輸手段。同時國家對于管道運(yùn)輸建設(shè)也給予了高度重視， 不但要將管道運(yùn)輸形式進(jìn)行合理建設(shè)，也要將其進(jìn)行系統(tǒng)的規(guī)劃。在形成體系化 之后，也就可以對一些實(shí)時監(jiān)控的路段運(yùn)輸情況進(jìn)行相應(yīng)的解決和處理，不斷推 動管道運(yùn)輸形式的發(fā)展和進(jìn)步。管道運(yùn)輸形式的運(yùn)輸量較大，管道運(yùn)輸形式也可

3、以連續(xù)性的不間斷的進(jìn)行運(yùn)輸，和其他幾個運(yùn)輸方式相比有著不可替代的優(yōu)勢。 管道運(yùn)輸也不會受到天氣和地勢等一些外部因素影響。其次管道運(yùn)輸形式的流通 量大部分都是在地下進(jìn)行深埋，在這種情況下也就降低了對于土地的占地面積。 經(jīng)過運(yùn)輸系統(tǒng)的建設(shè)實(shí)踐來進(jìn)行證明，絕大多數(shù)的運(yùn)輸管道都是在地下進(jìn)行深埋， 不會顯露在地表。因此這種管道運(yùn)輸形式不會占據(jù)土地面積，在進(jìn)行道路運(yùn)輸和 建設(shè)的過程中，管道運(yùn)輸?shù)膬?yōu)勢也非常明顯，因此在日后的發(fā)展過程中也應(yīng)該基 于管道運(yùn)輸?shù)膬?yōu)勢來進(jìn)行發(fā)展，推動我國東西方資源的平衡。管道運(yùn)輸建設(shè)的施工周期相對較短，投入成本也相對較低，一些公路鐵路的 開通和建設(shè)施工時間比較長，且費(fèi)用比較昂貴，建

4、設(shè)過程比較復(fù)雜需要一些具有 經(jīng)驗(yàn)的施工人員。且鐵路和公路的運(yùn)輸也非常容易受到一些外界因素的影響，像 是天氣和地形等。在對我國東部進(jìn)行鐵路和公路建設(shè)的時候，地勢相對比較平坦， 但是在對西部展開公路鐵路建設(shè)的時候，則需要克服一些困難。像是山地的高度 落差和一些實(shí)際建設(shè)中存在的困難等，在建設(shè)完成之后也會為以后的運(yùn)輸埋下一 定的安全隱患。管道運(yùn)輸?shù)暮哪苌?，效益高，由于管道運(yùn)輸主要是對一些資源進(jìn) 行運(yùn)輸，因此在進(jìn)行合作運(yùn)輸?shù)臅r候，大多都是長期穩(wěn)定的運(yùn)輸，和其他運(yùn)輸方 式相比可靠性更強(qiáng)。管道運(yùn)輸?shù)木€路是固定的，因此也不適合小型的資源運(yùn)輸， 比公路運(yùn)輸?shù)撵`活性稍差，但是當(dāng)前可以通過有效的資源集中以及小范圍進(jìn)

5、行配 送來解決這一問題。對于直流雜散電流的劃分首先，處于直流干擾源頭附近的管道，應(yīng)該實(shí)行干擾源側(cè)和管道兩側(cè)的調(diào)查 和測量，假如管道中存在一個部位的電位發(fā)生了一定的偏移或是管道周圍一些土 壤的電位梯度達(dá)到了 0.5m V/m的時候，那么就可以對其進(jìn)行直流干擾的確定。 管道運(yùn)輸中的直流干擾標(biāo)準(zhǔn)主要是按照電位的正向偏移位置來展開判斷的，在管 道和其周圍土壤電位差和自然電位偏移不方便進(jìn)行測量的時候，可以使用一些相 鄰的電位梯度來進(jìn)行雜散電流強(qiáng)弱的判定。（如圖）在管道上某個部分管地電位 和自然電位的正向偏移100mv或是管道周圍土壤電位梯度大于標(biāo)準(zhǔn)值的時候，那 么管道就需要采取有效的方式來對其進(jìn)行有效防

6、護(hù)。表2雜散電流強(qiáng)弱的判定直流雜散電流的干擾形式3.1鋼制管道直流腐蝕判斷直流雜散電流的腐蝕性能和雜散電流之間的強(qiáng)度以及密度有著一定的關(guān)系， 其次當(dāng)前一些不同材質(zhì)對于電流的耐受性也不相同，伴隨著雜散電流強(qiáng)度的不斷 增加，這時管道的外部涂層也會逐漸對破損，會加速管道的腐蝕速率和腐蝕深度。 對管道腐蝕強(qiáng)度增大的時候，主要是內(nèi)部夾雜的電流強(qiáng)度以及涂層破損程度是產(chǎn) 生管道腐蝕的兩個因素，雜散電流腐蝕穿孔也就是在相對較小的面積上形成較大 的電流密度，在雜散電流的干擾下，對于對Q235鋼材的腐蝕最為嚴(yán)重1。3.2陰極保護(hù)對管道的干擾原理以及直流輸電路的接線方式當(dāng)前埋在地下的管道受到直流雜散電流干擾，從距離

7、干擾源較近的一側(cè)在管 道防腐層破損處或是管道接地電阻較小的管道段路進(jìn)行流入，之后再從較遠(yuǎn)距離 的干擾源在管道防腐層和破損部位流出。雜散電流流入管道之后，管道的電位負(fù) 向開始偏移，在這種情況下經(jīng)常會導(dǎo)致陰極保護(hù)不能達(dá)到相應(yīng)的效果，同時雜散 電流流出的管道部位會受到一定的腐蝕。直流輸電設(shè)施和相鄰的一些管道陰極保 護(hù)系統(tǒng)雜散電流出現(xiàn)的情況會存在一些不同之處。管道在進(jìn)行鋪設(shè)的時候會和一 些相鄰管道或是一些同溝進(jìn)行鋪設(shè)，同時其他管道在具有陰極保護(hù)的時候會對當(dāng) 前的管道產(chǎn)生一定的直流雜散干擾，尤其是接近一些外加電流和陽極地床附近管 道的時候，對其產(chǎn)生的干擾最為嚴(yán)重。雜散電流主要是從管道遠(yuǎn)端流出，雜散電 流

8、的流入管道段路朝著負(fù)向進(jìn)行偏移，在大多數(shù)情況下，干擾源管道的通電電位 比較近，這也會致使管道的陰極保護(hù)無法有效投入，假如硬性實(shí)施陰極保護(hù)的話， 就會由于兩個管道不同的陰極保護(hù)導(dǎo)致供電差異從而讓管道電位波動干擾程度。 在和陽極地床遠(yuǎn)離的時候，和管道相近的干擾相對較小，大部分管道也開始朝著 正向進(jìn)行偏移，這也增加了管道的腐蝕程度2。在對實(shí)際管道進(jìn)行治理的過程中，需要遠(yuǎn)離其他管道，其距離不應(yīng)該小于十 公里，在不同系統(tǒng)下，對于陽極距離較近的時候是無法進(jìn)行避免的，因此運(yùn)營方 可以對其使用陽極地床和管道進(jìn)行聯(lián)合保護(hù)。管道在進(jìn)行平行鋪設(shè)的時候應(yīng)該對 國家一些標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行要求，其距離不應(yīng)該小于2倍，同時也應(yīng)該對管

9、道進(jìn)行有效的 防腐絕緣，在管道交叉的時候應(yīng)該加強(qiáng)絕緣的強(qiáng)度。站內(nèi)在對管道進(jìn)行保護(hù)的時 候需要采用接地網(wǎng)和鋅包鋼等進(jìn)行接地，避免接地網(wǎng)系統(tǒng)對陰極保護(hù)電流進(jìn)行消 耗。直流輸電路主要包含幾種接線方式，單級，同級，雙極線路。在進(jìn)行單級線 路和同級線路接地的時候，線路的電流會全部通過接地的電極流入到大地中，單 級接線的時長主要是通過接地電極的電流來進(jìn)行傳輸，同級接線的時候主要是兩 條線路進(jìn)行傳輸電流的和。在采用雙極接線的時候，長期經(jīng)過接地極的是線路中 一些不平衡電流，這種電流屬于正常電流傳輸?shù)陌俜种淖笥摇５羌偃绯霈F(xiàn)一 方發(fā)生故障的時候，發(fā)生故障一方就會退出運(yùn)行，從而轉(zhuǎn)為單級接線的工作形式， 在這種時

10、候可以持續(xù)幾十天的時候，如果要在故障的情況下保證傳輸功率的穩(wěn)定 性，那么就需要在短期超負(fù)荷運(yùn)行下進(jìn)行，在運(yùn)行的過程中通過接地極的電流也 會逐漸增大3。3.3直流輸電對地下管道的影響雙極在運(yùn)行的過程中，長期通過接地極的主要是針對一些不平衡的線路電流， 其正常情況下是線路傳輸?shù)陌俜种笥遥@個時候?qū)τ诠艿赖挠绊戇€比較弱， 但是對極地附近五十公里內(nèi)的管道還是產(chǎn)生了較為強(qiáng)烈的影響。假如發(fā)生了一級 故障退出運(yùn)行的時候，那么就可以轉(zhuǎn)為單級接線的工作形式，還可以通過對接地 極的電流傳輸為全級線路的電路來進(jìn)行電流傳輸，電流傳輸?shù)臅r間相對較長。時 單級運(yùn)行的時候直流輸電對于管道的影響是非常劇烈的，產(chǎn)生的影響范

11、圍也非常 的廣泛，尤其是對于一些極地十公里范圍內(nèi)的管道，可以讓范圍內(nèi)的埋地管道在 數(shù)十天內(nèi)造成腐蝕。中石化就曾發(fā)生過這種直流雜散電流干擾的情況，在對現(xiàn)場 進(jìn)行勘察檢測之后已經(jīng)無法投運(yùn)，恒電位儀在關(guān)機(jī)狀態(tài)下管道的位置已經(jīng)達(dá)到了 對-2v。其次雜散電流的流出和管道陰極保護(hù)都產(chǎn)生了正向偏移，且偏移數(shù)值非常 大。因此當(dāng)前需要對其進(jìn)行相應(yīng)的治理，管道需要和直流輸電系統(tǒng)保持一定距離， 距離要大于一百公里。其次管道受到當(dāng)前的直流輸電影響，也需要對管道進(jìn)行相 應(yīng)的分段保護(hù)，并保持其跨度在十公里以內(nèi)。同時還要提升對管道防腐蝕層的對 絕緣，管道需要進(jìn)行相應(yīng)的增強(qiáng)，還要提升其厚度和強(qiáng)度，并使其滿足當(dāng)前的質(zhì) 量標(biāo)準(zhǔn)。

12、在雜散電流流出的時候，需要對管道進(jìn)行陰極保護(hù)，在雜散電流流出的 管道段進(jìn)行陰極保護(hù)站的架設(shè)。最后還要提升與電力部門的有效溝通，建立相對 合理的聯(lián)防機(jī)制，確保信息暢通，直流輸電系統(tǒng)在出現(xiàn)故障的時候還需要設(shè)施相 應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，來對輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)4。結(jié)語綜上所述，在油氣管道運(yùn)輸?shù)臅r候進(jìn)行陰極保護(hù)系統(tǒng)屬于一種比較合理的防 腐蝕手段，同時在進(jìn)行管道運(yùn)輸?shù)倪^程中，也可以使用鋼套管的保護(hù)方式來對油 氣管道進(jìn)行外部防護(hù)。降低了油氣管道因?yàn)殛帢O保護(hù)失效導(dǎo)致油氣管道的腐蝕， 從而對管道的正常運(yùn)行產(chǎn)生不良影響。目前通過相應(yīng)的有效研究也提出了相應(yīng)的 管道性能解決方式，這種方式可以在一定程度上對陰極保護(hù)系統(tǒng)失效的問題進(jìn)行 處理，也能為油氣管道的安全運(yùn)輸?shù)於ɑA(chǔ)。參考文獻(xiàn)：1高寶成.輸油管道動態(tài)直流雜散電流干擾測試與分析J