某航空柴油鋼制管道雜散電流檢測(cè)與治理

某航空柴油鋼制管道雜散電流檢測(cè)與治理

0外防腐層系統(tǒng)中南海的油松管道始于1986年，建成于1989年，全長(zhǎng)37.8公里，已經(jīng)運(yùn)行了近30年。直徑159mm，厚5mm。外涂層為瀝青路面混凝土砌塊。2001年，強(qiáng)制電流陰陽(yáng)失衡寶的系統(tǒng)得到了補(bǔ)充。到目前為止，情況良好。最近幾年,隨著高速鐵路建設(shè)的快速發(fā)展,該條管線分別被滬昆、武廣兩處高速鐵路跨越。2017年,管線維保人員在維修同武廣高鐵交叉處管段時(shí),發(fā)現(xiàn)漏鐵處有觸電感覺(jué)。管線管理單位遂于2017年9月組織對(duì)滬昆、武廣兩處管段雜散電流干擾狀況進(jìn)行檢測(cè)評(píng)估,并根據(jù)評(píng)估結(jié)果,制定相應(yīng)的排流措施。1交流干擾防護(hù)大量工程經(jīng)驗(yàn)及科學(xué)理論表明,高鐵、地鐵、高壓管廊及變壓器等高壓大電流帶電體易產(chǎn)生雜散電流,經(jīng)大地流入附近埋地管線等金屬構(gòu)筑物,急驟加速管線等腐蝕(處理不當(dāng)或不作處理,腐蝕速度甚至達(dá)常規(guī)腐蝕10為減輕、消除雜散電流的影響,保障地下管線尤其是輸送油氣等高風(fēng)險(xiǎn)介質(zhì)管線的安全運(yùn)行,國(guó)家、行業(yè)、管道擁有與管理單位,都非常重視雜散電流的檢測(cè)與治理工作,各種指導(dǎo)性標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范也紛紛出臺(tái)。相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:當(dāng)管道上的交流干擾電壓不高于4V時(shí),可不采取交流防護(hù)措施;高于4V時(shí),應(yīng)采用交流電流密度法進(jìn)行更進(jìn)一步評(píng)估。交流干擾程度判定指標(biāo)見(jiàn)表1。需要提出的是,使用交流電流密度法進(jìn)行評(píng)估時(shí),需要在管道上連接腐蝕檢查片作為輔助評(píng)估措施。采用交流電流密度的計(jì)算公式:J當(dāng)交流干擾程度判定為強(qiáng)時(shí),應(yīng)采取交流干擾防護(hù)措施;判定為中時(shí),宜采取交流干擾防護(hù)措施;判定為弱時(shí),可不采取交流干擾防護(hù)措施。直流干擾方面,如直流干擾導(dǎo)致陰極保護(hù)電位正向偏移大于或等于100mV時(shí),應(yīng)及時(shí)采取干擾防護(hù)措施。2雜散電流干擾數(shù)據(jù)分析對(duì)于在役且建有陰極保護(hù)系統(tǒng)的管線,最直接有效的檢測(cè)雜散電流的方法為:采用存儲(chǔ)式電位記錄儀器,長(zhǎng)時(shí)間記錄雜散電流干擾數(shù)據(jù),并對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)分析。實(shí)操時(shí)技術(shù)人員在靠近武廣、滬昆高鐵50m范圍內(nèi),分別選點(diǎn)開(kāi)挖出管道,將準(zhǔn)備好的記錄儀同管道連接,采集雜散電流干擾數(shù)據(jù)。3結(jié)果與分析3.1上昆高鐵測(cè)試點(diǎn)3.1.1試驗(yàn)結(jié)果及分析通電電位使用多功能雜散電流檢測(cè)儀結(jié)合極化探頭進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)檢測(cè)儀的紅色夾子接管道,黃色夾子接試片,綠色夾子接參比電極,檢測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)存貯。對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,通電電位隨時(shí)間變化的趨勢(shì)如圖1所示。測(cè)試結(jié)果顯示,管道的通電電位發(fā)生了負(fù)向偏移,通電電位最正-1.142V,最負(fù)-1.722V,管道通電電位均比-0.85V更負(fù),且未出現(xiàn)正向偏移。經(jīng)分析該檢測(cè)區(qū)段為陰極區(qū),管道無(wú)腐蝕傾向;(2)管道電阻電位斷電電位是判定管道陰極保護(hù)效果重要標(biāo)準(zhǔn),斷電電位隨時(shí)間變化的趨勢(shì)見(jiàn)圖2,檢測(cè)結(jié)果顯示管道的斷電電位發(fā)生負(fù)向偏移,斷電電位最正-0.943V,最負(fù)-1.156V,均比-0.85V更負(fù),均在標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi),滿足最小保護(hù)電位要求。3.1.2美國(guó)高鐵過(guò)渡帶測(cè)試結(jié)果交流干擾電壓電位同樣使用多功能雜散電流檢測(cè)儀、采用極化探頭法進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)檢測(cè)儀的紅色夾子接管道,黃色夾子接試片,綠色夾子接參比電極,檢測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)存貯。對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,交流感應(yīng)電壓隨時(shí)間變化的趨勢(shì)如圖3所示。測(cè)試結(jié)果顯示,當(dāng)高鐵通過(guò)時(shí),管道上的交流干擾電壓迅速增大,最大達(dá)1.69V;在無(wú)高鐵經(jīng)過(guò)時(shí),管道交流干擾電壓約為0.7V。分析檢測(cè)數(shù)據(jù),該處最大交流干擾電壓小于4V,依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)可不采取防護(hù)措施。3.2武廣高鐵測(cè)試點(diǎn)3.2.1試驗(yàn)數(shù)據(jù)的檢測(cè)通電電位使用多功能雜散電流檢測(cè)儀結(jié)合極化探頭進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)檢測(cè)儀的紅色夾子接管道,黃色夾子接試片,綠色夾子接參比電極,檢測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)存貯。對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,通電電位隨時(shí)間變化的趨勢(shì)如圖4所示。測(cè)試結(jié)果顯示,管道的通電電位發(fā)生負(fù)向偏移,通電電位最正-0.931V,最負(fù)-1.735V,管道通電電位均比-0.85V更負(fù),且未出現(xiàn)正向偏移。經(jīng)分析該檢測(cè)區(qū)段為陰極區(qū),管道無(wú)腐蝕傾向;(2)管道電阻電位斷電電位是判定管道陰極保護(hù)效果重要標(biāo)準(zhǔn),斷電電位隨時(shí)間變化的趨勢(shì)如圖5所示,測(cè)試結(jié)果顯示,管道的斷電電位發(fā)生負(fù)向偏移,斷電電位最正-0.877V,最負(fù)-1.189V,管道斷電電位均比-0.85V更負(fù),均在標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi),滿足最小保護(hù)電位要求。3.2.2交流感應(yīng)電壓隨時(shí)間的變化特性交流干擾電壓電位同樣使用多功能雜散電流檢測(cè)儀、采用極化探頭法進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)檢測(cè)儀的紅色夾子接管道,黃色夾子接試片,綠色夾子接參比電極,檢測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)存貯。對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,交流感應(yīng)電壓隨時(shí)間變化的趨勢(shì)如圖6所示。檢測(cè)結(jié)果顯示,當(dāng)高鐵經(jīng)過(guò)該處時(shí),管道上的交流干擾電壓最大為8.8V;無(wú)高鐵通過(guò)時(shí),交流干擾電壓約為0.67V。對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分析,該處最大交流感應(yīng)電壓遠(yuǎn)超4V,應(yīng)采用交流電流密度判定管道上的交流干擾情況。進(jìn)一步檢測(cè)發(fā)現(xiàn),試片通過(guò)的交流干擾電流最大值為0.065mA,換算成交流干擾電流密度為65A/m3.3武廣高鐵交叉處直流雜散電流干擾滬昆高鐵交叉處交、直流雜散電流干擾程度均在規(guī)范要求的“可不做處理”范圍內(nèi),所以此處可暫不作排流處理,但宜加強(qiáng)監(jiān)檢測(cè)頻率。武廣高鐵交叉處直流雜散電流干擾程度在規(guī)范要求的“可不做處理”范圍內(nèi);但交流干擾已明顯超出安全范圍,需要進(jìn)行排流處理。4雜散電流的治理雜散電流腐蝕的破壞特征是在管道上的陽(yáng)極區(qū)段伴隨有劇烈的局部腐蝕。經(jīng)驗(yàn)表明,1安培直流電流在鋼體上流出,一年內(nèi)將導(dǎo)致大約9Kg的金屬蝕失。而在干擾嚴(yán)重的區(qū)域,電流可達(dá)幾十安培甚至幾百安培,造成的腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重。對(duì)于長(zhǎng)距離帶有防腐層的埋地金屬管道,流入管道的雜散電流很大,且只能從防腐層的破損處流出,因而更容易集中在管道的局部,腐蝕的速度是驚人的。而當(dāng)干擾程度較大時(shí),在干擾的陰極區(qū)也可能有危害,致使陰極區(qū)的電位過(guò)負(fù),導(dǎo)致管體表面析出大量氫氣,造成管道防腐絕緣層破壞,發(fā)生剝離甚至脫落。所以一旦發(fā)現(xiàn)雜散電流干擾程度超出相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)范圍,一定要及時(shí)采取治理措施。雜散電流的治理一般采用強(qiáng)制排流措施將雜散電流按人為設(shè)想的方式排除管道體外。排流系統(tǒng)一般由人工接地地床、排流連接導(dǎo)線和排流器元件三部分組成。隨著工程實(shí)踐的深入和排流技術(shù)的發(fā)展,按照人工接地地床形式的類型和地床與管道的連接方式可將排流技術(shù)劃分為直接排流法、鉗位式排流法、犧牲陽(yáng)極排流法和去耦合器+接地極排流法四種形式。去耦合器+接地極排流法是目前使用較多的一種排流方法。其最大特點(diǎn)是在回路中引入去耦合器。由于去耦合器具有隔直流通交流的特點(diǎn),所以該種方法既可用于無(wú)陰極保護(hù)的管道,也可用于有陰極保護(hù)的管道。接地極方面,早期一般使用裸銅線作為排流接