單俊 王池

國家管網集團東部儲運公司寧波輸油處

摘要：管道周邊電力設施、交通設施等雜散電流干擾對管道會造成腐蝕破壞。采用多點同步監測技術，對甬滬寧管道雜散電流干擾管段進行了全面檢測，根據同步監測結果，分析管道受到直流雜散電流的干擾來源及規律，并制定有效的排流措施。結果表明，排流后管段整體排流效果達到80%以上，實現了管道雜散電流干擾有效防護。

關鍵詞：埋地管道；雜散電流干擾；排流措施

東部原油儲運甬滬寧管道全長666 km，設計年輸量2000萬噸。管徑711 mm/762 mm/610 mm。管道途經上海金山區、奉賢區、浦東區等工業發達地區，距上海地鐵8號線、16號線最短距離不足5 km，該處管段受到雜散電流干擾，存在腐蝕風險，對管道安全運行造成威脅。針對該管段開展管道雜散電流干擾檢測與評估，并根據檢測結果采取排流措施。

1  雜散電流檢測

1.1  檢測方法

準確檢測管道雜散電流，可以掌握雜散電流對管道的干擾來源、干擾程度，進而采取有針對性的治理手段和措施，有效降低甚至消除干擾危害，對保障管道運行安全具有重要意義。管道中的雜散電流通常是隨機變化的，由于管道埋設在地下，難以直接測量。目前常用的雜散電流判別方法主要有管道電位連續監測、大地電位梯度法測試等。通過管道流過雜散電流引起的管道對地電位變化及大地中電位差，判斷雜散電流的強度與方向，從而了解管道遭受干擾的來源及干擾規律，采取有針對性的排流措施。

1.2  檢測結果

圖 1為管段大地電位梯度法測量結果，45#～53#測試樁大地電位梯度均大于2.5 mV/m，最高達到8 mV/m以上，近10 km范圍內大地中存在雜散電流。

圖 1 管段大地電位梯度測量結果

圖 2為45#測試樁30 min管地電位連續監測曲線，管地電位波動嚴重。其管地電位出現頻度正太分布如圖 3所示，符合直流動態雜散電流干擾特征。圖 4為全管段測試樁連續監測的最大、最小及平均管地電位。可以看出，由于受到雜散電流干擾，管道最大電位已無法滿足陰極保護需求。為進一步考察管段受到干擾的來源與規律，對各測試樁上的管地電位進行了長周期24 h同步測試，采用衛星授時。結果如圖 5所示。

圖 2 45#測試樁管地電位連續監測結果

圖 3 45#測試樁管地電位頻度分布

圖 4 管段管地電位分析結果

圖 5 管段管地電位長周期同步檢測結果

從圖 5測試曲線可以看出，各測試點在夜間23時30分至第二天凌晨5時左右出現明顯的干擾靜默期，各測試點管地電位幾乎無波動，5時至6時管地電位又開始出現小幅度波動，且主要以負向波動為主，6時以后各測試點電位開始出現正負向偏移。

將空間位置不同的各測試點電位變化在一張圖上表達出來，可清晰地看到各測試點間電位的變化狀況。截取10 min測量數據，縮小電位顯示范圍，靜默期和干擾期的管地電位變化分別如圖 6、圖 7所示。可以看到，各測試點靜默期開始和結束的時間相同，正向偏移出現的時間也相同。

圖 6 干擾靜默期管地電位

圖 7 干擾期管地電位

管道干擾電流靜默期內，管地電位幾乎沒有變化，說明此時外界的干擾源不再釋放干擾電流，管道無干擾電流進入或流出。干擾期內測試樁的管地電位正向負向同步變動，管地電位的偏移是干擾電流的流入或流出造成，因此說明同一時間點管段電流流入或流出的方向相同。這種管地電位變化通常說明外界雜散電流穿過管道流向遠方的回路，或者干擾源距離管道較遠，造成干擾區在空間尺寸上較大。這符合上海地鐵8號線和16號線的換流站雜散電流干擾的規律。 綜合檢測結果可以判斷，管段日間受到較強的直流雜散電流干擾，干擾源為上海地鐵8號線和16號線換流站，必須采取雜散電流干擾防護措施，防止管道發生電蝕事故。

2  排流處置

2.1  排流措施

國內油氣管道干擾防護實踐表明，排流保護是一種有效的干擾防護措施，具有顯著的防止雜散電流干擾腐蝕效果，可應用于多數雜散電流干擾場合。直流排流保護可分為直接排流法、極性排流法、強制排流法和接地排流法。根據對管段的干擾來源分析，干擾源距離管道較遠，因此宜采用接地排流方式。為減小排流措施給管道陰極保護效果帶來影響，排流地床與管道間應設置極性排流器，防止給管段增加雜散電流進入點，不破壞管道原有保護措施。

排流地床是雜散電流排除的電流載體，理論上只要滿足導電特征，均可以作為排流接地材料，但必須同時考慮使用壽命、接地性能、開路電位等參數。選擇深井帶狀鋅合金陽極作為排流地床，具有較低的接地電阻，且占地小，開路電位低，排流效果好。在測試樁附近共設置5處排流點，分別位于干擾管段首尾、干擾最嚴重的位置。

2.2  排流效果

排流措施投運后，根據電位正向偏移平均值比對干擾防護效果進行評定。根據式（1）計算排流后的電位正向偏移平均值比均大于80%，達到排流效果。如圖 8所示。

式中：ηυ為電位正向偏移平均值比，%；△VPS1（+）為采取防護措施前電位正向偏移平均值，V；△VPS2（+）為采取防護措施后電位正向偏移平均值，V；

圖 8 排流前后管道電位正向偏移值變化及排流效率

3  結語

采用多點同步監測技術對甬滬寧管道部分管段的雜散電流干擾進行測試，結果表明，管道受到較為嚴重的直流雜散電流干擾，最大管道干擾電位正向偏差超過250 mV以上。經采取有效的排流措施，整體排流效率超過80%。準確檢測管道受到雜散電流干擾的程度、來源、干擾特征，并據此制定有效的干擾排除措施，可以減小甚至消除雜散電流腐蝕隱患，保障管道安全運行。

作者簡介：單俊，1985年生，本科，工程師，主要從事管道腐蝕防護工作。聯系方式：17606810807，87614269@qq.com。