莫衍增

國家管網集團廣西公司

摘要：通過對埋地鋼質輸油管道雜散電流干擾監測，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，判定管道受干擾情況，并提出了針對性防護措施。

關鍵詞：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展，靠近城市的油氣管道遭受雜散電流干擾問題日益嚴重。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區南寧站恒電位儀保護電位波動和雜散電流干擾問題，經過測試發現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，根據相關標準規定，需對受干擾管道采取干擾防護措施，以降低管道發生腐蝕穿孔的風險。

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現場監測，對電氣化鐵路、城市地鐵雜散電流干擾的影響進行分析，判定雜散電流干擾程度，并制定了針對性防護措施，為管道雜散電流干擾防護提供借鑒。

1  雜散電流干擾測試評價依據

主要依據GB 50991―2014《埋地鋼質管道直流干擾防護技術標準》和GB/T 50698―2011《埋地鋼質管道交流干擾防護技術標準》，在交直流混合干擾情況下，采用SY/T 0087.6―2021《鋼質管道及儲罐腐蝕評價標準 第6部分：埋地鋼質管道交流干擾腐蝕評價》進行評價。雜散電流干擾具有動態特征，因此通過埋設試片長時間監測，并用數據記錄儀自動存儲記錄干擾相關數據，測試步驟如下。

（1）在管道上方臨時埋設試片。由于uDL2數據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據。

將數據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）將數據記錄儀設置為每秒記錄一組數據，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。

（3）連續測試24 h后，將數據記錄儀數據導出，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場排查，發現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行管地電位監測，并提取檢測數據進行分析，對所有檢測的測試樁數據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見表 1。

表 1 陰極保護站恒電位儀運行參數

2.3  測試數據

南寧站管線異常點直流干擾測試數據見表 2。

表 2 南寧站直流干擾測試數據

管線異常點交流干擾測試數據見表 3。

表 3 南寧站管線異常點交流干擾測試數據表

2.4  測試結論

（1）直流測試結論。

從直流檢測數據可以看出，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，干擾較為嚴重，斷電電位都不同程度地存在不達標狀態。

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。按照直流評判標準，判定為動態直流干擾，主要干擾源為電氣化輕軌地鐵干擾。

（2）交流測試結論。

通過交流檢測數據可以看出，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范要求。

（3）恒電位儀通電點測試結論。

通過恒電位儀通電點（絕緣測試樁）的測試數據，可以看出無論是關閉恒電位儀，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，通過以上測試數據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，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標。

現有恒電位儀恒電位模式無法正常運行，將設備調至恒電流模式時，電流調節鈕無法調節。分析認為因恒電位儀長時間運行，內部元件老化或損壞，導致設備調節精度以及追蹤信號能力不夠，無法正常控制調節電位。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避雜散電流干擾。

3  防護措施

根據上述檢測結果，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行地鐵動態直流干擾防護。

（1）管道原陰極保護系統設置為恒電位輸出，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，需要進行直流排流防護措施。采用強制排流地床或極性排流地床方式防護，使管道陰保電位整體負向偏移，達到陰極保護電位準則要求。在NB001#和NB002#處分別設置極性排流地床，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  結語

埋地鋼質輸油管道遭受地鐵、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。本文依據管道陰極保護交直流干擾評價標準，對現場采集的數據進行分析，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系統輸出、增加陰極保護效果的情況下，設置極性排流地床和復合型排流地床兩種排流方式，增強了管道雜散電流的防護效果。

作者簡介：莫衍增，1986年生，大學學歷，助理工程師，主要從事管道保護工作。聯系方式：15994393589，406624616@qq.com。