地铁交流干扰对地埋输油管道腐蚀影响和其防护措施

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1、地铁交流干扰对地埋输油管道腐蚀影响和其防护措施　　摘要：阐述了地铁交流干扰对地埋钢质输油管道腐蚀的影响及危害，提出了地埋钢质输油管道交流干扰的判断指标及其防护措施。关键词：地铁埋地输油管道交流干扰防护措施一、前言城市的不断发展，带来了城市人口急剧膨胀，地面公路交通承受着前所未有的压力。1998年12月28日，深圳正式建设地铁1号线一期工程；2005年，沈阳、成都、南京等三座城市地铁建设相继开工。2010年，全国运行的地铁线路数量增至48条，2015年预计增长为96条。我国的地铁建设，已经驶入了快车道，深圳、

2、武汉、南京、沈阳、长沙、成都、重庆、西安地铁纷纷上马，中国城市已经进入了“地铁时代”。12与此同时，交通的快速发展，能源需求也在不断增长，输油管道的里程也在往前延伸。在输油管道与地铁的设计和建设过程中，不可避免的出现平行或交叉穿跨越等情况，埋地油气管道因此会受到地铁的交流干扰。若处理不当，将会造成较大危害。因此，探讨地铁对埋地输油管道的干扰成因并采取相应的预防措施，降低外来干扰对埋地金属管道的腐蚀影响，保证输油管道的安全、平稳运行，意义十分重大。二、杂散电流产生的原因目前，我国地铁的供电系统，基本上是直流牵

3、引供电方式，地铁列车由牵引变电所提供需要牵引的电流，先通过架空电力线或接触铁轨向地铁列车输送直流电，再通过走行铁轨，与牵引变电所形成回路。铁轨架设在枕木上，理论上对地为绝缘安装，但由于施工工艺及绝缘材料性能等多方面的原因，铁轨做不到对地面的100%绝缘。再铁路运行多年以后，铁轨的绝缘能力会随着绝缘材料的老化失效而渐渐降低，造成部分电流不从走行铁轨回流，而是流入大地，再返回牵引变电所，从而形成杂散电流。12杂散电流从走形铁轨漏出，经地铁的道床流入大地，然后流回铁轨回流点。若地铁附近有导电性能好的埋地金属管线（

4、如金属自来水管、金属煤气管道、电力电缆等），一部分杂散电流就选择电阻率较低的埋地金属管线作为流通路径，在变电所附近从金属管线中流出，流回到变电所。对于走形轨而言，杂散电流是在远离变电所的地段流出；对于埋地金属管线而言，杂散电流是从变电所附近的部位流出。由于土壤、大气或其它介质的作用，金属结构上有电流流出的部位发生电化学反应，金属单质因电化学腐蚀而变成金属离子。电化学反应腐蚀了地铁铁轨、地铁钢筋混凝土结构中的钢筋、地铁线路附近的埋地金属管线，缩短了埋地金属管线的使用寿命，降低了承载结构的耐久性和耐用强度，甚至

5、导致灾难性的事故。地铁的铁轨埋设在地表面，巡检过程中易于发现，维护方便，导致事故的危害性较小；但埋地金属输油管线埋设在地下，受地铁钢结构对检测信号的屏蔽作用，检测不容易真实检测到金属输油管线的腐蚀状况，危害极大。据相关资料文献记载，北京、天津地铁附近，自来水管存在杂散电流导致的侵蚀穿孔现象；香港液化气管道也曾因杂散电流腐蚀，引起液化气泄漏。近年的科学研究表明，频率为60HZ交流电的腐蚀强度，约为直流电的1～2%左右。10V交流电压引起的输油管线腐蚀，相当于0.5V直流电压引起的腐蚀量。虽然同等条件下，交流腐

6、蚀比直流腐蚀轻，但考虑到外界强电场作用，电流强度成为了决定交流腐蚀的一个重要物理量，它和地下输油管道材质、表面状况和形状有关，和介电系数成正比。随金属输油管道外防腐涂层漏点数量及表面积增大而减小。由于土壤密实度存在差异，是不均匀介质，各处土壤的氧气浓度不一致，管道绝缘层的泄露状况不相同。在输油管道腐蚀过程中，金属表面会变的十分粗糙，使得电场变的非常极不均匀，造成了强电场处的集中腐蚀。上世纪七十年代，铁岭一秦皇岛输油管道发现交流干扰腐蚀，是供电引起的持续干扰腐蚀，在7年的时间最大腐蚀深度达5mm，腐蚀速率超过

7、0.7mm/年。12在欧美一些发达国家，杂散电流对输油管道的腐蚀同样严重，如英国曾发生过杂散电流腐蚀而发生的输油管道锈蚀穿孔泄漏事故。1992年，Priz通过对德国境内的一条金属管道多年研究证实，在阴极保护系统达到直流防腐蚀要求的状态下，交流干扰引起的试片孔蚀速率达210mm/a三、交流干扰对地埋输油管道的危害1.交流干扰的腐蚀原电池原理杂散电流对管道的腐蚀就是电化学腐蚀的过程，土壤相当于电解液，管道破损B点相当于阳极，A点为阴极，大地中杂散电流流动，高电位为正极，低电位为负极，金属管道电阻低，防腐层一旦破

8、损，电流会从A流入，B流出，电流流入处不会腐蚀，流出点会形成电化学腐蚀（阳极腐蚀）。2.交流干扰的危害含地铁牵引系统在内的强电线路，对埋地钢质输油管道的交流干扰危害主要为：2.1交流电压长期交替存在，产生交流杂散腐蚀影响，一般认为交流电的存在会引起金属表面的电极去极化作用，加剧管道腐蚀速度。2.2交流干扰电压超高，还可引起输油管道外防腐层的剥离，加速输油管道外防腐层的老化。2.3交流干扰会影响输油管道阴极保护系统