杂散电流金属板屏蔽法对金属板的模拟实验资料要点

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1、中石化长输油气管道检测公司（论文）杂散电流金属板屏蔽法对金属板的模拟实验（赵磊）（中石化长输油气管道检测公司）摘要杂散电流腐蚀是长期困扰国内外长输油气管道保护的共性问题。因此，研究杂散电流腐蚀的成因，确定有效的解决方案，有着十分重要的实际意义。本文对金属板屏蔽法消除杂散电流做模拟实验，对选用金属板的金属材质，金属板覆盖面积，与杂散源和被保护管道距离等进行实验分析，并得出实验结论。关键词杂散电流；金属板覆盖；金属板屏蔽；模型试验中石化管道储运公司所管辖的埋地管线，在正常阴极保护系统运行期间，小部分与高压线路和变电站交叉或距离相近的管段出现了不同程

2、度的杂散电流腐蚀现象。本文针对这一具体问题，从理论上对杂散电流腐蚀机理进行了深入研究；经过现场观测、理论分析，查明了杂散电流腐蚀的根本原因，即电流泄漏和电位梯度：分别针这两个原因，提出了采用牺牲阳极的阴极保护法及金属板屏蔽法相结合的复合方案防止管道遭受杂散电流腐蚀。牺牲阳极阴极保护技术在应用中已相对成熟，12中石化长输油气管道检测公司（论文）本文不再做进一步研究。对于金属板屏蔽法，本文通过试验室模型试验及数值模拟计算相结合来验证该方法解决管道杂散电流腐蚀问题的有效性。首先，设计并制作了杂散电流环境及试验装置，以研究金属板屏蔽法对杂散电流环境电场

3、的影响，通过系列试验研究了屏蔽板的材料特性、几何尺寸、接地方式及屏蔽板相对位置等主要参数对屏蔽效果的影响。其次，通过数值模拟仿真计算，进一步确认了金属板屏蔽法防护杂散电流腐蚀的有效性，并对影响屏蔽效果的主要因素进行了定量计算，得出了一些有意义的规律。模型试验与数值计算结果表明，金属板屏蔽法可有效地消除或弱化环境电场中本来存在的电位梯度，使管道免遭杂散电流腐蚀。同时明确了影响屏蔽效果的主要因素，最终给出了防护杂散电流腐蚀的合理方案。1序言1.1课题的理论意义和应用价值课题来源于长输油气管线在铁路或高压电线和变电站附近管段的异常加速腐蚀问题，经过一

4、系列分析研究和现场观测，知道了造成腐蚀的主要原因是杂散电流。12中石化长输油气管道检测公司（论文）长输油气管道由于埋设方式为地下埋设，由于绝缘防腐层的破损和损坏，会存在金属管道暴露在土壤中的情况，我们对管道加设了-0.85v到-1.2v的恒电位阴极保护，防止漏点处的管道被土壤层腐蚀，但是在与铁路或高压电线、高压电站距离近或交叉时，存在电场，电场的电位分布是不均匀的，因此在电位梯度的作用下，电场影响下的管道就很容易产生杂散电流，进而遭受腐蚀。1.2国内外研究概况及发展趋势目前，地铁、轻轨、地下管道等城市基础设施建设都出现了不同程度的杂散电流腐蚀现

5、象，引起了国内外专家、学者的重视。通过研究，现在已经基本确定了杂散电流腐蚀的各种形式以及一些基本的性质。杂散电流主要有三种类型:(l)直流杂散电流腐蚀。电流来源于直流电流源，例如轨道传输系统、阴极保护系统等。根据杂散电流幅值和电流流经路径是否随着时间发生变化，直接杂散电流将进一步分为静态杂散电流和动态杂散电流两种。(2)交变杂散电流腐蚀。电流来源于交变电流源。例如高架交流电线等。(3)地球场的影响。属于自然界的一种现象，由于地球磁场而引起杂散电流。目前工程中比较常规的解决杂散电流腐蚀的方法主要是“排流”和“截流”，就是采用疏导和堵截的方法。例如

6、，我国上海轨道交通运输系统的明珠线，在建设过程中，12中石化长输油气管道检测公司（论文）就采用了这两种方法来解决杂散电流的腐蚀问题。美国侧chardw技术主管对美国的数千条杂散电流腐蚀防护问题基础研究地下管道，由于阴极保护系统造成的杂散电流腐蚀问题也做了分析研究，解决方法也基本相同。杂散电流腐蚀和其它腐蚀一样，对工程建设以及国民经济的发展具有重要的危害，因此现在许多发达国家都投入了大量的人力、物力，对此问题进行了长期深入的研究，取得了一些成果。杂散电流的防护是一项系统工程，目前设计中的防护方法大致可归纳为3类:(l)控制和减小杂散电流的根源，隔

7、离所有可能的泄漏杂散电路的途径，叫做“堵”;(2)为杂散电流提供一个畅通的低电阻通路，叫做“排”;(3)检测杂散电.流的大小以便超标时及时采取措施，叫做“测”。从杂散电流腐蚀的原理得知，只要破坏产生杂散电流腐蚀的三个条件中的任意一个，就可以防止杂散电流产生。使得管道与发生大电流或强烈磁场的区域彻底隔绝，从而彻底切断引起杂散电流腐蚀得电流回路。这样就不存在杂散电流得阴阳极了。从而切断了产生杂散电流得回路。1.3本文的研究内容杂散电流腐蚀问题是长期困扰国内外管道12中石化长输油气管道检测公司（论文）的一个共性问题。分析杂散电流腐蚀成因，确定有效的解

8、决方案，具有重要的学术意义和工程实用价值。针对本文提到的实际问题，论文提出牺牲阳极阴极保护法与金属板屏蔽法相结合的复合防护方案。制作杂散电流电场环境。