故障诊断与维修技术

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1、研究生课程论文（2013-2014学年第一学期）杂散电流对埋地钢质燃气管道故障的影响研究研究生：程兴提交日期：2014年1月10日研究生签名：程兴学号201321002784学院机械与汽车工程学院课程编号课程名称故障诊断与维修技术学位类别工程硕士任课教师马小明老师教师评语：成绩评定：分任课教师签名：年月曰杂散电流对埋地钢质燃气管道故障的影响研究程兴摘要：木文介绍了密间隔电位（CIPS）检测技术及其原理，分析了直流杂散电流及其对埋地钢质燃气管道的腐蚀机理，通过工程实例，利用密间隔电位（CIPS）检测

2、技术对某段埋地钢质燃气管道进行了检测与数据分析，评价了该段埋地钢质燃气管道附近杂散电流对埋地钢质燃气管道安全的影响。CIPS技术;杂散电流；燃气管道；腐蚀0、引言口前，国内外应用成熟的外检测方法有：密间隔电位（CIPS）/直流电压梯度（DCVG）测量法，PCM管屮电流测量法，皮尔逊法等。其中，CIPS主要用来评价阴极保护系统的有效性、防腐层缺陷、管道与其它构筑物的短路情况和识别杂散电流区域，它是对埋地管道防腐层和阴极保护及双重保护的效果进行直接检测评价的主要方法。其原理是在管道上测量埋地管道管地电

3、位沿管道的变化，在有阴极保护的管道上，同时测量阴极保护系统电源开时的管地电位（on屯位）和阴极保护电源瞬间关吋的管地电位（off电位）。在朵散电流干扰区，对密间隔测量数据进行校正,获得真实的阴极保护电位，评价阴极保护系统的自效性。1、直流杂散电流及其对埋地钢质燃气管道腐蚀的机理直流杂散电流的干扰源主要为直流电力输配系统、直流电气化铁路或其他直流干扰源等。其造成管道腐蚀穿孔的次数和速度都I•分的显著。理论上，当钢铁受到杂散电流干扰腐蚀吋，金属腐蚀量满足法拉第定律，依据法拉第定律，1A的直流电流1年可

4、使钢铁腐蚀大约9.lkg[l]o杂散电流干扰腐蚀通常发生在管道防腐层破损处，即集屮在局部，因而容易引起坑蚀，导致穿孔。以地下轨道交通为例，由于铁轨对地绝缘不充分，机车的牵引电流除了在铁轨上流动外，还会从铁轨绝缘不良处泄漏到大地，形成的杂散电缘并不充分，则部分杂散电流将流入附近的钢管，并在钢管中流动，然后从远处的某点流出钢管进入大地，返冋供电所负极。钢管会在杂散电流流出部位发生腐蚀，此种现象称为杂散电流干扰腐蚀。2、杂散电流干扰判定标准通常采用管道对地电位作为判断是否存在地铁杂散电流对埋地金属燃气管

5、道进行干扰腐蚀的依据。根据《埋地钢质管道直流排流保护技术标准XSY/T0017-96)和《钢制管道及储罐腐蚀评价标准埋地钢质管道外腐蚀直接评价》(SY/T0087.1-2006),按表1、表2标准并结合本次检测数据对杂散电流的干扰强度进行了分析评价。表1埋地钢质管道直流干扰强度评价标准直流干扰强度弱中强管地电位偏移/mV<2020—200>200表2埋地钢质管道直流干扰强度评价标准直流干扰强度严重强度轻微严重管地电位/V20.00.0——0.85-0.851.50<-1.50排流措施需耍视悄况不需

6、要需要3、杂散电流检测对于杂散电流的检测，可以通过分析管地电位的变化、检测整流器中断状态下回流电流来评价管道上的朵散电流干扰。如果埋地管道上或管道经过区域存在杂散电流，可能会引起埋地燃气管道电位的变化。如果管道存在交流杂散电流干扰，那么管道的电位会随交流杂散电流的干扰频率变化出现波动；如果管道存在直流杂散电流干扰，那么埋地燃气管道的电位会出现上升或下降。如果管道的电位检测数拯超出阴极保护电位标准允许的范围，则说明管道存在严重杂散电流干扰，会造成管道腐蚀；如果管道的电位(波动的峰谷值)在阴极保护电位

7、标准允许的范围内(-0.85V—-1.50V)，则说明即使管道存在杂散电流干扰，但杂散电流对管道不构成腐蚀危害。以佛山市酋樵调压计量站一一南庄门站埋地燃气管道上杂散电流干扰情况为例，采用CIPS检测技术，连续监控管道电位的变化。木次检测管道杂散电流采用的是管道电位连续变化记录仪，通过检测并记录管道电位随时间变化的数据，然后将检测的数据转存到计算机以分析管道电位的变化情况，进而判断是否存在杂散电流干扰及干扰强度大小。检测时对各检测点电位的监控时间长短，根据检测点电位数据变化大小和管道周围环境而定，一

8、般情况卞，若管道电位稳定则监控时间可以短一些；若管道周围有高压线、电力设施、电气化铁路等干扰因素时监控时间比较长，木次检测监控时间一般在20分钟左右。木次检测中，1#〜10#测试桩电位监控数据变化情况见表3《埋地燃气管道杂散电流检测数据分析统计表》和图1〜图2《埋地钢质燃气管道直流杂散电流实际监测电位曲线图》。表3埋地燃气管道杂散电流检测数据分析统计表序号测试桩号最高电位值/V最低电位值/V电位偏移幅度/mlT•扰强度评价11#测试桩-1.5121-1.1229389.2强22#测