埋地金属管道杂散电流影响因素模拟研究

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1、第30卷第5期煤气与热力Vo1．30No．52010年5月GAS＆HEATMav2010埋地金属管道杂散电流影响因素模拟研究曹阿林，朱庆军，张胜涛，侯保荣(1．重庆大学化学4kS-Y-学院，重庆400030；2．中国科学院海洋研究所，’山东青岛266071)摘要：采用实验室模拟装置研究了土壤电阻率、管道埋地深度、管道涂层破损率等因素对埋地金属管道中杂散电流的影响规律。关键词：埋地金属管道；杂散电流；电化学腐蚀；实验室模拟中图分类号：TU996文献标识码：A文章编号：1000—4416(2010)05—0B06—03SimulationStudyonInflue

2、nceFactorsofStrayCurrentinBuriedMetallicPipelineCAOA—lin，ZHUQing-jun，ZHANGSheng—tao，HOUBao—rongAbstract：Theinfluenceofsoilresistivity，burieddepthofpipeline，damagerateofpipelinecoat—ingonthestraycurrentinburiedmetallicpipelineisinvestigatedbylaboratorysimulationdevice．Keywords：buried

3、metallicpipeline；straycurrent；electrochemicalcorrosion；laboratorysim11lation由铁路运输电力牵引系统、阴极保护系统、高压由环氧树脂密封的金属管道，两段金属管道外端各输变电系统产生的杂散电流会对埋地金属管道(如制造一个破损点，并在两段管道内端各引出一条导油气管道、给水管道等)产生严重的电化学腐蚀作线，连接数字万用表。图1中，，为外加电流(单位用J，极大地加速了金属管道的腐蚀速度，缩短金为A)，，为杂散电流(单位为mA)。实验电阻丝采属管道的使用寿命，甚至酿成重大事故J。因此，用直径为0．3

4、mm(电阻为15．42f~／m)、长度为20有必要研究影响埋地金属管道杂散电流的相关因cm的镍铬合金电阻丝。埋地金属管道采用两段长素，采取必要的措施防止杂散电流对埋地金属管道度均为10cm，外径为30mm，壁厚为5mm的的腐蚀。但是，由于杂散电流受土壤电阻率、管道埋Q235A钢金属管道。地深度等诸多因素的影响以及所处的特殊环境H0_，难于进行现场实验。因此，往往采用实验室模拟装电流表置，通过模拟实验，得出重要的实验数据和结论。数字万用表1实验装置与方法土壤I杂散电流模拟实验装置见图1。在一个有机玻破损点破损点璃制成的方形容器(尺寸为0．5m×0．5m×0．5m

5、)中填满土壤，将一段与直流电源连接的电阻丝平铺图1杂散电流模拟实验装置在土壤的表面。在土壤中埋置两段内外壁及端面均当给实验电阻丝施加恒定的直流电源时，除了基金项目：中国科学院与中国海洋石油总公司科技合作项目(JDBF—XXJS一08一ZC一059)·B06·www．watergasheat．conl曹阿林，等：埋地金属管道杂散电流影响因素模拟研究第30卷第5期有流过电阻丝的电流以外，还有通过土壤和埋地金0．O40属管道的杂散电流，金属管道内的杂散电流可由数0．035O．030字万用表测量。在杂散电流的作用下，埋地金属管、誉0．o25道会发生电化学腐蚀作用，金属

6、腐蚀量与杂散电流O．020值符合法拉第定律。因此，通过研究金属管道杂散薰o．01l5o电流值及其影响因素可以得出埋地金属管道的杂散0．oo5电流腐蚀规律及其控制措施。0．ooO0．00．20．40．60．81．01．21．4l_61．82．O2．22．42实验结果分析外加电流①土壤电阻率对杂散电流的影响图3埋地深度对杂散电流影响关系曲线③金属管道涂层破损率对杂散电流的影响金属管道埋地深度(地表距管顶深度，以下同)金属管道埋地深度为h=2cm，管道与电阻丝为h=5on，涂层破损率为=1％，管道与电阻丝水水平净距为d=20cm，土壤电阻率为P=30．10n平净距为

7、d=20on，土壤电阻率分别为P=30．10、·m，涂层破损率分别为=1％、0．5％、0．1％。在39．05、49．12n·m。在此条件下，土壤电阻率对杂上述条件下，管道涂层破损率对杂散电流影响关系散电流影响关系曲线见图2。从图2中可知，当金曲线见图4。从图4可以看出，在一定土壤电阻率属管道埋地深度和涂层破损率等其他实验条件保持条件下，随着管道涂层破损率的增大，在相同外加电恒定、外加电流相同的情况下，随着土壤电阻率的增流条件下，管道内的杂散电流也逐渐增大。因此，要加，杂散电流减小。因此，在埋地金属管道施工时，减小管道内杂散电流，就必须降低埋地金属管道的应该选择

8、土壤电阻率高的区域埋置金属管道，或运涂