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轻轨杂散电流干扰对管道腐蚀影响的检测与判定
作者：孙政李振悦陈健
来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第08期
【摘要】分析了轨道交通动态杂散电流产生的机理，以广珠轻轨附近的天然气管道为研究对象，介绍了广珠轻轨杂散电流的检测情况，根据有关标准对杂散电流干扰情况进行判定，提出了解决杂散电流干扰的建议。
【关键词】广珠轻轨杂散电流管地电位检测交流电流密度
1 概述
杂散电流又称迷流，是指在设计或规定的回路以外流动的电流。杂散电流一旦流入埋地金属管道，再从埋地金属管道的另一端流出，进入大地或水中，则在电流流出部位发生激烈的腐蚀，电流流出部位则成为电化学腐蚀的阳极，通常把这种腐蚀称为杂散电流干扰腐蚀，将流入或流出埋地金属导体的杂散电流称为干扰电流。根据来源，杂散电流主要有直流杂散电流、交流杂散电流、地球磁场感应杂散电流等；根据电流幅值和流经路径是否随时间变化，可分为静态杂散电流和动态杂散电流。对城市埋地天然气管道而言，影响最普遍、最严重的是城市轨道交通产生的动态直流杂散电流干扰。
广珠城际轨道交通（以下简称广珠轻轨），由北面的广州，途径佛山市顺德区、中山市、到达南面的珠海市，全长约140公里，2011年1月正式通车。在中山市区，大约10公里的广珠轻轨与高压天然气管道并排铺设，两者之间最近的水平净距不足10米。广珠轻轨产生的杂散电流对埋地天然气管道的影响不容忽视，必须对杂散电流干扰腐蚀的问题引起关注。本文对轨道交通杂散电流产生机理及其动态特性进行讨论，介绍与天然气管道平行铺设的轻轨杂散电流的检测情况，根据有关标准对杂散电流干扰情况进行判定，并提出解决杂散电流干扰的建议。
2 轨道交通杂散电流
2.1 轨道交通杂散电流产生的机理
直流牵引轨道交通供电回路与杂散电流的产生原理见图1。变电站将交流电转换为直流电，经接触网向电力机车输送，电流由铁轨及相关导线返回变电站。由于铁轨具有一定的电阻，电流在铁轨中产生电位差，同时铁轨对大地也存在一定的电位差，使铁轨中部分电流泄漏进入大地形成杂散电流。泄漏到大地的杂散电流流入埋地天然气管道，经埋地天然气管道传输至变电站附近通过土壤重新流入铁轨，在电流流出的部分，金属发生腐蚀。
油气管道的杂散电流腐蚀与防护 随着我国能源和交通工业的发展，我国油气管道与电力线路、电气化铁路的里程迅速增加。由于地理位置的限制，在油气管道与电力线路、电气化铁路的设计和建设过程中不可避免地出现了并行敷设的情况。由电力线路、电气化铁路产生的杂散电流会对油气管道产生巨大的危害。辽河油田到鞍山化肥厂的天然气管道在投产14个月后就出现多起杂散电流引起的腐蚀穿孔事故，被迫长时间停产，开挖大修。郑州煤气公司在某电厂附近的一段输气管道受电厂杂散电流的影响，也多次出现穿孔泄漏，严重威胁管道和人身的安全。由此可见，杂散电流对油气管道会产生强烈腐蚀作用。因此，开展杂散电流引起的油气管道的腐蚀与防护研究，对保障油气管道的安全运行具有十分重要的意义。 1杂散电流的形成 杂散电流是指在规定电路或意图电路之外流动的电流，又称迷走电流[1]。杂散电流主要表现为直流电流、交流电流和大地中自然存在的地电流3种状态，且各自具有不同的特点。直流杂散电流主要来源于直流电解设备、电焊机、直流输电线路；交流杂散电流主要来源于交流电气化铁路、输配电线路系统，通过阻性、感性和容性耦合在相邻的管道或金属体中产生交流杂散电流，但交流杂散电流对铁腐蚀较轻微，一般为直流腐蚀量的1%；由于地磁场的变化感应出来的地杂散电流，一般情况下只有约2μA/m2，从腐蚀角度看并不重要。
以电气化铁路车辆直流供电牵引系统产生的直流杂散电流是造成油 气管道杂散电流腐蚀的主要原因。 在电气化铁路车辆直流供电牵引系统巾，列车所需要的电流由牵引变电所提供，通过架空线向列车供电，然后经行走轨回流至牵引变电所。理想情况下行走轨电阻为0，行走轨对大地的泄漏电阻无穷大，此时经行走轨回流的电流等于牵引电流，即所有的电流都经行走轨回流至牵引变电所。但实际上行走轨的电阻不为0，当有电流通过时就形成了电位差，并且行走轨对大地的泄漏电阻也不会为无穷大，这就不可避免地造成了部分电流不经行走轨回流，而是流入大地，然后通过大地回流至牵引变电所。若铁路附近有导电性能较好的埋地金属管道(燃气管道、输油管道、供水管道等)，则部分电流会选择电阻率较低的埋地金属管道作为电流回流路径，从牵引变电所附近的管道中流出流回牵引变电所。杂散电流形成原理见图1，杂散电流形成原理等效电路见图2。
埋地钢质管道外腐蚀直接评价方法 与检测的实施过程 林守江 （天津市嘉信技术工程公司 天津300384） 摘 要 埋地钢质管线的腐蚀检测和评价是确定腐蚀状况、制定维修方案的基础，外腐蚀直接评价方法提供了对不适合内检的管道腐蚀检测和评价的实施方案。在腐蚀检测过程中间接检测方法的配合使用，对保证检测结果的可靠性、减小单一方法的局限性非常重要。本文结合工程实际就腐蚀检测及直接评价方法的实施过程中检测项目的确定，工具的选择等问题进行了探讨。关键词钢质管道、腐蚀检测、ECDA、腐蚀直接评价 一、引言 埋地钢质管线的腐蚀检测及评价是指对管线的防腐层、阴极保护状况、管体腐蚀损伤、土壤腐蚀条件进行全面检测之后，结合管道的运行历史，对管道腐蚀进行现状评价的过程。准确地掌握防腐层的缺陷、阴极保护的有效性及土壤腐蚀条件等状况，通过实施必要的开挖验证，进而确定管体的腐蚀缺陷程度，是成功地实施腐蚀直接评价的关键。近年来，在新行业标准的推动下，我国越来越多的管道单位开展了外腐蚀直接评价（ECDA）方法的实践。推动了管道的安全管理工作水平提高，取得了令人瞩目的进展。 由于埋地管线所处地区的不同，土壤腐蚀环境、管道防腐层的状况、阴极保护有效性、管道运行条件等差异的原因，导致了管体腐蚀损伤状况的不同。这些差异使得在腐蚀检测的过程中，实施检测项目的重点应有所不同，也可能需要采用不同的间接检测工具和方法。特别是我国的绝大多数管线以前从未实施过ECDA方法，管道的历史数据缺乏，加之很多检测工程受预算经费的限制，不可能完全照搬ECDA标准中的做法。但是，通过贯彻ECDA方法中的先进理念和技术原则，对于解决我国腐蚀检测评价中存在的方法单一，数据可靠性不高，实施队伍技术水平参差不齐等问题，提高腐蚀控制水平，有效保证管道的运行安全，提高管道资产的效益等方面都会起到重要的推动作用。 二、腐蚀检测的实施范围 在早先的行业标准SY/T 0087-95《钢质管道及储罐腐蚀与防护调查方法标准》中规定了对管道的腐蚀调查方法分为：全线普查、重点调查以及日常调查三类。其中全线普查涉及到检测的范围最为广泛，应用的仪器方法最多。而重点调查是在普查的基础上加深、细化和扩展某些检测项目。日常调查则主要是对管道的阴保设施运行、排流设施进行常规巡检，涉及内容较为简单。但在新版SY/T0087.1-2006的标准中引入了ECDA的理念，强调的是腐蚀检测和评价的持续性和周期性，而不再将检测和评价分成不同的类型，这是管道运行管理理念的飞跃[1]。 ECDA方法是由美国腐蚀工程师协会提出的，在其NACE SP 0502标准中对实施ECDA检测评价的流程、适用仪器及检测方法做出了明确的阐述。标准中规定对不同的管道条件在一个ECDA分段的管道上至少要使用两种间接检测工具，以达到检测结果相互验证的目的[2]。ECDA 将外腐蚀直接评价的实施过程分为四个阶段，即预评价、间接检测、直接检查和后评价，本文所阐述的内容主要集中在前三个阶段上。
什么是埋地管道外检测？ （一）管线腐蚀环境调查 因管道的腐蚀主要是电化学腐蚀，所以腐蚀环境调查内容主要有：土壤电阻率测试、杂散电流检测、腐蚀速率检测等。 （1）土壤电阻率测试 土壤电阻率是表征土壤导电能力的指标。它在土壤电化学腐蚀机理的研究过程中是一个很重要的因素。在埋地金属管道宏电池腐蚀过程中，土壤电阻率起着主导作用。因为在宏电池腐蚀中，极间电位差常常高达数百毫伏，而电极的可极化性大小对于腐蚀电流的减弱已不起显著作用，此时腐蚀电流的大小受欧姆电阻控制。所以，在其它条件相同的情况下，土壤电阻率越小，腐蚀电流越大，土壤腐蚀性越强。 土壤电阻率的大小取决于土壤中的含盐量、含水量、有机质含量及颗粒、温度等因素。由于土壤电阻率与多种土壤理化性质有关，所以在许多情况下，人们常常借助于土壤电阻率的大小来判断土壤的腐蚀性。管道通过低电阻率的地段，产生腐蚀的可能性很大。当然，这种对应关系对宏电池腐蚀确实如此，对于微电池腐蚀来说，其腐蚀性主要取决于阴、阳极的极化率，而与土壤电阻率无关。因此，土壤电阻率对于评价土壤腐蚀性是很有用的，但如作为完全依赖的指标可能不完全正确。 （2）杂散电流测试 杂散电流主要有直流杂散电流、交流杂散电流、大地电流三种形态，其中以直流杂散电流的危害性最大。当杂散电流所引起的管地电位过低时，管道表面会析出大量氢，造成防腐绝缘层破坏和脱落，从而加剧阴极区的腐蚀破坏。 杂散电流腐蚀集中产生在电阻小、易放电的局部位置，如防腐层破损剥落的缺陷部位、尖角边棱突出的部位。由于杂散电流的强度一般都很大，从而使金属管道溶解量大大增加，并且杂散电流可使被干扰体系在短时间内发生点蚀穿孔，甚至诱发应力腐蚀开裂，常规的阴极保护都难以阻止杂散电流的影响，因此杂散电流应作为重点检测内容。对检测出的数据，根据现行的标准与规范进行评定。 （3）腐蚀速率检测 检测将针对现场实际情况选取典型的土壤进行腐蚀速率检测，以评价管线土
杂散电流腐蚀机理及防护措施 地铁或轻轨一般采用直流电力牵引的供电方式,一般接触网(或第三轨)为正极,而走行 轨兼作负回流线。由于回流线轨存在着电气阻抗,牵引电流在回流轨中产生压降,并且回流轨 对地存在着电位差,回流线对道床、周围土壤介质、地下建筑物、埋设管线存在着一定的泄 漏电流,泄漏电流沿地下建筑物、埋设管线等介质至负回馈点附近重新归入钢轨,此泄漏电流 即称迷流,又称地铁杂散电流。地铁迷流主要是对地铁周围的埋地金属管道、电缆金属铠装 外皮以及车站和区间隧道主体结构中的钢筋发生电化学腐蚀,它不仅能缩短金属管线的使用 寿命,而且还会降低地铁钢筋混凝土主体结构的强度和耐久性,甚至酿成灾难性的事故。如煤 气管道的腐蚀穿孔造成煤气泄漏、隧道内水管腐蚀穿孔而被迫更换等。另外,地铁迷流同时 也对地铁沿线城市公用管线和结构钢筋产生“杂散电流腐蚀”,影响地铁以外沿线公共设施的安全及寿命。本文结合我公司参与的多条地铁线施工和运营维护管理的经验,针对杂散电流 腐蚀机理及防护措施方面浅谈管见。 1杂散电流腐蚀机理 1.1杂散电流腐蚀机理 地铁迷流对埋地金属管线和混凝土主体结构中钢筋的腐蚀在本质上是电化学腐蚀,属 于局部腐蚀,其原理与钢铁在大气条件下或在水溶液及土壤电解质中发生的自然腐蚀一样,都 是具有阳极过程和阴极过程的氧化还原反应。即电极电位较低的金属铁失去电子被氧化而 变成金属离子,同时金属周围介质中电极电位较高的去极化剂,如金属离子或非金属离子得到 电子被还原。地铁直流牵引供电方式形成的迷流及其腐蚀部位如图1所示。图中,I为牵引 电流,Ix、Iy分别为走行轨回流和泄漏的迷流。 由图1可得地铁迷流所经过的路径可概括为两个串联的腐蚀电池,即 电池I:A钢轨(阳极区)+B道床、土壤+C金属管线(阴极区); 电池II:D金属管线(阳极区)+E土壤、道床+F钢轨(阴极区)。 当地铁迷流由图1中A、D(阳极区)的钢轨和金属管线部位流出时,该部位的金属铁便与其 周围电解质发生阳极过程的电解作用,此处的金属随即遭到腐蚀。概括起来可将发生腐蚀的 氧化还原反应分为两种:当金属铁周围的介质是酸性电解质,即pH<7时,发生的氧化还原反 应是析氢腐蚀,以H+为去极化剂;当金属铁周围的介质是碱性电解质,即pH≥7时,发生的氧化还原反应是吸氧腐蚀,以O2为去极化剂。 1.2杂散电流大小 当钢轨为悬浮系统时(指全线钢轨采取对地绝缘,在任何地点不直接接地或通过其它 装置接地),虽然钢轨对地采取了一系列措施,但钢轨对地泄漏电阻在工程实施中不可能无限大,一般在5～100Ω·km范围内。同时随着地铁运营时间的推移,由于受到不可避免的污染、潮湿、渗水、漏水和高地应力作用等影响,使地铁车站以及区间隧道中的轨、地绝缘性能降 低或先期防护措施失效,势必增大了由走行轨泄漏到土壤介质中的杂散电流。当列车在两牵 引变电所间运行时,钢轨电位如图2所示,列车位置处为阳极区,钢轨电位为正,牵引变电所附 近为阴极区,钢轨电位为负。钢轨电位产生的原因是牵引回流在钢轨上产生了纵向电压。研 究表明,钢轨电位的大小与钢轨泄漏电阻的关系不大,当钢轨对地泄漏电阻在5～100Ω·km范围内变化时,受从牵引变电所至列车位置处的钢轨纵向电压钳制,钢轨对地电位基本不变。杂
一、杂散电流干扰方式 杂散电流是指在地中流动的设计之外的直流电，它来自直流的接地系统，如直流电气轨道、直流供电所接地极、电解电镀设备的接地、直流电焊设备及阴极保护系统等。其中，以城市和矿区电机车为最甚。它的干扰途径如图10-60 所示。从图中可以划分三种情况： 图10-60 杂散电流干扰示意图 1—供电所2 —架空线3 —轨道电流4 —阳极区5—腐蚀电流6 —交变区 7— 阴极区 1.靠近直流供电所的管道属于阳极区，杂散电流从管道上流出，造成 杂散电流电解。 2.在干扰段中间部位的管道属于极性交变区，杂散电流可能流入也可能 流出。当电流流出时，造成腐蚀。 3.在电机车附近的管道属于阴极区，杂散电流流入管道，它起着某种 程度的阴极保护作用。 以上是一般规律。实际上杂散电流干扰源是多中心的。如矿区电机车轨道已形成网状，供电所很多，当多台机车运行时会产生杂乱无章的地下电流。作用在
管道上的杂散电流干扰电位如图10-61 所示 图10-61 杂散电流干扰电位曲线埋地钢质管道因直流杂散电流所造成的腐蚀称为干扰腐蚀。因属电解腐蚀，所以有时也称电蚀。这是管道腐蚀穿孔的主要原因之一。例如：东北地区输油管道受直流干扰的约占5％，腐蚀穿孔事故原因的80%是由杂散电流引起的；北京地下铁路杂散电流腐蚀已经形成公害，引起了有关部门的重视。 随着阴极保护技术的推广应用，也会给地下带来大量的杂散电流。如近些年来城市地下燃气管道给水管道、地下电缆等采用了外加电流保护，在它的阳极地床附近可能会造成阳极地电场干扰。在被保护的管道（或电缆）附近可能会造成阴极电场的干扰。其干扰形式如图10-62 和图10-63 所示。其干扰范围与阳极排放电流和阴极保护电流密度成正比。当单组牺牲阳极输出电流大于100mA时，也应注意其干扰。 二、杂散电流腐蚀的特点 1.强度高、危害大埋地钢质管道在没有杂散电流时，只发生自然腐包蚀。大部分属腐蚀原电池型。腐蚀电池的驱动电位只有几百毫伏，而所产生的腐蚀电流只有几
油气管道腐蚀的检测 摘要:油气管道运输中的泄漏事故，不仅损失油气和污染环境，还有可能带来重大的人身伤亡。近些年来，管道泄漏事故频繁发生，为保障管道安全运行和将泄漏事故造成的危害减少到最小，需要研究泄漏检测技术以获得更高的泄漏检测灵敏度和更准确的泄漏点定位精度。本文介绍几种检测方法并针对具体情况进行具体分析。 关键字：腐蚀检测涡流漏磁超声波 引言： 在油气管道运输中管道损坏导致的泄漏事故不仅浪费了石油和天然气，而且泄露的有毒气体不仅污染环境，而且对人和动物造成重大的伤害，因此直接有效的检测技术是十分必要的，油气管道检测是直接利用仪器对管壁进行测试，国内外主要以超声波、漏磁和祸流等领域的发展为代表。[1] 1、涡流检测 电涡流效应的产生机理是电磁感应. 电涡流是垂直于磁力线平面的封闭的旋涡!状感应电流, 与激励线圈平面平行, 且范围局限于感应磁场所能涉及的区域. 电涡流的透射深度见图1, 电涡流集中在靠近激励线圈的金属表面, 其强度随透射深度的增加而呈指数衰减, 此即所谓的趋肤效应. [1] 电涡流检测金属表面裂纹的原理是: 检测线圈所产生的磁场在金属中产生电涡流, 电涡流的强度与相位将影响线圈的负载情况, 进而影响线圈的阻抗. 如果表面存在裂纹, 则会切断或降低电涡流, 即增大电涡流的阻抗, 降低线圈负载. 通过检测线圈两端的电压, 即可检测到材料中的损伤. 电涡流检测裂纹原理见图2.[2]
涡流检测是一种无损检测方法，它适用于导电材料。涡流检测系统适应于核电厂、炼油厂、石化厂、化学工厂、海洋石油行业、油气管道、食品饮料加工厂、酒厂、通风系统检查、市政工程、钢铁治炼厂、航空航天工业、造船厂、警察/军队、发电厂等各方面的需求.[2] 涡流检测的优点为:1.对导电材料和表面缺陷的检测灵敏度较高;2.检测结果以电信号输出，可以进行白动化检测;3.涡流检测仪器重量轻，操作轻便、简单;4.采用双频技术可区分上下表面的缺陷:5.不需要祸合介质，非接触检测;6.可以白动对准_!:件探伤;7.应用范围广，可检测非铁磁性材料。 涡流检测的缺点为:1.只适用于检测导电材料;2.受集肤效应影响，探伤深度与检测灵敏度相矛盾，不易两全:3.穿过式线圈不能判断缺陷在管道圆周上所处的具体位置;4.要有参考标准才能进行检测:5.难以判断缺陷的种类。[1] 2、超声波检测 超声波检测的基本原理基本原理见图3所示。 垂直于管道壁的超声波探头对管道壁发出一组超声波脉冲后，探头首先接收到由管道壁内表面反射的回波(前波)，随后接收到由管道壁缺陷或管道壁外表面反射的回波(缺陷波或底波)。于是，探头至管道壁内表面的距离A与管道壁厚度T可以通过前波时间以及前波和缺陷波(或底波)的时间差来确定：
When the lives of employees or national property are endangered, production activities are stopped to rectify and eliminate dangerous factors. （安全管理） 单位：___________________ 姓名：___________________ 日期：___________________ 2021新版埋地钢管外防腐层直接 检测技术与方法
2021新版埋地钢管外防腐层直接检测技术与 方法 导语：生产有了安全保障，才能持续、稳定发展。生产活动中事故层出不穷，生产势必陷于混乱、甚至瘫痪状态。当生产与安全发生矛盾、危及职工生命或国家财产时，生产活动停下来整治、消除危险因素以后，生产形势会变得更好。"安全第一" 的提法，决非把安全摆到生产之上;忽视安全自然是一种错误。 摘要：根据多年检测地下管道外防腐层的实践经验，系统地论述了地下管道外防腐层检测前沿的几种理论方法。通过对这些理论方法和检测技术的分析，以期能对我国油气等埋地管网腐蚀评价的技术规范制定、实际管道腐蚀检测的实施、埋地管网腐蚀评价起到指导和借鉴作用。 关键词：外防腐层直接检测和评价；交流电流法；直流电压法 1埋地钢管的腐蚀类型 ①管道内腐蚀 这类腐蚀影响因素相对来说比较单一，主要受所输送介质和其中杂质的物理化学特性的影响，所发生的腐蚀也主要以电化学腐蚀为主。例如：如果所运输的天然气的湿度和含硫较高时，管道内就容易发生电化学腐蚀。对于这类腐蚀的机理研究比较成熟，管道内腐蚀所造成的结果也基本上可预知，因此处理方法也规范。比如通过除湿和脱硫，
杂散电流监测系统（含排流柜）、单向导通装置技术规格书 （一）杂散电流监测系统（含排流柜） 1. 适用范围 本技术要求适用于重庆轨道交通一号线朝沙段杂散电流监测系统，并作为投标方制定投标技术文件和供货设备的技术依据。 2. 环境条件 1）环境温度：-5?C～+44.5?C 2）污秽等级：重污区 3）相对湿度：日平均：95% 月平均：90% 有凝露发生 4）海拔高度：≤1000m 5）雷电日：60D/年 6）地震烈度：7度 3. 供货规格型号 4. 采用标准（但不限于此） 地铁杂散电流自动监测系统有关设备所涉及的产品标准、规范；工程标准、规范；验收标准、规范等完全满足所有中华人民共和国的条例及规范，包括：《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》CJJ49-92 《低压电器外壳防护等级》GB4942.2-85 《电工电子产品基本环境试验规程》GB2423-81 《电磁兼容试验和测量技术》GB/T 17626 《煤矿通信、检验、控制用电工电子产品基本试验方法》MT 210 《交流电气装置的接地》DL/T621-1997
《地铁设计规范》GB50157-2003 《地铁直流牵引供电系统》GB10411-89 5. 系统构成 本工程杂散电流监测系统采用车站（变电所）监测和控制中心集中监测二级监测系统。 杂散电流监测装置通过变电所内通信网络与电力监控系统接口，并将处理和统计后的数据传至监控中心。 杂散电流监测系统由参比电极、整体道床测防端子、地下结构测防端子、测量线、传感器、通信电缆、信号转接器、监测装置组成。 6. 系统功能 杂散电流监测装置的输入端与从沿线各传感器引入的通信电缆连接，通过各监测点传感器实时采集监测分区内的结构钢筋的极化电位，参比电极自然本体电位，并对数据进行A/D转换，计算、存贮、统计并通过变电所内通信网络，将统计结果传送到变电所自动化系统，本监测系统具备以下几种功能： 6.1 通信功能 每个供电区间内的监测装置定期向传感器发出数据采集命令，数据按指定的格式上传到监测装置。 监测装置与SCADA通信每天上传的数据是： (1)监测点参比电极本体电位值。 (2)监测点极化电位实时值、正向偏移电位平均值。 (3)监测点30分钟极化电位正向偏移超标值、接触电压平均值。 6.2 测量功能 (1)实时监测道床结构钢筋的极化电位。 (2)实时监测隧道结构钢筋的极化电位。 (3)机车停止运行时，参比电极的自然本体电位。 6.3 计算功能。 根据计算极化电位的数学模型计算出30分钟监测点的极化电位正向偏移平均值。 6.4 显示功能 (1)就地显示道床结构钢筋的极化电位。
埋地管道外检测施工工法 中油管道检测技术有限责任公司 编写人：李杰洪险峰吴南勋张瑞鹏王世新 1 前言 随着国内输油气管道建设的大规模增长、国际油价与日攀升，保护输油气管道安全运行至关重要。随着国家对油气管道生产运营安全的重视，管道的风险评价及完整性管理工作得到快速发展,而管道外检测技术就是其中一项关键的环节。 管道外检测技术主要包括管道防腐层质量评价和阴极保护技术评价。防腐层是保护埋地管道免受外界腐蚀的第一道防线，其保护效果直接影响着电法保护的效率。NACE1993年年会第17号论文指出：“正确涂敷的防腐层应为埋地构件提供99 %的保护需求，而余下的1%才由阴极保护提供”。因此, 防腐层与电法保护（CP）的联合使用是最为经济有效的，因而广泛用于埋地管道腐蚀的控制。为了让管道检测部门、运营部门了解埋地长输管道外防腐层质量状况和阴极保护的水平，为管道完整性管理提供数据支持，本工法通过外防护系统的预评价、间接检测、直接评价方法,提出一套管道外检测与评价方法。 2 工法特点 2.1在对管道不开挖的情况下，在地面采用专用设备对管道防腐层进行间接检测，科学、准确的对防腐层质量进行评定。 2.2采用国内先进检测设备对防腐层缺陷大小进行检测，对防腐层缺陷等级及活性分类。
2.3采用国内外先进的检测仪器对管道的阴极保护系统的进行有效性评价。 2.4该检测方法对管道本身及周围环境无有害影响。 3 适用范围 适用于钢质埋地长输管道，其它埋地具有铁磁性管道及构筑物可参照执行。 4工艺原理 防腐层质量的评定现场采用多频管中电流法（RD-PCM）进行测量，其基本原理是在管道上施加一个近似直流的电流信号（4Hz），用接收机沿管道走向每隔一定的距离测量一次管道电流的大小。当防腐层质量下降或存在缺陷时，电流就会加速衰减。通过分析管道电流的衰减率变化可确定防腐层的优劣。 防腐层缺陷检测是现场采用直流地电位梯度法（DCVG）进行测量，其工艺原理是：在管道上施加非对称性的同步通/断的直流电流后，利用放臵在管道正上方和管道一侧的两根硫酸铜探杖，以1-3m间隔测量土壤中的直流电位梯度。在接近破损点附近电位梯度会增大，远离破损点时，电位梯度会变小。根据测量得到的电位梯度变化，可确定防腐层破损点位臵；依据破损点IR%定性判断破损点的大小及严重程度。 阴极保护系统测试现场采用密间隔电位测试方法（CIPS）进行测量，由一个高灵敏的毫伏表和一个Cu/CuSO4半电池探杖以及一个尾线轮组成。测量时，在阴极保护电源输出线上串接中断器，中断器以一
油气管道腐蚀在线实时监测系统 摘要：近些年，管道泄漏事故频繁发生，不仅损失油气和污染环境，还有可能带来重大的人身伤亡。为保障管道安全运行和将泄漏事故造成的危害减少到最小，需要研究泄漏检测技术以获得更高的泄漏检测灵敏度和更准确的泄漏点定位精度。文章对在线腐蚀监测技术方法进行介绍与分析，结合油气管道的特点，提出油气管道腐蚀在线实时监测系统的构建与实施，为油气管道腐蚀防护控制提供参考。 关键词：腐蚀在线腐蚀监测技术腐蚀监测系统 油气管道运输中管道损坏导致的泄漏事故不仅浪费了石油和天然气，还造成了由于维修所带来的材料和人力上的浪费、停工停产造成的损失，甚至还可能因腐蚀引起火灾。特别是天然气管道腐蚀引起的爆炸，威胁人身安全，污染环境，后果极其有严重。因此，作好管道腐蚀监测工作有很重要。引起油气管道的内外腐蚀的因素包括：输送介质的水、硫化氢、二氧化碳、无机盐的含量，输送介质的流动和冲刷，输送的压力和介质温度，土壤的含盐量、含水量和温度等等，这些因素造成油气管道存在多种腐蚀现象，如均匀腐蚀、点蚀、应力作用下的局部腐蚀（应力腐蚀开裂、氢损伤、磨损腐蚀）等。 一、油气管道腐蚀机理 油气管道，特别是长输管道所选用的管材常为碳钢或合金钢，一般情况下，管道腐蚀是一种电化学腐蚀过程，在电解质中，作为阳极的金属溶解，同时放出电子，而这些电子又被阴极过程所吸收，这样导致金属不断溶解。电化学腐蚀过程如下： 阳极反应：Fe–2e→Fe2+（氧化反应） 阴极反应：H++e→H或2H2O+O2+4e→4OH- （还原反应） 电子的定向转移，产生腐蚀电流，加速了金属的溶解，因此对腐蚀的监测主要是根据金属腐蚀情况、电位、电流及电阻的变化等因素推导计算出金属腐蚀的速率等参数，从而直观的显示出金属的保护状态。 二、国内外腐蚀在线监测技术研究现状 目前主要测量方法有：现场挂片法、电阻法、电化学法及电感法。 1.现场挂片法 将一定材质和规格的试片，暴露在腐蚀环境中某个特定的时间周后对试片的质量变化进行测量和计算，并对试片表面进行检查的一种方法。腐蚀试片法是腐
燃气管道腐蚀的检测 一、管道腐蚀检测的目的管道腐蚀的检测目的主要是为了避免由于腐蚀而造成管道泄漏，或造成管道损坏致使供气中断；通过检测确定合适的防腐方法，并检查管道现有绝缘防腐层的质量，观察现有防腐系统的效果，确定需要加强或重新更换防腐蚀设施。 二、管道防腐蚀检测的方法(一)泄漏的检测管道被腐蚀表面最常见的是穿孔，可用深度仪测得孔深。此外，管道局部和整体也可被腐蚀，从而导致燃气泄漏，故必须定期用检漏仪寻找泄漏点并进行检测和记录。(二)管道与土壤电位差的检测在进行电位差检测之前，一般要对埋地燃气干管、支管及其相邻的金属管道进行定位。只有当其他金属管道与燃气管道相距1m以上，才能得到可靠的检测结果。图10-76为管道定位器工作原理示意图。管道内送入高频电子波，操作人员戴上耳机，手持管道定位器探头，离管道1m，沿管线可听到声波的变化从而判断管道的所在位置。图10-77为检测埋地管道与土壤电位差的示意图。无论管道直埋或埋地沟中时，其连接方式是类似的。将管道与电位差计的负极相连，正极与铜、硫酸铜标准电极相连，硫酸铜电极必须紧贴土壤表面。试验表明，测试电极间的最大距离不宜超过15m。图10-78为沿管道每隔15m测得的管道与土壤的电位差值。图10-76 管道定位器工作原理示意图1—线圈2—扩音机3—耳机4—管道5—声波曲线图10-77 管道与土壤电位差的检测示意图1—管道2—电位差计3—CuSO4标准电极(三)绝缘法兰的检测绝缘法兰可将被保护管线与不受保护管线或设备从电中处分开，也可使保护电流不至于通过接地体而漏失。绝缘法兰也可用于地下杂散电流地段以及不同管道(不同材质、新旧管道等)的连接处，以消除干扰腐蚀，是一种防腐蚀措施。当绝缘法兰安装到管道系统之前，必须检查法兰两侧之间的电阻，该电阻值应十分高，趋向于无限大。其检查线路如图10-79所示。用两根带探头的导线代替便携式灯泡的开关，连接到绝缘法兰的两侧。如果灯泡不亮，则说明无电流通过，即法兰两侧电阻很高，满足要求。
1、用户需求书的响应以及技术方案 一、杂散电流监测系统技术规格书的响应 1. 总则 1.1 适用范围 本技术规格书适用于武汉市轨道交通四号线一期工程杂散电流防护系统。 应答：我公司将针对武汉市轨道交通四号线一期工程杂散电流防护系统的各项技术指标进行应答。 1.2 工程概况 4 号线一期工程联系两大重要交通枢纽武昌站和武汉站。一期工程线路起于首 义路站东端，下穿中山路和铁路站场，经紫阳东路、傅家坡一路、中南路、洪山 广场、中北路、岳家嘴、中北路延长线、罗家港、武青四干道至终点武汉火车站。 4 号线一期工程线路全长16.482km，均为地下线，设站1 5 座。 4 号线一期工程在青山落步嘴设青山车辆段与综合基地一座，在铁机村站西侧设线网管理服务中心及主变电所一座，同时与2号线共用中南主变。 4 号线一期工程采用集中式供电方式，利用2号线中南路主变电站，新建1座铁机村110/35kV主变电站。一期工程共设10 座牵引变电所，其中正线9座，车辆段1座。每座车站和车辆段均设降压变电所（有牵引变电所的车站合建为牵引降压混合变电所）向各种用电设备供电。中压供电网络采用 AC35kV 牵引供电和动力照明供电混合网络，牵引网采用 DC 750V 接触轨下部授电，走行轨回流方式,允许电压波动范围500～900VDC。牵引供电系统电压为750V.DC，武汉市轨道交通4号线一期工程电力负荷为一级负荷，变电所采用双路电源供电，当一路电源失电时由另一路电源带全部一、二级负荷。 。 4 号线一期工程初、近、远为6辆车编组（4动 2 拖） ，远景年为8辆车编组（6动 2 拖）车辆型式为变压变频交流传动车。供电系统按“无人值班”设计，杂散电流防护系统也必须满足“无人值班”条件。 本技术规格书适用于武汉轨道交通4号线一期工程杂散电流监测系统，并作为卖方制定投标技术文件和供货设备的技术依据。 应答：我方已知并满足以上要求。
Applied Physics 应用物理, 2015, 5(10), 123-130 Published Online October 2015 in Hans. https://www.doczj.com/doc/3f13515367.html,/journal/app https://www.doczj.com/doc/3f13515367.html,/10.12677/app.2015.510017 Research Progress on Soil Resistivity Affecting Stray Current Corrosion of Buried Pipeline Qiong Feng1, Yaping Zhang1*, Hao Yu1, Lianqing Yu1, Yan Li2 1College of Science, China University of Petroleum (East China), Qingdao Shandong 2College of Mechanical and Electrical Engineering, China University of Petroleum (East China), Qingdao Shandong Email: *zhangyp@https://www.doczj.com/doc/3f13515367.html, Received: Oct. 12th, 2015; accepted: Oct. 26th, 2015; published: Oct. 29th, 2015 Copyright ? 2015 by authors and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). https://www.doczj.com/doc/3f13515367.html,/licenses/by/4.0/ Abstract Using four-electrode method to measure soil resistivity can decrease the influence caused by non- uniformity of soil compositions. Generally, soil resistivity is inversely proportional to the stray current corrosion. Factors which can affect soil resistivity may make differences to stray current corrosion, such as water content, salt content, porosity, temperature, PH value of soil and the types of salt. Within a certain range, as the water content, water saturation, salinity, temperature and porosity increase, soil resistivity decreases and then stray current corrosion aggravates. However, different types of salt have different influences on stray current corrosion. This paper analyzes how the acidic salt, alkaline salt and the salt containing Cl? affect stray current corrosion, and puts forward the outlook for the research of complex salt types. Keywords Buried Pipeline, Stray Current Corrosion, Soil Resistivity, Environmental Factors 土壤电阻率对埋地管道杂散电流腐蚀影响 的研究进展 封琼1，张亚萍1*，余豪1，于濂清1，李焰2 *通讯作者。
埋地管道检测方案
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埋地管道检测方案 埋地管道的不开挖检测技术是管道无损检测技术的重要分支，通过采用该技术可以及时了解管道运行的整体情况，并为后面的开挖检测提供依据。目前使用的成熟的埋地管道不开挖检测技术主要是针对管道外覆盖层和阴极保护系统等方面进行检测的。通过对管道所处环境的腐蚀性检测来预知和了解管道内外腐蚀的程度及腐蚀原因，及时发现管道所存在的安全隐患，并采取科学的手段，适时地对管道进行修复和改造，确保管道的安全运行。埋地金属管道的腐蚀性检测可分为管道外检测和管道内检测。 一、管道外检测 管道外检测主要工作如下： （1）管道外部所处土壤环境的腐蚀性检测(包括土壤的土质、水质和杂散电流等)。 （2）管道外防腐绝缘层性能、完好程度、老化性能和使用寿命的预测。 （3）管道阴极保护状态、保护电位和保护电流的测定。 其中后两项内容的检测应是管道管理者日常对管道监测的重要内容和手段，这是由于这两种管道防护手段关系密切，管道外防腐层防护是基础，阴极保护是其防护不足的补充和辅助。如果金属管道外防腐层完整良好，则管体本身不会受到土壤溶液的腐蚀和破坏，而一旦防腐层产生了缺陷，则在缺陷处会产生腐蚀破坏。此时如果阴极保护能在防腐层缺陷处提供足够的保护电流密度，则电化学极化将使该处金属表面极化到热力学上的稳定态，不至于发生金属的氧化反应(即钢的腐蚀破坏)，而一旦阴极保护失效或不正常，则会造成该处的金属表面的破坏。因此用阴极保护的管道电位值和阴极保护的电流值可判断管道是否处于“保护”状态。由此可见，上述三项检测工作是保证埋地钢质管道无泄漏安全运行的必要手段。 1、管道外覆盖层的检测技术 管道外覆盖层的检测技术大多采用多频管中电流检测技术（PCM），它是一种检测埋地管道防腐层漏电状况的检测，是以管中电流梯度测试法为基础的改进型防腐层检测方法。其基本原理是将发射机信号线的一端与管道连接，另一端与
埋地燃气管道腐蚀漏气修复总结 摘要：本文主要介绍了城市住宅小区埋地钢质燃气管网发生腐蚀漏气问题后，对管道防腐系统进行技术维修与改造，对管网实施牺牲阳极阴极保护措施等，防止管道继续发生腐蚀，确保管道长期安全运行的工作经验。 关键词：埋地燃气管道腐蚀漏气防腐阴极保护 1概况 杭州市位于钱塘江入海口区域,土壤由于受海水侵袭含盐量很高，土壤电阻率只有十几欧姆，腐蚀性特别强。通常情况下钢质燃气管道埋入地下后,仅1年左右的时间就会发生腐蚀穿孔漏气。杭州市燃气(集团)有限公司三塘区域埋地燃气管网于2000年前后相继铺设完成，管道防腐层采用的是聚乙烯胶带与环氧煤沥青加玻璃纤维布两种材料，管道没有采取阴极保护措施；管道直径为Ф219-Ф27多种规格，管壁厚度7mm-3mm不等。在这个区域中有个别小区从2003年初开始，发现管道有腐蚀穿孔漏气现象后，随时间的延长发生漏气的次数越来越多。在对漏气点开挖维修过程中发现，管道漏气处均为点腐蚀穿孔，且腐蚀穿孔点管道的防腐层多数已经发生破损；但也存在少部分腐蚀漏气点，开挖后发现穿孔处管道的防腐层表面看起来很完整没有破损迹象，穿孔点处仍覆盖有防腐层，而剥开后发现防腐层已经与管道发生剥离，
且之间有水浸入；这些现象说明管道的防腐层存在问题。为了解决管道防腐和腐蚀漏气方面的问题，我们对管道发生腐蚀的原因进行了分析研究和探讨，制定了防止管道继续发生腐蚀的有效方法，较好的解决了三塘区域燃气管道腐蚀漏气的问题，确保了管道的长期安全运行。 2管道腐蚀因素分析 三塘区域埋地燃气管道发生漏气问题后，我们组织相关技术人员并委托河南省防腐工程有限公司进行了调查和分析，对发生腐蚀漏气区域自然环境、土壤情况、管道防腐层、管道腐蚀穿孔部位等方面进行了认真调查，对管道发生腐蚀的原因从原理方面进行了综合分析，初步认为管道发生腐蚀的原因有以下几种： (1)管道防腐层存在缺陷点是管道发生腐蚀的主要原因。 (2)管道腐蚀为电化学腐蚀现象，腐蚀穿孔点为电化学反应的阳极点。 (3)土壤的电阻率低、腐蚀性比较大是管道发生腐蚀的外部原因。 (4)不排除管道存在杂散电流腐蚀的可能性。 3管道检测与结果分析 有了管道发生腐蚀穿孔的原因分析结果后，根据不同的原因决定采取不同的解决方法。首先对管道防腐情况进行全面的分析检测，检测时要求做到从多方面了解管网防腐与腐蚀的现在状况，然后根据检测结果制定相应的维修处理方案，彻底解决管道发生腐蚀漏气的问题。对
2.1 系统电压: 220V 概述 地铁杂散电流监测系统由：传感器、转接器、监测装置和上位机组成。传感器负责 采集和上传数据；转接器负责传感器与监测装置之间的数据转接； 监测装置负责对上传 数据的存储、分析、计算和显示，在数据超标时进行报警并控制排流柜排流，同时监测 装置还负责与控制中心的上位机以太网通信； 上位机对整个系统设备进行完整描述， 配 置系统的运行参数，处理系统整个运行信息的记录，并进行分析、查询、打印等。系统 构成如图 1-1所示。 4主要规格和技术参数 c 1 __ _____ ■ \ b __ 「 打印机 杂散电流转接器 1 ------------- 1 杂散电流传感器 西安理工大学 西安理工大学 传感器1 传感器N 西安理工大学 西安理工大学 西安理 工大学 转接器N 转接器1 转接器N I 杂散电流 传感* 杂散电流传感* 西安理工大学 西安理工大学 西安理工大学 西S 理工大学 传感器N 传感器1 传感器N 传感器N 传感器1 -■上, 排流柜N 图1-1系统构成 排流柜1 监测系统上位机 监测装置1 杂散电流g* 杂散电流g* 西安理工大学 传感器1 西安理工大学 西安理工大学 转接器1
2.2系统最高工作电压：220V 2.3额定电流：1A 2.4功率：< 20W 2.5模拟输入信号： 参比电极-道床结构钢筋：-2V +2V DC 参比电极-主体结构钢筋：-2V ―― +2V DC 钢轨一结构钢1：-100 、+100V 2.6测量精度：<± 0.5% 2.7信号通信方式：CAN 总线、485总线、以太网 2.8传输速率：5000bit/s （CAN、4800bit / s（RS-485）、以太网（10M 2.9最大传输距离：2km （CAN 2.10数据存储容量：> 640Kbyte （监测装置可满足存储「个月米样数据的要求） 2.11防护等级：IP54 （传感器和转接器）、IP30（监测装置） 2.12接线端子：通信线为屏蔽双绞线 2.13重量：< 5 kg 2.14外形尺寸2430mn X 3220mr X 930m（传感器、转接器） 2610mm x 1790m材970m（监测装置） 5结构简介和工作原理 3.1结构简介 3.1.1传感器与转接器被安装在专门设计的金属箱中，金属箱上面可被打开，便于PC販的安装、 检修与接线。传感器和转接器被安置在地铁沿线。 3.1.2监测装置也被安装在金属箱中，该金属箱又被固定在排流柜的门上，金属箱的正表面装 有LCD LE［和按键，用于数据显示和控制。 3.1.3传感器有三个信号输入端，分别接排流网、参比电极和牵引轨。 3.1.4金属箱由钢板组成，箱体边缘光滑，所有钢板经电镀锌处理。所有的金属箱设有接地用端子，与设 备安装基础接地极相连。 3.2工作原理 地铁杂散电流本身难以测量，一般采用间接方法来确定杂散电流的大小。杂散电流流过埋地金属而使
2021版埋地钢质天然气管道腐蚀控制检测与对策 Safety work has only a starting point and no end. Only the leadership can really pay attention to it, measures are implemented, and assessments are in place. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0861
2021版埋地钢质天然气管道腐蚀控制检测 与对策 摘要：结合实际的天然气输气管道工程，对埋地管道外防腐层和阴极保护系统运行状况进行检测。阐述了检测工作的主要内容，分析、评价了检测结果，提出了腐蚀控制对策。 关键词：天然气管道；腐蚀控制；阴极保护；检测 1概述 佛山市天然气输气管道采用直缝双面埋弧焊钢管，钢管规格为?508×9.5，材质为L360，设计压力为4.4MPa。埋地管道的腐蚀控制方案采用阴极保护系统和管道外防腐层联合保护。阴极保护系统以外加电流阴极保护为主，局部非开挖施工(顶管等)地段安装牺牲阳极为辅。钢管外防腐采用3层聚乙烯加强级防腐层，即高密度聚乙烯作外涂层材料，熔结环氧粉末(FBE)作底层，共聚物作中间粘结
层，防腐层总厚度≥3.2mm。已在门站内建设1座外加电流阴极保护站，站内设有2台恒电位仪(1开1备)、1台控制柜以及1口深井阳极井，井深33.4m，采用高硅铸铁阳极，阴极保护站与管道同时投入运行。 由于佛山市天然气输气管道大部分敷设于城乡结合地区，土壤多为回填土、建筑废弃物，且地下水位高，地表水系发达，土壤的腐蚀性较强。为了全面掌握已运营管道的腐蚀控制状况，制订合理、科学的维护管理方案，我们对2007年底投产运行的罗村调压计量站至官窑调压计量站间约20km的输气管道腐蚀控制进行了全面检测。 2检测工作的主要内容 ①在非开挖的情况下，采用管线探测仪对管道的平面位置和埋深进行复查，协助管理人员检查管道埋深和复核线路标志桩等设施。 ②采用管中电流检测法(PipeCurrentMapping，PCM)和直流电压梯度检测法(DirectCurrentVoltageGradient，DCVG)[1]，全面检测该段管道外防腐层的现状，包括防腐层老化情况、破损位置及破损大小状况，测算防腐层的绝缘电阻率。管中电流检测法是通过施加
管道腐蚀检测报告 一、 检测单位：北京西管安通检测技术有限责任公司； 北京邹展麓城科技有限公司； 二、 检测时间：2006年11月10日； 三、 检测对象：直径为610mm 的在役（表面温度>40C °）高架输气管道； 四、 检测设备：以色列Isonic2001便携试声定位多功能超声成像检测系统； 五、 检测内容：各类母材缺陷（主检内壁腐蚀） 六、 检测方法：1、采用快速B 扫描功能对管道壁厚变化进行快速预检； 2、采用声定位C 扫描功能对缺陷部位进行定量复合； B 扫描发现缺陷并定位 C 扫描对缺陷区域复合
七、检测报告： 1、快速B扫描预检： ①检测参数： 增益= 72 dB 抑制= 0 % 声速= 5950 m/s 声程= 11 mm 延迟= 9.5 μs探头= 双通道直探头 激发频率= 200 Hz 脉冲宽度= 120 nS 阻抗= 5 闸门= 开启闸门高度= 47 % 闸门位置= 0 mm 闸门宽度= 19 mm 探头频率= 5 MHz 波形= 全波 ②环向扫描原始报告： 检测长度300mm 检测范围12mm 滤波等级3.5dB 检测用时13秒
检测范围内壁厚最小值6.1mm 壁厚最小值所在位置167.1mm 检测范围内壁厚最大值10.3mm 壁厚≤7mm的长度范围107mm~186.1mm ④轴向扫描原始报告： 检测长度300mm 检测范围12mm 滤波等级3.5dB 检测用时13秒
检测范围内壁厚最小值6.1mm 壁厚最小值所在位置193mm 检测范围内壁厚最大值9mm 壁厚≤7mm的长度范围109.7mm~242.5mm ⑥快速B扫描环向及轴向检测示意图：