杂散电流腐蚀防护辩析PPT课件

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：时间：2021.02.02 创作：欧阳术图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。

船体杂散电流腐蚀与防护1、水中杂散电流产生原因作为一种介质，水和土壤一样可视为电解质，其均匀性比土壤好，当有电流流动时，一般可以直线方向流动，如果在电流流动的区域内有金属构筑物存在，和埋地管道>管道一样将遭受到杂散电流腐蚀。

船舶、海上平台、码头等金属构筑物置于海中，当这些构筑物上使用直流用电设备时，便会造成杂散电流干扰，比如电焊、强制电流阴极保护>阴极保护等作为船体，杂散电流主要发生在修造、停泊、维修期间，因为这个时期往往都需要使用电焊或其他电焊通过船体。

因杂散电流腐蚀的事例很多，快者3个月便会腐蚀穿孔，更有甚者，大连某海运大队的1条船，停靠在岸边，利用单线进行轴系的焊接工作，持续时间约为5h，就腐蚀损坏掉一只铸钢螺旋浆。

2、杂散电流腐蚀的验证和检测（1）腐蚀破坏速率相当快，并与船体的钢材好坏关系不大，一般仅半年到一年、几十天、有的甚至在几小时内疚严重的破坏了壳体或零件。

（2）腐蚀的形状为坑装或穿孔，腐蚀坑内有黑色粉末泥状铁锈，相应的阴极部位有白色的阴极沉积物附着。

（3）腐蚀集中产生在电阻小、易放电的部位，如油漆剥落破损的部位、尖角边棱突出处，而且往往是靠码头或电源的一侧腐蚀最严重。

（4）由于杂散电流的数量级一般都很大，所以常规的阴极保护>阴极保护难以阻止杂散电流的腐蚀，此时的牺牲阳极溶解量将大大增加。

（5）交流杂散电流所引起的腐蚀仅为直流的1%。

（6）当有杂散电流存在时，船体的电位值明显偏离船体的正常电位值。

按《船体杂散电流腐蚀的防护方法》GB/T 3712，杂散电流的判断准则为正向偏移大于20mv。

通常船体在海水中的电位值在-0.65V~-1.00V （CSE）之间，若测得的船体电流电位高出或低处这一范围均应怀疑有杂散电流。

当用指针式电压表测试时，指针颤抖或左右摇摆。

3、杂散电流腐蚀的防护（1）直接排流和管道>管道上直接排流道理一样，将被干扰的船体，在焊接作业时，直接用一根长的地线与焊机的负极连接在一起。

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十毫安。

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。

船体杂散电流腐蚀与防护1、水中杂散电流产生原因作为一种介质，水和土壤一样可视为电解质，其均匀性比土壤好，当有电流流动时，一般可以直线方向流动，如果在电流流动的区域内有金属构筑物存在，和埋地管道一样将遭受到杂散电流腐蚀。

船舶、海上平台、码头等金属构筑物置于海中，当这些构筑物上使用直流用电设备时，便会造成杂散电流干扰，比如电焊、强制电流阴极保护等作为船体，杂散电流主要发生在修造、停泊、维修期间，因为这个时期往往都需要使用电焊或其他电焊通过船体。

因杂散电流腐蚀的事例很多，快者3个月便会腐蚀穿孔，更有甚者，大连某海运大队的1条船，停靠在岸边，利用单线进行轴系的焊接工作，持续时间约为5h，就腐蚀损坏掉一只铸钢螺旋浆。

2、杂散电流腐蚀的验证和检测（1）腐蚀破坏速率相当快，并与船体的钢材好坏关系不大，一般仅半年到一年、几十天、有的甚至在几小时内疚严重的破坏了壳体或零件。

（2）腐蚀的形状为坑装或穿孔，腐蚀坑内有黑色粉末泥状铁锈，相应的阴极部位有白色的阴极沉积物附着。

（3）腐蚀集中产生在电阻小、易放电的部位，如油漆剥落破损的部位、尖角边棱突出处，而且往往是靠码头或电源的一侧腐蚀最严重。

（4）由于杂散电流的数量级一般都很大，所以常规的阴极保护难以阻止杂散电流的腐蚀，此时的牺牲阳极溶解量将大大增加。

（5）交流杂散电流所引起的腐蚀仅为直流的1%。

（6）当有杂散电流存在时，船体的电位值明显偏离船体的正常电位值。

按《船体杂散电流腐蚀的防护方法》GB/T 3712，杂散电流的判断准则为正向偏移大于20mv。

通常船体在海水中的电位值在-0.65V~-1.00V（CSE）之间，若测得的船体电流电位高出或低处这一范围均应怀疑有杂散电流。

当用指针式电压表测试时，指针颤抖或左右摇摆。

3、杂散电流腐蚀的防护（1）直接排流和管道上直接排流道理一样，将被干扰的船体，在焊接作业时，直接用一根长的地线与焊机的负极连接在一起。

在实际中，应坚持在那条船上焊接，就把地线接到哪条船上的原则。