单俊 王池

国家管网集团东部储运公司宁波输油处

摘要：管道周边电力设施、交通设施等杂散电流干扰对管道会造成腐蚀破坏。采用多点同步监测技术，对甬沪宁管道杂散电流干扰管段进行了全面检测，根据同步监测结果，分析管道受到直流杂散电流的干扰来源及规律，并制定有效的排流措施。结果表明，排流后管段整体排流效果达到80%以上，实现了管道杂散电流干扰有效防护。

关键词：埋地管道；杂散电流干扰；排流措施

东部原油储运甬沪宁管道全长666 km，设计年输量2000万吨。管径711 mm/762 mm/610 mm。管道途经上海金山区、奉贤区、浦东区等工业发达地区，距上海地铁8号线、16号线最短距离不足5 km，该处管段受到杂散电流干扰，存在腐蚀风险，对管道安全运行造成威胁。针对该管段开展管道杂散电流干扰检测与评估，并根据检测结果采取排流措施。

1  杂散电流检测

1.1  检测方法

准确检测管道杂散电流，可以掌握杂散电流对管道的干扰来源、干扰程度，进而采取有针对性的治理手段和措施，有效降低甚至消除干扰危害，对保障管道运行安全具有重要意义。管道中的杂散电流通常是随机变化的，由于管道埋设在地下，难以直接测量。目前常用的杂散电流判别方法主要有管道电位连续监测、大地电位梯度法测试等。通过管道流过杂散电流引起的管道对地电位变化及大地中电位差，判断杂散电流的强度与方向，从而了解管道遭受干扰的来源及干扰规律，采取有针对性的排流措施。

1.2  检测结果

图 1为管段大地电位梯度法测量结果，45#～53#测试桩大地电位梯度均大于2.5 mV/m，最高达到8 mV/m以上，近10 km范围内大地中存在杂散电流。

图 1 管段大地电位梯度测量结果

图 2为45#测试桩30 min管地电位连续监测曲线，管地电位波动严重。其管地电位出现频度正太分布如图 3所示，符合直流动态杂散电流干扰特征。图 4为全管段测试桩连续监测的最大、最小及平均管地电位。可以看出，由于受到杂散电流干扰，管道最大电位已无法满足阴极保护需求。为进一步考察管段受到干扰的来源与规律，对各测试桩上的管地电位进行了长周期24 h同步测试，采用卫星授时。结果如图 5所示。

图 2 45#测试桩管地电位连续监测结果

图 3 45#测试桩管地电位频度分布

图 4 管段管地电位分析结果

图 5 管段管地电位长周期同步检测结果

从图 5测试曲线可以看出，各测试点在夜间23时30分至第二天凌晨5时左右出现明显的干扰静默期，各测试点管地电位几乎无波动，5时至6时管地电位又开始出现小幅度波动，且主要以负向波动为主，6时以后各测试点电位开始出现正负向偏移。

将空间位置不同的各测试点电位变化在一张图上表达出来，可清晰地看到各测试点间电位的变化状况。截取10 min测量数据，缩小电位显示范围，静默期和干扰期的管地电位变化分别如图 6、图 7所示。可以看到，各测试点静默期开始和结束的时间相同，正向偏移出现的时间也相同。

图 6 干扰静默期管地电位

图 7 干扰期管地电位

管道干扰电流静默期内，管地电位几乎没有变化，说明此时外界的干扰源不再释放干扰电流，管道无干扰电流进入或流出。干扰期内测试桩的管地电位正向负向同步变动，管地电位的偏移是干扰电流的流入或流出造成，因此说明同一时间点管段电流流入或流出的方向相同。这种管地电位变化通常说明外界杂散电流穿过管道流向远方的回路，或者干扰源距离管道较远，造成干扰区在空间尺寸上较大。这符合上海地铁8号线和16号线的换流站杂散电流干扰的规律。 综合检测结果可以判断，管段日间受到较强的直流杂散电流干扰，干扰源为上海地铁8号线和16号线换流站，必须采取杂散电流干扰防护措施，防止管道发生电蚀事故。

2  排流处置

2.1  排流措施

国内油气管道干扰防护实践表明，排流保护是一种有效的干扰防护措施，具有显著的防止杂散电流干扰腐蚀效果，可应用于多数杂散电流干扰场合。直流排流保护可分为直接排流法、极性排流法、强制排流法和接地排流法。根据对管段的干扰来源分析，干扰源距离管道较远，因此宜采用接地排流方式。为减小排流措施给管道阴极保护效果带来影响，排流地床与管道间应设置极性排流器，防止给管段增加杂散电流进入点，不破坏管道原有保护措施。

排流地床是杂散电流排除的电流载体，理论上只要满足导电特征，均可以作为排流接地材料，但必须同时考虑使用寿命、接地性能、开路电位等参数。选择深井带状锌合金阳极作为排流地床，具有较低的接地电阻，且占地小，开路电位低，排流效果好。在测试桩附近共设置5处排流点，分别位于干扰管段首尾、干扰最严重的位置。

2.2  排流效果

排流措施投运后，根据电位正向偏移平均值比对干扰防护效果进行评定。根据式（1）计算排流后的电位正向偏移平均值比均大于80%，达到排流效果。如图 8所示。

式中：ηυ为电位正向偏移平均值比，%；△VPS1（+）为采取防护措施前电位正向偏移平均值，V；△VPS2（+）为采取防护措施后电位正向偏移平均值，V；

图 8 排流前后管道电位正向偏移值变化及排流效率

3  结语

采用多点同步监测技术对甬沪宁管道部分管段的杂散电流干扰进行测试，结果表明，管道受到较为严重的直流杂散电流干扰，最大管道干扰电位正向偏差超过250 mV以上。经采取有效的排流措施，整体排流效率超过80%。准确检测管道受到杂散电流干扰的程度、来源、干扰特征，并据此制定有效的干扰排除措施，可以减小甚至消除杂散电流腐蚀隐患，保障管道安全运行。

作者简介：单俊，1985年生，本科，工程师，主要从事管道腐蚀防护工作。联系方式：17606810807，87614269@qq.com。