莫衍增

国家管网集团广西公司

摘要：通过对埋地钢质输油管道杂散电流干扰监测，证实管道遭受了地铁、高铁及高压输电线路的混合干扰。分析了杂散电流干扰源类型、管道通电电位和断电电位、管道交流干扰电压和交流干扰电流密度等参数，判定管道受干扰情况，并提出了针对性防护措施。

关键词：输油管道；杂散电流干扰；交流电流密度；排流措施

随着城市电气化铁路、高压输电线路的快速发展，靠近城市的油气管道遭受杂散电流干扰问题日益严重。对被干扰管道开展杂散电流专项检测，掌握杂散电流干扰的程度，并采取有针对性的干扰防御措施，对保障油气管道安全具有重要意义。针对广西输油分公司南宁作业区南宁站恒电位仪保护电位波动和杂散电流干扰问题，经过测试发现管道与南宁市电气化铁路、地铁存在交叉并行，地铁运行时管道受到的干扰较大。为保证管道安全运行，根据相关标准规定，需对受干扰管道采取干扰防护措施，以降低管道发生腐蚀穿孔的风险。

杂散电流干扰的程度取决于管道本身性能及外界条件，主要有管道外防腐层的绝缘等级、长度，与干扰源距离远近以及附近土壤电阻率大小等。本文通过输油管道阴极保护现场监测，对电气化铁路、城市地铁杂散电流干扰的影响进行分析，判定杂散电流干扰程度，并制定了针对性防护措施，为管道杂散电流干扰防护提供借鉴。

1  杂散电流干扰测试评价依据

主要依据GB 50991―2014《埋地钢质管道直流干扰防护技术标准》和GB/T 50698―2011《埋地钢质管道交流干扰防护技术标准》，在交直流混合干扰情况下，采用SY/T 0087.6―2021《钢质管道及储罐腐蚀评价标准 第6部分：埋地钢质管道交流干扰腐蚀评价》进行评价。杂散电流干扰具有动态特征，因此通过埋设试片长时间监测，并用数据记录仪自动存储记录干扰相关数据，测试步骤如下。

（1）在管道上方临时埋设试片。由于uDL2数据记录仪同时记录交流电流密度和通断电电位，不能同时连接1 cm²和6.5 cm²试片，故选用1 cm²试片。将试片与管道连接，极化时间不少于30 min，极化完成后开始采集数据。

将数据记录仪与管道测试线、参比电极连接线和试片连接线相连接，参比电极贴近试片，并将周围土壤润湿，以保持接触良好。

（2）将数据记录仪设置为每秒记录一组数据，试片通断周期10 s，断电时间1 s，记录管道的通电电位、断电电位、直流电流密度、交流干扰电压和交流电流密度等参数。

（3）连续测试24 h后，将数据记录仪数据导出，以评价对管道的干扰程度。

2  杂散电流干扰测试

2.1  干扰源排查

（1）直流干扰源排查。南宁—百色管线NB000#～NB001#管段与1号地铁线并行，NB001#+30 m与1号地铁线交叉，NB002#+20 m与电气化铁路交叉；南宁—黎塘管线LN116#+180 m与1号地铁线交叉；南宁—北海管线BN227#＋180 m与1号地铁线交叉。并行、交叉的管段均受1号地铁线运行干扰，管地电位波动幅度大，存在不同程度的杂散电流干扰。

（2）交流干扰源排查。对NB001#＋50 m处、NB002#－50 m处管段与高压输电线路的交叉情况现场排查，发现管地电位存在一定的波动和交流杂散电流的干扰。

（3）选择本测试管段最近的测试桩进行管地电位监测，并提取检测数据进行分析，对所有检测的测试桩数据分别提取出干扰电压最大值、最小值、平均值。

2.2  恒电位仪运行情况

阴保站恒电位仪输出参数见表 1。

表 1 阴极保护站恒电位仪运行参数

2.3  测试数据

南宁站管线异常点直流干扰测试数据见表 2。

表 2 南宁站直流干扰测试数据

管线异常点交流干扰测试数据见表 3。

表 3 南宁站管线异常点交流干扰测试数据表

2.4  测试结论

（1）直流测试结论。

从直流检测数据可以看出，南宁—百色管线NB000#～NB002#段、南宁—黎塘管线LN116#～LN115#段、南宁—北海管线BN227#～BN226#段均受南宁1号地铁线运行影响，管地电位波动值均大于350 mV，管地电位变换频繁，干扰较为严重，断电电位都不同程度地存在不达标状态。

3条管线在白天地铁运行时段管地电位频繁变化；在夜间地铁停止运行时段，管地电位变化不大，趋于平稳。按照直流评判标准，判定为动态直流干扰，主要干扰源为电气化轻轨地铁干扰。

（2）交流测试结论。

通过交流检测数据可以看出，南宁—黎塘管线LN116#～LN115#测试段、南宁—北海管线BN227#～BN226#测试段、南宁—百色管线NB000#～NB002#测试段交流干扰电压均小于4 V，交流电流密度均小于30 A/㎡，交流干扰程度符合规范要求。

（3）恒电位仪通电点测试结论。

通过恒电位仪通电点（绝缘测试桩）的测试数据，可以看出无论是关闭恒电位仪，还是开启恒电位仪，管地电位变化均很大。由于三条管线与地铁1号线均存在交叉或并行管段，通过以上测试数据初步断定干扰源为地铁1号线。干扰源与通电点距离在1 km之内，受地铁运行干扰，管地电位起伏不定，恒电位仪不能正常运行，致使干扰管段管道极化电位不达标。

现有恒电位仪恒电位模式无法正常运行，将设备调至恒电流模式时，电流调节钮无法调节。分析认为因恒电位仪长时间运行，内部元件老化或损坏，导致设备调节精度以及追踪信号能力不够，无法正常控制调节电位。建议更换新的恒电位仪，并选用极化探头作为恒电位仪信号控制源以规避杂散电流干扰。

3  防护措施

根据上述检测结果，对南宁站南宁—百色管线NB000#～NB002#管段与1号地铁交叉处、南宁—黎塘管线LN116#～LN115#管段与1号地铁交叉处、南宁—北海管线 BN227#～BN226#管段与1号地铁交叉处管道两端分别进行地铁动态直流干扰防护。

（1）管道原阴极保护系统设置为恒电位输出，在杂散电流干扰下，恒电位仪输出异常，输出电流变化较大，在0.2 A～3.0 A之间波动。因此首先改变恒电位仪输出模式为恒电流模式。

（2）针对地铁杂散电流干扰，需要进行直流排流防护措施。采用强制排流地床或极性排流地床方式防护，使管道阴保电位整体负向偏移，达到阴极保护电位准则要求。在NB001#和NB002#处分别设置极性排流地床，采用镁合金牺牲阳极和极性排流器方式。每处排流地床组成包括：排流器1台、长效硫酸铜极化探头1只、高电位镁阳极5只、专用测试桩1支、测试电缆5 m、汇流电缆30 m及填包料1 t。排流地床施工尺寸为：20 m×2 m×1.5 m。施工过程中，注水浸泡填包料，降低阳极排流地床的接地电阻，增加排流效果。

4  结语

埋地钢质输油管道遭受地铁、高铁及高压输电线路杂散电流干扰，多种干扰并存且相互作用，给管道防腐工作带来极大困难。本文依据管道阴极保护交直流干扰评价标准，对现场采集的数据进行分析，判定输油管道受到地铁干扰占主要因素，同时阴极保护效果不足。针对输油管道沿线受干扰状况，在提高整体阴极保护系统输出、增加阴极保护效果的情况下，设置极性排流地床和复合型排流地床两种排流方式，增强了管道杂散电流的防护效果。

作者简介：莫衍增，1986年生，大学学历，助理工程师，主要从事管道保护工作。联系方式：15994393589，406624616@qq.com。