黄文宏 马鹏

西安易测管道技术有限公司

背景

某天然气管道于2010年9月28日建成投产，管径660 mm ，运行压力2.4 MPa～5.1 MPa。该管道部分位置遭受电气化铁路杂散电流干扰，致使交流电压数值偏大。为降低管道发生杂散电流干扰腐蚀风险，对干扰管段进行检测评价并采取相应的治理防护措施。

原因分析

（1）干扰检测评价。2023年4月开始，对干扰管段开展检测评价和数据分析，管道K039#测试桩处的交流干扰程度均为“强”，应采取交流干扰防护措施；K038#和K040#测试桩处的交流干扰程度均为“弱”，无须采取交流干扰防护措施；所检测的测试桩处断电电位均在﹣0.95 VCSE～﹣0.98 VCSE之间，管道阴极保护达标。

（2）干扰源调查。管道K038#—K040#段与某电气化铁路长距离并行，垂直最小距离80 m（图 1）。对并行段管道测试桩处进行24 h交流电流密度监测数据分析，发现交流电流密度的峰值与某铁路通车时间相吻合，故该管段交流杂散电流干扰源主要是铁路。

图 1 天然气管道与铁路位置

防护治理

（1）干扰防护接地方式。依据GB/T 50698―2011《埋地钢质管道交流干扰防护技术标准》第5.3.2条规定持续干扰防护常用的接地方式有直接接地、负电位接地、固态去耦合器接地。对管道K039#测试桩处采取“固态去耦合器+排流接地极”的防护措施，排流接地极材料选用和阴极保护电位接近的负电位材料锌接地极（电位﹣1.10 VCSE）。

（2）固态去耦合器的选择。作为直流隔离和交流导通装置，当两个端子之间的电压超过直流导通阈值时，固态去耦合器呈现直流低阻抗导通模式；当两个端子之间的电压降低到直流导通阈值以下时，固态去耦合器重新对直流电流呈现高阻抗，切断直流电流。固态去耦合器在遇到故障电流或雷击电流冲击时，内部模块能瞬间导通，将干扰电流通过接地泄放入大地，从而起到了对管道设施和人员保护的作用（表 1）。

表 1 固态去耦合器性能参数

（3）其他技术措施。受地形及征地赔偿等综合因素，排流点接地极材料采用15.0 kg/支预包装锌阳极12支，自带填包料和5 m电缆引线。为降低土壤电阻率，接地极周围填充化学填包料，石膏粉、膨润土、工业硫酸钠三种填包料比例为75∶20∶5。回填时采用人工土方回填，回填土过筛，确保无夹杂砖瓦、金属等硬物，回填时对接地极用水进行浇灌，使填包料浸透。排流电缆主要包括接地极汇流总电缆和管道排流电缆，均采用YJV22﹣0.6/1 kV 1×35 mm2铜芯电缆。

排流效果

检测评价排流后效果，包括设施检查、接地极接地电阻测试、接地极电位测试、排流量测试等。通过检测数据分析（表 2），管道K039#测试桩处安装排流设施后，交流电压平均值由4.4 V降至0.89 V，交流电流密度平均值由103.7 A/m²降至24.2 A/m²。K038#—K040#管段的交流电流密度平均值均小于30 A/m²，其余临近管道位置的交流电压及交流电流密度均达到排流防护效果；地床电阻0.88Ω，小于4 Ω，交流排流量在476 mA～578 mA，排流地床开/闭合电位无变化；管道排流器安装前后，所涉及管段的断电电位均在﹣0.95 V～﹣0.99 V，阴保正常。

表 2 排流设施安装后检测数据汇总

启示

结合治理实践，选择固态去耦合器既可以排交流，又可以防止管道阴极保护泄漏损失；排流接地极尽量选择和管道阴极保护电位接近的负电位材料接地极；排流接地极地床电阻越小越有利于排流效果。建议今后继续对杂散电流干扰管段进行检测评价，及时治理干扰超标或阴极保护不达标位置，对安装的排流设施依据相关标准及管理规定定期进行维护和完整有效性检测评价。

作者简介：黄文宏，1972年生，本科，腐蚀防护高级工程师，西安易测管道技术有限公司总经理，从事防腐及阴极保护工作24年。联系方式：13609205183，274885098@qq.com。