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摘要：随着我国经济的高速发展,城市化进程的不断加快,在原有埋地天然气管道附近建设高铁、交流高压输电线、其他用电设施产生了大量杂散电流，加速了天然气管道的腐蚀，缩短天然气管道的使用寿命。针对杂散电流对天然气管道腐蚀影响实际情况，介绍几种有效延缓管道腐蚀的防护措施，提出了相应的管道防护技术方案。
关键词：油气管道；杂散电流；寿命；影响
1、前言
近年来，随着我国社会经济的发展，油气管道铺设里程也在不断增长。在油气管道使用过程中，会因各种原因产生不同性质的危害，而其中由杂散电流造成的油气管道腐蚀现象越来越受到的关注。杂散电流是指在设计或规定回路以外流动的电流，也被称为“迷流”。杂散电流在土壤中流动，且与被保护管道系统无关。该电流从管道的某一部位B进入管道，该部分称为阴极，电流沿管道流动一段距离后，又从管道C中流出，该部分称为阳极，此处管道产生阳极氧化，即杂散电流腐蚀。杂散电流腐蚀本质上是电化学腐蚀，阳极腐蚀较为严重。杂散电流的腐蚀强度是一般腐蚀不能与之相比的，它是管道腐蚀穿孔的主要原因，加强杂散电流监测，及时采取措施，以防为主、以排为辅、防排结合。
2、油气管道中杂散电流腐蚀的特点分析
油气管道中杂散电流腐蚀程度要远远大于土壤及电偶腐蚀，给油气管道的正常运行带了极大危害，杂散电流的腐蚀呈现以下特点：
2.1腐蚀程度大，危害大
通常情况下，油气管道中在没有杂散电流时，仅有几十毫安左右的自然电流，但如果管道周围存在有杂散电流，特别是在直流特高压输电线路单极锁闭状态下，放电电流可达3000A以上，影响距离达30-50公里，对影响范围内的埋地钢制管道造成极大的腐蚀，管道腐蚀呈直线上升。
2.2范围广、随机性强
杂散电流也被称为动态干扰，其原因是杂散电流的外部电流源直接影响着杂散电流的作用范围，影响范围甚至可达到几十公里。杂散电流腐蚀往往也是随机性，在受到外界电力设施的负载情况、管道的绝缘层状况等变换时，电流方向和电流强度也随之变化。因此，该特点也增加了杂散电流检测工作的难度。
3、杂散电流干扰的判别方法
直流杂散电流干扰的判别有外观判别法和电气判别法。
交流杂散电流干扰判断：在《埋地钢制管道交流排流保护技术标准》SY/T 0032-2000中根据土壤酸碱性来确定排流效果的指标：在弱碱性条件下，交流干扰电压应≤10V；在中性条件下，交流干扰电压≤8V；在酸性条件性，交流干扰电压≤6V。而国外则是从人身安全和管道腐蚀角度进行评价，欧洲标准CEN/TS 15280使用交流电流密度、交直流电流密度比等作为评价标准。随着我国天然气管道数量的逐渐增多，埋地管道受到的电流干扰也逐渐加大，因此我国相关部门的技术人员应当完善阴极电流检测技术，不断提高阴极保护系统的工作性能，促进埋地管道阴极保护电流测量技术的发展。
4、保护措施：排流保护和阴极保护
埋地管道阴极保护模式包括阴极保护断路、邻近管道短接以及杂散电流干扰等。
4.1排流保护
直接排流适用于被干扰管道存在确定的阳极区；优点是简单经济，效果好；缺点是应用范围有限。
极性排流适用于被干扰管道上管地电位正负交变；优点是安装简便，应用范围广；缺点是管道距离铁轨较远时保护效果差。
强制排流适用于轨道与管道之间电位差较小；优点是保护范围大，其他排流方式不能应用的特殊场合；缺点是需要使用电源，加剧铁轨腐蚀。
接地排流适用于不能直接向干扰源排流的被干扰管道；优点是应用范围广，对其他设施干扰较小；缺点是效果较差，需要辅助接地床。
4.2阴极保护
强制电流优点是保护范围大，不受土壤电阻率的限制，工程量越大越经济，保护装置寿命长；缺点是需要外部电源，对邻近金属构筑物有干扰，管理维护的工作量大。
牺牲阳极优点是不需要外部电源，对邻近金属构筑物干扰较小，管理工作量小，工程量小时比较经济；缺点是高电阻率环境不经济，防腐层差时不适用，输出电流有限。
5.实例分析
据某省输油管理局统计，约2000KM其中80%的腐蚀穿孔来自杂散电流的影响，有的才使用一年就发生腐蚀穿孔。依据法拉第电解定律计算，每安培杂散电流流经地下钢铁类金属设施时，1A可使之腐蚀9.1KG/年，可见排流非常重要。某天然气管线项目长度约150.1公里，管径 DN813，设计压力6.3兆帕，设计年输气量0.86亿立方米，日输气量为25万立方米，包括阀室7座和分输站1座，建设投资为164960万元，项目于2010年通过可研审查，确定线路路由，于2015年建成通气，2020年运行检查时发现自杂散电流多处超标，需要处理。原因分析：地理环境发生重大变化，如高铁、高压路的平行或交叉，周边附近有工厂设立等。针对实际情况，在管道侧采取防护方案：在埋地管道处于与大地绝缘状态时，进行接地处理；在存在地电场干扰的地段上，对管道进行加强防腐；在存在地电场干扰严重的管段一侧，设接地极与管道连接；采用牺牲阳极接地极排流；采用钳位式交流排流等。根据应地适宜的原则，采用一种或几种措施方案并举来进行排流，达到减少管道腐蚀，确保实际使用寿命不低于设计寿命25年。在防护方案实施过程中，遇到了地形地貌的复杂、地表青苗补偿、复耕及建构物的恢复、施工难度大等困难，经过近半年的施工作业，圆满完成。整个作业共使用固态去耦合器63套，接地测试桩195根，镀锌角钢1200M，镀锌角钢2900M，锌阳极950KG，电缆电线及其他材料若干；整个作业发生青苗补偿、复耕及建构物恢复费、材料费、人工费、施工机具使用费、施工单位管理费、税金及其他费用共计430余万元。
6、结语
杂散电流的存在，给油气管道产生了极大的危害，影响了管道线路运行的安全与稳定。油气管道杂散电流的成因相对较多，并且管道所处环境也存在一定的复杂性，因此在进行油气管道杂散电流腐蚀防护处理时，也要根据实际产生情况进行科学处理。目前不能完全有效控制杂散电流的产生；对杂散电流外泄认识不够；天然气管道单方面采取排流措施，成本非常高。为切实做好杂散电流防控工作，由相关部门协调，综合治理，共同防护，实现统一设计、统一管理、统一评价、分别实施工作机制。做好运行管理，排流系统完毕后，保护电位直流应在-2.0V～+2.0V之间，交流应在-2.0V～+2.0V之间。每年对固态去耦合器检测一次，保证排流、防雷功能完好，减少对埋地天然气管道的腐蚀，达到延长使用寿命的目的。
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