杂散电流对长输油气管道的危害及其检测.doc

电化学读书报告名称：杂散电流对长输油气管道的危害及其检测班级：031104姓名：任风利 杂散电流对长输油气管道的危害及其检测摘要：分析了杂散电流的特点及腐蚀原理，指出杂散电流是导致长输油气管道腐蚀泄漏的主要原因，发生杂散电流腐蚀的基本原理，介绍了杂散电流检测仪的基本操作。目前，长输油气管道作为石油、天然气长距离输送的主要手段，其防护与检测越来越受到管道企业的重视。由于长输油气管道均为埋地敷设，地域跨度大，敷设环境复杂，破损、泄漏不易被发现，且埋地管道维修需要征地并进行大量土方工程，费时费力，因此，及时对管道进行检测，发现问题并予以整改，防止腐蚀泄漏是维护管道安全运行的重要保障。一、 管道杂散电流的基本特点导致埋地长输油气管道腐蚀的原因主要有杂散电流腐蚀、土壤腐蚀和细菌腐蚀等。而杂散电流是造成管道腐蚀泄漏的主要原因，当直流大电流沿地面敷设的轨道流动时，直流电流除了在轨道上流动，还会泄漏到大地，在大地的金属管道上流动，然后回到电源，这部分泄漏的电流称为杂散电流。埋地管道的杂散电流有两种，一种是直流杂散电流(其它管道的外加电流阴极保护系统、直流电运输系统、采矿直流电牵引系统、直流电焊接、高压直流电输送系统、大地磁场的扰动等)；另一种是交流杂散电流(高压输电线路、交流电气化铁路供电线路、人地雷电流、故障强电流等)。杂散电流的流动过程形成了两个由外加电位差建立的腐蚀电池，加速了金属管道的腐蚀。杂散电流引起的腐蚀比一般土壤腐蚀更为严重，无杂散电流时，腐蚀电池两极的电位差仅为O35 V，有杂散电流时，管地电位高达89 V，其对埋地长输油气管道的使用寿命和安全运行影响很大。图1为杂散电流对管道的干扰示意图，杂散电流必须在某一部位从外部流到受影响的管道上，再流到受影响管道的某些特定部位，并在这些特定部位离开受影响的管道进入大地，返回到原来的直流电源；其它直流干扰源产生的杂散电流腐蚀也具有同样的特点。 二管道杂散电流的腐蚀机理腐蚀一般分为两种形式：化学腐蚀和电化学腐蚀。在无电流作用下产生的化学腐蚀是在潮湿和酸性环境中产生的，化学方程式如下：4Fe+SO：+4H20FeS+3Fe(OB)2+2014其中FeS和Fe(0H)。即为铁锈的主要成分。由于电流的影响，发生在金属与周围环境(如空气、水或者土壤)间的电化学反应导致了电化学腐蚀。在电牵引系统中经常会遇到两种形式的腐蚀，即局部腐蚀和整体腐蚀。无论哪种形式，腐蚀的形成需要以下四个基本条件：金属材料为阳极(或阳极区)及另一个阴极区：金属材料为阴极(阴极区)及另一个阳极区；在阴极和阳极间存在电解质；在阴极和阳极间形成电子流动径路。以上条件满足后就形成电池效应，从而导致腐蚀。根据电化学理论，失掉电子过程为氧化反应，得到电子过程为还原反应。金属体为阳极时，金属被氧化产生离子进入电解质，并伴随释放电子。化学反应方程式为：2Fe一2Fe”+4eFe“铁离子进入电解质，同时在金属体中留下2个电子，这样就产生了腐蚀。而在阴极将发生还原反应以保持电中性。在一个有空气的电解液中，水中的氧气与电子发生化学反应形成氢氧离子，即02+H20+4e一40H在酸性环境中，阴极反应将水还原为氢气和氢氧离子。化学方程式为，4H20+4e一一40H一+21t2由腐蚀反应产生的铁离子与氢氧根离子结合产生氢氧化铁，即铁锈，这在腐蚀后很容易看到。金属被腐蚀的速率与流过金属的电流的大小和方向有关。如果在金属物上外加一负极电流，则腐蚀反应将大大减少，并且阴极电势将旦高。这就是通常用于金属结构的阴极保护，比如应用于天然气管道和混凝土内的加强钢筋。相反，如果给金属体通一正极电流，则腐蚀反应将加速，阴极反应将减慢，从而导致金属腐蚀速率极大地加快。图二管道电位变化图三、埋地管道杂散电流的检测管道杂散电流检测选用英国雷迪公司的杂散电流检测仪(SCM)，每100 m检测一个点，检测周期为1 h，在腐蚀可疑处及发现腐蚀处加大检测密度并延长检验周期。1.安置SCM智能感应器在管道进行杂散电流检测之前，先对管道进行精确定位，记录不同位置的深度值并追踪管道的路由。将SCM智能感应器与管道垂直，水平放置在管道的正上方，SCM智能感应器上的箭头方向应指向假定的电流流动方向，通过该感应器内置的水准气泡检查SCM智能感应器是否水平。将连接电缆的RS232端连接到笔记本电脑的端口，另一端连接到SCM智能感应器上的通信接口。2.连接智能探针在管道上方打出一个插入孔，或直接将智能探针插入松软地面；将智能探针的末端部位靠近管道顶部的中心位置。当使用智能探针进行静态测时，智能信号发送器必须设置为PPL模式。将连接电缆的一端连接到智能探针，电缆的另一端与SCM智能感应器的接口连接。3.设置智能信号发送器切断CP系统，将智能信号发送器连接到阳极电缆或管道电缆，将红色线夹连接到正极的连接点上，黑色线夹连接到最负极的连接点上。智能信号发送器开机后，运行“Running SCM”，设定脉冲模式，启动GPS同步。四、结束语杂散电流会对管道本体造成严重的腐蚀，对管道的安全运行具有极