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杂散电流腐蚀

/stray current corrosion/
条目作者李晓刚

李晓刚

最后更新 2022-01-20
浏览 266
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非限定回路中的杂散电流,从管道的某一部位进入,沿管道流动一段距离后,又从管道流入土壤,在电流流出部位,管道发生的腐蚀。又称迷流腐蚀,是一种电化学腐蚀。

英文名称
stray current corrosion
又称
迷流腐蚀
所属学科
冶金工程

杂散电流腐蚀多出现于电气化铁路或地铁附近的埋地管道、城市的地下管网与高压输电线并行的埋地管道、工厂内部的地下管道等基础设施建设及船舶和海洋工程领域中。

杂散电流主要有直流杂散电流、交变杂散电流和地球磁场引起的地电流。直流杂散电流来源于直流电流源,例如轨道传输系统、阴极保护系统等。交变杂散电流来源于交变电流源,例如高架交流电线等。交流杂散电流引起的腐蚀要比直流杂散电流腐蚀的强度小得多(大约为直流的1%或更小)。

杂散电流腐蚀在本质上仍然是电化学腐蚀,都是具有阳极过程和阴极过程的氧化还原反应。杂散电流流入、流出埋地管道时会对电化学腐蚀的阴阳极过程产生不同的影响。杂散电流流入部位,管道得到保护,但过大的杂散电流流入会造成管道局部过保护,如电位过负,会大大促进阴极过程,特别是析氢反应的加剧,导致管道表面产生大量氢而造成防腐绝缘层损坏甚至剥落,进而导致腐蚀的发生和加剧;而杂散电流流出的部位,阳极反应得到促进,管道以铁离子的形式大量溶入周围介质中,因而管道受到严重的腐蚀。

杂散电流腐蚀形貌:点蚀倾向大,创面光滑,有时呈金属光泽,边缘较整齐,腐蚀产物似炭黑色细粉状,有水分存在时,可明显观察到电解迹象。

控制杂散电流腐蚀主要通过疏导和堵截的方法。疏导法也称排流法,是将管道上感应的交流电排放到大地中去,消除交流电压对设备的危害,排流法主要包括:①接地排流,即通过接地电阻很小的接地体把管道上的交流电压给降下去。一般要求接地体的接地电阻小于该处管道的接地电阻。由于管道中有直流阴极保护电流存在,故在排流时要采用隔直环节或牺牲阳极接地材料。根据所选用的回路环节的不同和材料的区别,又可以分为直流排流、牺牲阳极排流、嵌位式排流、电容排流和极性排流。②分段隔离,即在干扰的平行区间里,利用绝缘法兰把管道分割成若干个小的干扰段,使得管道的纵向感应电动势降低。

堵截法有时也称作隔离法,控制过程中需要注意:①储罐与交流接地体保持不小于30米的安全距离。埋地管道与电气化铁路平行时,平行最近点距离应大于30米。②两线一地接线体与管道中心线的最小距离为30~50米,且管道附近的电位梯度每米小于500毫伏。③埋地管道与电力系统接地体应按照规定的安全距离安放。当管道的位置不满足安全距离时,可在干扰源和管道之间设置绝缘板或导电屏蔽栅,尺寸应延伸到电厂作用范围之外5~10米;对受干扰管段提高一个防腐等级。

中国上海轨道交通运输系统的明珠线,在建设过程中,采用了疏导和堵截两种方法来解决杂散电流的腐蚀问题。美国地下管道的杂散电流腐蚀问题也采用了相同的解决方法。

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