近些年来我国经济发展取得举世瞩目的成绩,特别是在世界爆发金融危机以后,以基础设施建设拉动内需的经济政策促使高速铁路、城市地铁为代表轨道交通有了突飞猛进的发展。在直流驱动的轨道交通系统中,一旦回流通路与大地的绝缘存在问题,直流电流会流入大地,对埋地管道等地下金属构筑物形成剧烈的电解腐蚀,导致金属构筑物的腐蚀速度非常快,使得它们在短时间内发生泄漏或损伤。
高压输电线路和埋地长输管道共用走廊长距离并行已经是不可避免的事实,输电设施与管道相邻,交流杂散电流在管道上可能产生交流杂散电流腐蚀。特别是超高压输电线路与外防腐层为绝缘性能优越的三层PE 的管道平行时,可以产生上百伏的交流干扰电压,干扰的距离可达几十公里,使得管道外加电流阴极保护系统不能正常投用,埋地管道处于高风险状态。
杂散电流的综合治理要从项目设计入手,采取防治结合的方式。首先在管道初步设计时对杂散电流干扰源进行详细地调查,确定管道路由时尽量避开干扰源,或与干扰源保持安全距离。或者采取措施减少干扰源泄露到大地的电流量,是解决干扰问题最直接的办法。如果在同一干扰区域内存在多条管道,可以将这些管道纳入一个系统进行防护,构成统一的排流保护系统。
对在役管道要对杂散电流干扰情况进行检测,分析杂散电流干扰的种类和干扰危害的程度,根据现场的条件选取对症的杂散电流排流措施。已经确认存在杂散电流的管道可以采取屏蔽或者排流手段解决干扰问题。
屏蔽法就是在电路流入点处在管道和杂散电流干扰源间采取电屏蔽的措施。具体做法是在管道两侧平行敷设两根锌带(屏蔽线),分别将锌带和管道引出连线到地面,在地面的测试桩上用接线排将它们短接在一起。若管道采用外加电流阴极保护时,要在管道与铜线之间接入一个管道保护器,通常为固态去耦合器。使得当杂散电流试图流入管道时,电流会通过这两根连接的导体跨过管道,而避免流入管道。
治理已经存在的杂散电流的另外一种方法就是在合适的位置引入排流装置。通过对可能存在的杂散电流进行检测之后,在合适的位置补建排流装置。
专家认为,埋地管道中的杂散电流随着土壤电阻率、埋深、与杂散电流源的距离的增大而减小,随着管道涂层破损率的增大而增大。在进行管道杂散电流干扰测试的时候,需要注意直流杂散电流和交流杂散电流共同存在的情况,因为据研究,在同等条件下直流杂散电流和交流杂散电流共同作用时对管道的腐蚀影响程度>直流杂散电流对管道腐蚀影响的程度>交流杂散电流对管道的腐蚀影响程度。要重视交流杂散电流的腐蚀,对交流杂散电流腐蚀的机理非常复杂,研究结果尚未达成共识,另外交流腐蚀监测、减缓及控制的标准还属于空白,在这方面还需要广大腐蚀工作者付出更多努力去研究、去探索。