杂散电流的来源

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1、杂散电流的来源、调查、检测、仪器、判断及解决方法地下管道（网）的杂散电流腐蚀与特点 导致地下管道腐蚀的原因很多，有时是多种因素交互作用在一 起。杂散电流是引起地下管道腐蚀破坏的原因之一。 杂散电流的定义“设计回路或规定回路以外流动的电流称为杂散电流”。 地下管道的杂散电流，是指来源于受影响管道无关的外部电源、 并在大地中流动、且能作用于受影响管道的外部电流。地下管道的杂散电流有两种： 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）。 交流杂散电流（高压输电线路、交流电气化铁路供电线路、入 地雷电流、故障强

2、电流等）。直流杂散电流的腐蚀与特点 以其它管道的外加电流阴极保护系统，对某一影响的地下管道造 成的直流杂散电流腐蚀为例，我们可以看到：直流杂散电流必须在某 一部位从外部电流到受影响的管道上，然后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回路特点。在杂散电流离开的那些部位，受影响的管道将发生腐蚀。腐蚀程度的严重与否遵循法拉第定律（与流出的杂散电流量成正比，与管道金属材料的电化学当量成正比）,即：AW= NITnF式中、AW：杂散电流造成的管体腐蚀量，克；N：管体金属的原子量； I：杂散电流强度，安培

3、；T:杂散电流对受影响管道的作用时间（流 出的时间），秒；n:管体金属的化合价；F：法拉第常数。杂散电流在单位面积的管体上产生腐蚀的速度可以表示为V 二 D （Aw）二 NIsc dtnF杂散电流造成受影响管道腐蚀时，其管体（杂散电流流出处）的 阳极反应为：Fe Fe+2+2e-已知N=55.84克，n=2, , F=26.8安培小时，我们假设：杂散 电流的强度为1 mA （10-3安培），杂散电流流出处，管体面积（防腐层 破损面积）为1cm2，于是，V 二 55.84x 1。-3 =10.4 克/米 2 小时 SC 2 x 26.8 x 10-4取管体的密度为7.80克/厘米3 ，于是，杂散

4、电流在上述假定条件下 引起管体腐蚀的速度为V =10.4 x 8.76 =11.68 毫米/年1 毫米/月SC 7.80这就是说，当受影响的管体上有1cm2的防腐层破损，并在该面积 的管体上有1mA的杂散电流流出，那么这样小的杂散电流对管体的腐 蚀速度为11.7毫米/年，或近似地，1毫米/月。如果杂散电流的强 度比1mA更大些、流出的面积比1cm2更小些，它所引起的腐蚀速度会 更高。1mA的杂散电流使得壁厚为5mm的管道在半年左右的时间里，出现lcm2的腐蚀穿孔并不足以令人惊讶。交流杂散电流的腐蚀与特点交流杂散电流的腐蚀问题 ,虽然研究的历史也不算短 ,但对其腐 蚀机理的论述不尽一致，这可能是

5、源于在交流杂散电流作用下，金属 腐蚀行为的复杂性。目前比较一致的意见是（1）交流杂散电流能引 起或加速金属的腐蚀；（2）同样条件下交流杂散电流引起的腐蚀要比 直的小，一般认为约为直流杂散电流所引起腐蚀的 2%；（3）阴极保 护在一定程度上可以抑制交流杂散电流的腐蚀。交流杂散电流会对金属的阳极溶解过程产生什么影响？中国科 学院院士曹楚南研究员从金属阳极溶解的动力学方程式入手，并利用 第一类修正的贝塞尔函数展开，得出了在幅植为 v 的交流电的作用 下，（管体）金属的阳极溶解电流密度的表达式：+ 另(2 k + 1k =0sin (2k + 1灿+艺(一1) J2k p cos(2kt)k+1由上式

6、可以看到，为了求得Ia的平均值，可对时间t在一个周期T（=1/f） 内积分再除以积分周期T。由于sin（2k+1） st禾口 cos（2ks t）都是周期函 数，积分值为零，而第一项与时间 t 无关，积分平均值仍为原来的数值， 故等式右侧的第一项就是交流电引起的直流效应，它对于金属的阳极溶解 速度发生影响。令(I)corr(I)dc = JrVdcp丿 aycorr根据上式，有2P丿 / 乂的2(Vr v、j =x卩a丿上式等号右方是对一个无穷级数求和。在工不太大的情况下, Pa我们取前5项(r=4)来估计一下交流电感应的影响:(i)d1 丄dc 沁 1 +corri r v、h沁228，即有

7、交流4 向 64 巴丿2304KJ 7456 + 1095按 扱性，睜制排甌扫+I0-+5式)S5排流討式)+1090+10 +5A辟so同时，我们可以由“正电位平均值比”的计算公式:耳v=V 1( C(+)x 100 %式中，n为正电位平均值比；V( + )、V( + )分别为排流保护实v12施前、后的正电位平均值，伏。可以看出前面叙述过的前期现场测量的重要性，它是效果评价必 要的基础数据。该标准的4.1.1条用于效果评价比较简单、容易，但达到这条标 准的要求有时比较难。4.1.1条规定：“对于保护系统中的管道(包括共同防护建筑物) 管地电位分布均匀，其任意点上的管地电位，达到阴极保护电位标

8、准 或达到接近未受干扰时的状态。”SY/T00232000的第6章给出了交流杂散电流排流保护的效果 评价指标。第6.2.2条规定，“排流保护应达到下列指标:(1) 在弱碱性土壤内，管道交流干扰电压W10V；(2) 在中性土壤中，管道交流干扰电压W8V；(3) 在酸性土壤或盐碱土壤环境时，管道交流干扰电压W6V。”表2 排流保护效果评定指标(SYJ17-86标准)排流类型管地戟位(V)正电位平均值比)朮接向干扰源排流10A9510-59085间接向干A 1090拢源排流10-585(接磁排A)v5AgO表3. 排流保护效果测号沁鼠排诫荊正疤位平均值出=就席正电位平均伍(”)芷电位丰均K比)排说*傑护电便平玲值f V)1号测诚械1. 341. 8X10-rt99 一 9-1. 13杆子山网井没測5. 1X10 rt-0. 86古城河桥牝1OOXO 4-1. XIG-i97180. 302. 5X10-09. 2-1. 174号決|试.蛀0. 1801001 45雷迪SCM杂散电流动态测量系统系统组成：（1）智能感应板两块（2）智能中断器两个（3）智能探针一个（4）电脑控制及分析应用软件一套（5）SmartMedia检测数据存储卡两个（6）交流充电器两个（7）用户手册一套全套人民币：375,000.00元天津市嘉信技术工程公司2005年8月 26日