杂散电流腐蚀防护
燃气管道杂散电流腐蚀及防护
燃气管道杂散电流腐蚀及防护在燃气管道运行过程中，由于环境条件和管道使用维护等因素的不确定性，会导致管道表面产生一些杂散电流。
这些杂散电流的存在会给燃气管道带来一定的腐蚀风险，因此在燃气管道的设计、施工及运行过程中，需要考虑采取一些有效的措施，防止杂散电流对管道产生腐蚀损害。
本文将从杂散电流的产生机制、腐蚀机理以及防护措施三个方面进行阐述。
1. 杂散电流的产生机制燃气管道的杂散电流产生与周围环境及管道自身电化学池电位有关。
当管道连通另一电化学电位较低的构件或设施时，如果电位差超过一定值，就会产生杂散电流，从而引发管道腐蚀。
杂散电流可由线性和非线性两种方式产生。
1.1 线性杂散电流线性杂散电流主要受电源电位、管道电位和电路电阻的影响。
当电路中存在电位差，管道交流电阻和电位之间的电势差会产生电流，从而产生线性杂散电流。
其他因素如水分析、电解质浓度等也会影响杂散电流的大小。
1.2 非线性杂散电流非线性杂散电流往往是由高压直流线路通过电介质引起的，比如石油和天然气管道经过高压直流输电线路时就可能产生非线性杂散电流。
非线性杂散电流的幅度较大，可以对管道产生较大的腐蚀作用。
2. 腐蚀机理燃气管道在杂散电流的作用下，可能会发生如下几种腐蚀现象：2.1 金属腐蚀金属腐蚀是最为常见的一种腐蚀现象。
电流经过原本无需溶解的金属表面后，会发生电化学反应，并导致金属表面钝化层的破坏，随后金属的一部分物质就会溶解并脱落。
这样就会导致管道内部或外部的金属腐蚀。
2.2 极化腐蚀极化腐蚀是指金属表面在某些特定情况下，电化学反应速度升高而导致腐蚀的过程。
例如，在管道表面形成漏洞时，容易引起极化腐蚀。
2.3 应力腐蚀应力腐蚀是在金属表面承受着应力的情况下依然腐蚀的过程。
燃气管道由于其长期在应力状态下运行，如果存在杂散电流，则可能在管道表面形成多种应力，这就容易引起应力腐蚀。
2.4 脱化腐蚀脱化腐蚀则是指燃气管道表面物质溶解速度在电流作用下加快，这会导致管道内部物质脱落而形成腐蚀。
杂散电流的腐蚀及防护
一、杂散电流干扰方式杂散电流是指在地中流动的设计之外的直流电，它来自直流的接地系统，如直流电气轨道、直流供电所接地极、电解电镀设备的接地、直流电焊设备及阴极保护系统等。
其中，以城市和矿区电机车为最甚。
它的干扰途径如图10-60所示。
从图中可以划分三种情况：图10-60 杂散电流干扰示意图1—供电所2—架空线3—轨道电流4—阳极区5—腐蚀电流6—交变区7—阴极区1.靠近直流供电所的管道属于阳极区，杂散电流从管道上流出，造成杂散电流电解。
2. 在干扰段中间部位的管道属于极性交变区，杂散电流可能流入也可能流出。
当电流流出时，造成腐蚀。
3.在电机车附近的管道属于阴极区，杂散电流流入管道，它起着某种程度的阴极保护作用。
以上是一般规律。
实际上杂散电流干扰源是多中心的。
如矿区电机车轨道已形成网状，供电所很多，当多台机车运行时会产生杂乱无章的地下电流。
作用在管道上的杂散电流干扰电位如图10-61所示。
图10-61 杂散电流干扰电位曲线埋地钢质管道因直流杂散电流所造成的腐蚀称为干扰腐蚀。
因属电解腐蚀，所以有时也称电蚀。
这是管道腐蚀穿孔的主要原因之一。
例如：东北地区输油管道受直流干扰的约占5％，腐蚀穿孔事故原因的80%是由杂散电流引起的；北京地下铁路杂散电流腐蚀已经形成公害，引起了有关部门的重视。
随着阴极保护技术的推广应用，也会给地下带来大量的杂散电流。
如近些年来城市地下燃气管道给水管道、地下电缆等采用了外加电流保护，在它的阳极地床附近可能会造成阳极地电场干扰。
在被保护的管道(或电缆)附近可能会造成阴极电场的干扰。
其干扰形式如图10-62和图10-63所示。
其干扰范围与阳极排放电流和阴极保护电流密度成正比。
当单组牺牲阳极输出电流大于100mA时，也应注意其干扰。
二、杂散电流腐蚀的特点1.强度高、危害大埋地钢质管道在没有杂散电流时，只发生自然腐包蚀。
大部分属腐蚀原电池型。
腐蚀电池的驱动电位只有几百毫伏，而所产生的腐蚀电流只有几十毫安。
杂散电流腐蚀名词解释
杂散电流腐蚀名词解释杂散电流腐蚀名词解释1. 引言杂散电流腐蚀是一种常见的电化学腐蚀形式，对许多工业设备和结构造成严重的损害。
在本文中，我们将对杂散电流腐蚀进行详细解释，并探讨其原因、影响以及相应的防治方法。
2. 什么是杂散电流腐蚀杂散电流腐蚀（stray current corrosion）是指在电气系统中出现的不受控制的电流，通过某些金属结构或设备导致其腐蚀的现象。
这种电流在未经适当处理的情况下，可能导致严重的金属损耗，甚至引发设备破裂或系统故障。
3. 杂散电流腐蚀的原因杂散电流腐蚀通常由以下几个原因引起：3.1 非均匀电位分布：在电力供应系统或电气设备中，由于电流分布不均匀，导致某些地点的电位比其他地方高，产生电流流向较低电位的金属结构或设备，引发腐蚀。
3.2 地下设施电位差：在地下工程或管道系统中，可能存在不同的电位差，导致电流从一个区域流向另一个区域，引发腐蚀。
4. 杂散电流腐蚀的影响杂散电流腐蚀对金属结构和设备造成的影响主要有以下几个方面：4.1 金属损耗：杂散电流加速了金属的腐蚀速率，导致设备和结构的物质损耗加剧。
4.2 设备破裂风险：腐蚀导致金属断裂，可能引发设备破裂，造成重大事故和人员伤亡。
4.3 金属电位的漂移：杂散电流会改变金属结构或设备的电位，可能导致电气故障甚至系统崩溃。
5. 杂散电流腐蚀的防治方法为了有效预防和控制杂散电流腐蚀，可以采取以下几种方法：5.1 定期监测：通过安装监测设备，及时监测杂散电流的存在和变化，以便及早采取相应的措施。
5.2 电位补偿：通过电源系统的电位调整或使用电位补偿装置，可以减少或消除电位差，降低杂散电流的发生。
5.3 防护涂层：在金属结构表面涂覆保护性涂层，以防止杂散电流对金属的直接接触，减少腐蚀风险。
6. 个人观点和理解杂散电流腐蚀的概念对于电力系统和工程设备非常重要。
在我看来，了解和掌握杂散电流腐蚀的原因、影响及防治方法，对于预防设备腐蚀、保护系统运行稳定至关重要。
杂散电流腐蚀机理及防护措施
杂散电流腐蚀机理及防护措施一、背景介绍在工业生产中，随着科技的进步和发展，涉及到电子器件和各种金属设备的使用越来越广泛。
然而，我们也会遇到一些意想不到的问题，比如杂散电流腐蚀现象。
杂散电流腐蚀是一种电化学腐蚀现象，由于设备中的电子学元件和电线之间的电流路径不完全主导，所以产生了这种现象。
如何减少杂散电流对设备的损害，一直是工程师们尤为关注的问题。
二、腐蚀机理1.发生杂散电流的原因在不同状态下，电子元件和金属装置之间的电位差，导致内部电流的产生，从而出现了杂散电流的产生。
并且中介物质也是电化学反应的催化剂，强化电化学反应，加速了材料的腐蚀，使设备不可避免地出现了腐蚀现象。
2.电化学反应机理杂散电流腐蚀是一种电化学反应，其机理主要有以下几个过程：1）阴阳极反应所致的腐蚀当两种不同金属的材料同时存在于同一电解质中时，其间电位差会引起电流的流动。
金属中氧化物离子的流动，有时被电位差控制，产生了腐蚀现象。
2）金属在电场作用下腐蚀当电场强度超过电解质电势时，电解质中的离子将受到电场的约束，导致发生腐蚀现象。
3）金属在呼吸的过程中腐蚀在受湿气、氧气和空气中的金属构件，经过长时间的反复潮湿和干燥的过程，加剧了腐蚀现象的发生。
三、防护措施1.设计可靠的电路我国工业生产中，设计防护电路是杂散电流腐蚀防范工作的第一步。
同时，加强电子电气设备的设计和制造工艺，防止杂散电流的发生，可以有效避免毁坏设备的情况。
2.资料选择通过电解，构建材料对抗杂散电流腐蚀的能力和耐腐蚀性能强的组合材料。
3.使用低电容端子在电子电气设备的使用中，应尽量使用低电容的端子连接。
如果端子电容过高，会导致设备的工作电压精度下降，加速杂散电流的产生。
4.防止电离击穿在电子电气设备的使用中，必须避免电离击穿的情况发生，通过选择正确的电磁材料和电容电感规格，实现平衡装置的工作状态。
四、总结杂散电流腐蚀是电子电气设备中经常出现的问题，在工业生产中会给人们带来一定的损失。
1.5迷流腐蚀和防护
A、杂散电流腐蚀防护的原则
1、赌。增加轨道和大地的绝缘，减少杂散电流进入城市轨道的主体 结构 2、排。提供杂散电流返回至牵引变电所负母线的通路(回流线) 3、监测。设计完备的杂散电流监测系统，监测、测量杂散电流的大 小。走轨对地的电位。双边供电方式 2、增加行走轨对地的过度电阻。安装绝缘垫 3、敷设杂散电流收集网。敷设网状钢筋，纵向连通，通过排流柜引向牵引 变电所负极
第5节 城轨供电系统的迷流腐蚀 和防护
一、杂散电流的形成 流经牵引轨的牵引电流泄漏到隧道或 道床等结构钢上的电流就是杂散电流， 也称做迷流。(牵引电流由牵引变电所的正极出发，
经由接触网、电动列车和回流轨返回牵引变电所的负 极)
直流牵引地下杂散电流示意图
二、杂散电流的腐蚀原理
二、杂散电流的影响和危害
杂散电流会对地铁中的电气设备、设 施的正常运行造成不同程度的影响，以 及对隧道、道床的结构钢和附近的金属 管线造成危害 。
主要表现在
1、地下杂散电流流入电气接地装置， 会引起过高的接地电位（有些设备 无法正常工作） 2、隧道、道床、建筑物结构钢、管 道造成电腐蚀 3、引起保护动作
三、杂散电流腐蚀的防护
四、杂散电流的监测
地铁杂散电流监测系统原理框图
杂散电流对埋地管道的腐蚀及防护措施
时． 管道表 面会析 出大量 的氢 ． 造 成 防
腐 绝缘层 破损 、 脱落 。 从 而 加 剧 阴极 区 的腐 蚀 破 坏 对 于 长 距 离 带 覆 盖 层 的 金 属 管道 ． 杂 散电流 流入管 道很大 ． 电 流 只 能从 外 覆 盖 层 的 破 损 处 流 出 ． 更 容 易 集 中在 管 道 局 部
混 凝 土 结 构 的破 坏 主 要 由钢 筋 锈 蚀 、 钢 筋 与 混 凝 土 粘 结 强 度 降 低 和 钢 筋 锈 蚀 产 物 造 成 混 凝 土 开 裂 等 因 素 引 起 电 流
通 过钢 筋 混 凝 土 结 构 时 ． 由 于混 凝 土 内 在 设 计 和 规 定 回 路 中 意 外 流 动 的 电流 称 为 杂 散 电流 ． 杂 散 电流 包 括 直 流 杂 散 电流 和 交 流 杂 散 电 流 直 流 杂 散 电
为该 管 道存 在 直 流 干 扰 ： 当管 道 上 任 意 点 管 地 电 位 较 该 点 自然 电 位 正 向 偏 移 １ ０ ０ ｍ Ｖ 或 该 点 管 道 临 近 土 壤 直 流 地 电
的氢 不 能 逸 出 ． 则 可 能 使 钢 筋 与 混凝 土 脱开． 电流 流出点 钢筋锈 蚀 ． 有 效 面 积
腐 蚀 就 越严 重 ， 遵 循 法拉 第 电解 定 律 。 当
杂 散电流为 １ Ａ时 ． 一 年 内可 腐 蚀 ３ ６ ｋ ｇ 铅 、 １ ｌ ｋ ｇ 铜和 １ ０ ｋ ｇ铁 。 杂 散 电 流 强 度 评 价 指 标 主 要 为 管 地 电位 和 土 壤 电 位 梯 度 ． 当处 于 直 流 电
杂散电流腐蚀与防护
燃气管道杂散电流腐蚀及防护
燃气管道杂散电流腐蚀及防护燃气管道是连接城市与城市之间天然气输送的重要管道，其安全性和可靠性对于人民生命财产安全和经济发展具有重要意义。
然而，在使用燃气管道的过程中，可能会出现一些意想不到的问题，其中之一就是杂散电流造成的腐蚀问题。
本文介绍燃气管道杂散电流腐蚀及防护的相关知识。
一、杂散电流的来源杂散电流（stray current）是指在地下电解质（如土壤、岩石）中产生的电流。
杂散电流是无序流动的，来源于各种电气设备、铁路、工厂等，甚至个人家用电器也会产生杂散电流。
这些电流在地下电解质中形成变化复杂的电磁场和电位分布，可能会导致管道腐蚀。
二、杂散电流腐蚀的危害杂散电流带有一定的电位，当燃气管道与地下物质接触时，可能会发生电解反应。
这种反应具有腐蚀性，会使燃气管道的金属表面逐渐被侵蚀，从而损坏燃气管道。
如果管道被侵蚀得足够厉害，不仅会损坏管道本身，而且还可能导致爆炸、泄漏等严重后果。
三、燃气管道杂散电流的防护为了保证燃气管道的安全和可靠性，需要采取一些措施来防止杂散电流腐蚀。
以下是几种有效的方法：1. 接地保护燃气管道需要进行电气接地，从而将燃气管道与地面的电位接通。
这样可以使燃气管道的电位与地面接近，从而减少管道的腐蚀。
此外，地电位降低也有助于减小管道与地面之间的电势差，降低杂散电流对管道的腐蚀作用。
2. 阴极保护阴极保护是一种通过为管道表面制造负电位，从而减少管道表面腐蚀的方法。
在燃气管道阴极保护中，常使用电流池来为管道表面提供负电位。
这样可以降低管道表面的电位，减小管道表面的腐蚀。
3. 隔离保护隔离保护是指将需要保护的燃气管道与可能产生杂散电流的设备、设施隔离开来，阻止杂散电流流入燃气管道。
这种保护方式需要对可能存在的电气设备、地铁、电缆等进行检测和隔离处理。
4. 路线设计燃气管道的路线设计也是减少杂散电流对燃气管道腐蚀的关键。
为了确保燃气管道的安全运行，应在管道敷设前进行地形勘察，选择地形较平坦的区域，减少管道敷设的长度和弯曲程度。
杂散电流的腐蚀及防护
一、杂散电流干扰方式杂散电流是指在地中流动的设计之外的直流电，它来自直流的接地系统，如直流电气轨道、直流供电所接地极、电解电镀设备的接地、直流电焊设备及阴极保护系统等。
其中，以城市和矿区电机车为最甚。
它的干扰途径如图10-60所示。
从图中可以划分三种情况：图10-60 杂散电流干扰示意图1—供电所2—架空线3—轨道电流4—阳极区5—腐蚀电流6—交变区7—阴极区1.靠近直流供电所的管道属于阳极区，杂散电流从管道上流出，造成杂散电流电解。
2. 在干扰段中间部位的管道属于极性交变区，杂散电流可能流入也可能流出。
当电流流出时，造成腐蚀。
3.在电机车附近的管道属于阴极区，杂散电流流入管道，它起着某种程度的阴极保护作用。
以上是一般规律。
实际上杂散电流干扰源是多中心的。
如矿区电机车轨道已作用在当多台机车运行时会产生杂乱无章的地下电流。
供电所很多，形成网状，管道上的杂散电流干扰电位如图10-61所示。
图10-61 杂散电流干扰电位曲线埋地钢质管道因直流杂散电流所造成的腐蚀称为干扰腐蚀。
因属电解腐蚀，所以有时也称电蚀。
这是管道腐蚀穿孔的主要原因之一。
例如：东北地区输油管道受直流干扰的约占5％，腐蚀穿孔事故原因的80%是由杂散电流引起的；北京地下铁路杂散电流腐蚀已经形成公害，引起了有关部门的重视。
随着阴极保护技术的推广应用，也会给地下带来大量的杂散电流。
如近些年来城市地下燃气管道给水管道、地下电缆等采用了外加电流保护，在它的阳极地床附近可能会造成阳极地电场干扰。
在被保护的管道(或电缆)附近可能会造成阴极电场的干扰。
其干扰形式如图10-62和图10-63所示。
其干扰范围与阳极排放电流和阴极保护电流密度成正比。
当单组牺牲阳极输出电流大于100mA时，也应注意其干扰。
二、杂散电流腐蚀的特点1.强度高、危害大埋地钢质管道在没有杂散电流时，只发生自然腐包蚀。
大部分属腐蚀原电池型。
腐蚀电池的驱动电位只有几百毫伏，而所产生的腐蚀电流只有几．十毫安。
CJJ49-92地铁杂散电流腐蚀防护技术规程
For personal use only in study and research; not for commercial use地铁杂散电流腐蚀防护技术规程地铁杂散电流腐蚀防护技术规程CJJ49－92主编单位：北京市地下铁道科学技术研究所批准部门：中华人民共和国建设部施行日期：1993年4月1日关于发布行业标准《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》的通知建标〔1992〕477号根据原城乡建设环境保护部（88）城标字第141号文的要求，由北京市地下铁道科学技术研究所主编的《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》，业经审查，现批准为行业标准，编号CJJ49－92，自1993年4月1日起施行。
本标准由建设部城镇建设标准技术归口单位建设部城市建设研究院归口管理，其具体解释工作由北京市地下铁道科学技术研究所负责。
本标准由建设部标准定额研究所组织出版。
中华人民共和国建设部1992年7月25日第一章总则第1.0.1条地铁的杂散电流（迷流）对城市建筑和地铁本身具有较大的腐蚀作用，为有效地限制地铁杂散电流，降低与消除其不利影响，保证地铁具有良好的社会经济总体效益，制订本规程。
第1.0.2条本规程适用于采用直流电力牵引和走行轨回流方式的地铁系统的设计、施工和运行维护等各个环节。
其中主要包括：一、地铁直流牵引供电系统中与限制和减小杂散电流值有关的措施；二、地铁中可能受到杂散电流腐蚀或影响其外泄的结构与设备；三、地铁系统中的防蚀措施。
本规程不适用于地铁建设过程中所采取的临时性措施。
第1.0.3条地铁的工程设计，应包括杂散电流腐蚀防护的内容（积极防护和消极防护措施）。
第1.0.4条地铁的建设施工必须按照工程设计的要求，完成限制杂散电流的各项措施和地铁结构的腐蚀防护与监测设施，并作为工程验收的内容。
施工过程中，应及时逐段检查施工质量，保证达到技术指标。
第1.0.5条常年正常运行的地铁线路，应在运行方式上力求减小杂散电流值。
地铁的线路和线路上部建筑，应经常处于清洁、干燥和良好绝缘的状态。
船体杂散电流腐蚀与防护
船体杂散电流腐蚀与防护1、水中杂散电流产生原因作为一种介质，水和土壤一样可视为电解质，其均匀性比土壤好，当有电流流动时，一般可以直线方向流动，如果在电流流动的区域内有金属构筑物存在，和埋地管道>管道一样将遭受到杂散电流腐蚀。
船舶、海上平台、码头等金属构筑物置于海中，当这些构筑物上使用直流用电设备时，便会造成杂散电流干扰，比如电焊、强制电流阴极保护>阴极保护等作为船体，杂散电流主要发生在修造、停泊、维修期间，因为这个时期往往都需要使用电焊或其他电焊通过船体。
因杂散电流腐蚀的事例很多，快者3个月便会腐蚀穿孔，更有甚者，大连某海运大队的1条船，停靠在岸边，利用单线进行轴系的焊接工作，持续时间约为5h，就腐蚀损坏掉一只铸钢螺旋浆。
2、杂散电流腐蚀的验证和检测（1）腐蚀破坏速率相当快，并与船体的钢材好坏关系不大，一般仅半年到一年、几十天、有的甚至在几小时内疚严重的破坏了壳体或零件。
（2）腐蚀的形状为坑装或穿孔，腐蚀坑内有黑色粉末泥状铁锈，相应的阴极部位有白色的阴极沉积物附着。
（3）腐蚀集中产生在电阻小、易放电的部位，如油漆剥落破损的部位、尖角边棱突出处，而且往往是靠码头或电源的一侧腐蚀最严重。
（4）由于杂散电流的数量级一般都很大，所以常规的阴极保护>阴极保护难以阻止杂散电流的腐蚀，此时的牺牲阳极溶解量将大大增加。
（5）交流杂散电流所引起的腐蚀仅为直流的1%。
（6）当有杂散电流存在时，船体的电位值明显偏离船体的正常电位值。
按《船体杂散电流腐蚀的防护方法》GB/T 3712，杂散电流的判断准则为正向偏移大于20mv。
通常船体在海水中的电位值在-0.65V~-1.00V （CSE）之间，若测得的船体电流电位高出或低处这一范围均应怀疑有杂散电流。
当用指针式电压表测试时，指针颤抖或左右摇摆。
3、杂散电流腐蚀的防护（1）直接排流和管道>管道上直接排流道理一样，将被干扰的船体，在焊接作业时，直接用一根长的地线与焊机的负极连接在一起。
地铁杂散电流腐蚀防护技术规程
地铁杂散电流腐蚀防护技术规程
地铁杂散电流腐蚀防护技术规程
一、前言
随着城市轨道交通的快速发展，地铁杂散电流腐蚀问题日益凸显。
为了保障地铁线路的安全运行和延长设备寿命，制定本技术规程，对地铁杂散电流腐蚀防护进行规范和指导。
二、定义
1. 地铁杂散电流：指由于直流牵引系统接地电阻不足或接触不良等原因而在轨道中产生的漏电流。
2. 地铁杂散电流腐蚀：指由于地铁杂散电流引起的金属结构物表面氧化、锈蚀等现象。
三、防护措施
1. 增加接地电阻：通过增加接地电阻来降低地铁杂散电流的大小。
2. 阴极保护：在金属结构物表面涂覆特殊涂料或安装阴极保护装置，使其成为阴极，从而减缓金属结构物表面的氧化、锈蚀等现象。
3. 限制漏电流：加强对地铁线路的检修和维护，及时排除接触不良等问题，从而限制漏电流的大小。
四、防护效果评估
1. 对地铁杂散电流腐蚀防护措施进行定期检测和评估。
2. 根据检测结果，对防护措施进行调整和改进，以达到最佳的防护效果。
五、总结
地铁杂散电流腐蚀是城市轨道交通运营中不可避免的问题。
本技术规程旨在规范和指导地铁杂散电流腐蚀防护工作，提高地铁线路的安全性和设备寿命。
杂散电流腐蚀防护措施
杂散电流腐蚀防护
5）在正线牵引变电所附近设置道床结构钢筋排流端子，以便用排流电缆将杂散电流主收集监测网 连接至牵引变电所内排流柜。
6）在正线牵引变电所内设置排流柜。排流柜应根据运营过程中对杂散电流腐蚀状况的监测结果判 断是否投入运行。 7）在车站两端、地下区间联络通道及高架区间每隔200m左右设置上、下行均流电缆；在设置牵引 变电所的车站一端不再设置均流电缆。在正线同一行的两根钢轨间每隔200m左右也设置一处均流 电缆。 8）车辆段（停车场）应根据接触网供电分段情况确定牵引回流回路，恰当的设置回流点和均流电 缆。 9）车辆段（停车场）线路与正线之间、车辆段（停车场）各电化线路的库内线路与库外线路之间 应设置绝缘轨缝并装设单向导通装置。电化股道和非电化股道之间、电化股道尽头线与车挡设备之 间应设置绝缘轨缝。
加强金属构件腐蚀防护 杂散电流检测
1）走行钢轨和DC1500V设备采用绝缘法安装。
2）利用道床结构钢筋的可靠电气连接，形成杂散电流主收集监测网；
3）利用地下车站、明挖（或矿山法）区间隧道及U型槽、桥梁结构钢筋的可靠电气连接，形成杂散 电流辅助监测网；
4）在盾构区间采用隔离法对盾构管片结构钢筋进行防护。
杂散电流腐蚀防护措施
1) 杂散电流（“迷流”）的产生
杂散电流对金属结构的腐蚀有四个方面： 钢轨、道床结构钢筋、隧道结构钢筋、地网及地铁外部其它公共设施
堵 排 测
杂散电流腐蚀防护
采取“以堵为主，以排为， 防堵结合，加强监测”的设计原则：
•GB50157-2013 •CJJ49-92
从源头上减少杂散电流 限制杂散电流扩散
杂散电流腐蚀机理及防护措施
杂散电流腐蚀机理及防护措施地铁或轻轨一般采用直流电力牵引旳供电方式,一般接触网(或第三轨)为正极,而走行轨兼作负回流线。
由于回流线轨存在着电气阻抗,牵引电流在回流轨中产生压降,并且回流轨对地存在着电位差,回流线对道床、周围土壤介质、地下建筑物、埋设管线存在着一定旳泄漏电流,泄漏电流沿地下建筑物、埋设管线等介质至负回馈点附近重新归入钢轨,此泄漏电流即称迷流,又称地铁杂散电流。
地铁迷流重要是对地铁周围旳埋地金属管道、电缆金属铠装外皮以及车站和区间隧道主体构造中旳钢筋发生电化学腐蚀,它不仅能缩短金属管线旳使用寿命,并且还会减少地铁钢筋混凝土主体构造旳强度和耐久性,甚至酿成劫难性旳事故。
如煤气管道旳腐蚀穿孔导致煤气泄漏、隧道内水管腐蚀穿孔而被迫更换等。
此外,地铁迷流同步也对地铁沿线都市公用管线和构造钢筋产生“杂散电流腐蚀”,影响地铁以外沿线公共设施旳安全及寿命。
本文结合我企业参与旳多条地铁线施工和运行维护管理旳经验,针对杂散电流腐蚀机理及防护措施方面浅谈管见。
1 杂散电流腐蚀机理1.1 杂散电流腐蚀机理地铁迷流对埋地金属管线和混凝土主体构造中钢筋旳腐蚀在本质上是电化学腐蚀,属于局部腐蚀,其原理与钢铁在大气条件下或在水溶液及土壤电解质中发生旳自然腐蚀同样,都是具有阳极过程和阴极过程旳氧化还原反应。
即电极电位较低旳金属铁失去电子被氧化而变成金属离子,同步金属周围介质中电极电位较高旳去极化剂,如金属离子或非金属离子得到电子被还原。
地铁直流牵引供电方式形成旳迷流及其腐蚀部位如图1所示。
图中,I为牵引电流,Ix、Iy分别为走行轨回流和泄漏旳迷流。
由图1可得地铁迷流所通过旳途径可概括为两个串联旳腐蚀电池,即电池I:A钢轨(阳极区)+B道床、土壤+C金属管线(阴极区);电池II:D金属管线(阳极区)+E土壤、道床+F钢轨(阴极区)。
当地铁迷流由图1中A、D(阳极区)旳钢轨和金属管线部位流出时,该部位旳金属铁便与其周围电解质发生阳极过程旳电解作用,此处旳金属随即遭到腐蚀。
油气长输管道杂散电流干扰腐蚀与防护
油气长输管道杂散电流干扰腐蚀与防护发布时间：2022-08-30T07:20:25.980Z 来源：《科技新时代》2022年第2期第1月作者：崔路飞[导读] 随着国内油气长输管道被杂散电流干扰腐蚀的情况越渐严重崔路飞国家管网集团东部原油储运有限公司新乡输油处河南省新乡市 453000摘要：随着国内油气长输管道被杂散电流干扰腐蚀的情况越渐严重，本文着重从杂散电流干扰腐蚀的原理、特点和预防措施三个方面进行了分析，希望通过这些分析在一定程度上去对油气长输管道达到一定防护作用。
关键词：油气长输管道；杂散电流；干扰腐蚀与防护杂散电流对埋地金属结构是具有强烈腐蚀性的，加上近年来我国的油气长输管道日益增多，杂散电流的干扰腐蚀严重影响到了油气长输管道的运行。
因此，研究杂散电流的原理并对其进行防护措施的研究刻不容缓。
一、杂散电流干扰腐蚀原理杂散电流其实就是那些不在规定电路内流动的电流，这种电路非常容易使得油气长输管道被干扰腐蚀，而被腐蚀的根本原因其实就是化学反应中的电解作用。
首先埋入地下的钢制管道本身就已经带有一定的导电性，加上杂散电流的不规则流动，使得电位差形成，最终造成电池被腐蚀的现象。
杂散电流流入金属导管中往往会带上负电，人们普遍把这个区域称为阴极区，其实处在阴极区的管道正常情况下是不会被电流所影响到的，可是当如果阴极区的电位值超出了管道所能承受的正常值，就会导致管道的表层覆盖上大量的氢，这些氢会极大程度的造成腐蚀层的剥离[1]。
而管道被腐蚀破坏后，从破坏点流出的电流则带正电，人们普遍把这个区域称为阳极区，而阳极区的部分管道以离子的形式融入到周围的介质之中，最终对油气长输管道造成了电化学腐蚀。
过程如下：二、杂散电流干扰腐蚀特点（一）强度高、危害大被腐蚀是无法避免的，即使没有杂散电流从中作梗，埋在地下的油气长输管道也是会被自然反应所腐蚀的，但是这种腐蚀反应是非常微弱且缓慢的，正常情况下腐蚀电流不会超过一百毫安。
城轨交通供电3.杂散电流腐蚀防护
随着线路运营时间的延长， 运营环境逐步恶化，泄漏电 阻值还将逐步减小 回流轨对地的电位与牵引变 电所供电距离、牵引电流大 小及回流轨纵向电阻大小直 接相关。
电位差---在回流轨中电流由
高电位流向低电位，回流轨与 地之间形成了电位差
泄漏电流，即杂散电流
杂散电流增大
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§4-1 杂散电流产生、腐蚀机理及危害
② 杂散电流防护方法
C. 加强走行轨对地绝缘
重视日常运营维护。 必须定期清扫线路，清除粉尘、油污、脏物、沙土等，
保持走行轨绝缘水平良好。
及时消除道床积水，保持道床处于清洁干燥状态。 根据杂散电流监测系统的报警信息，及时处理线路异常
现象。
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§4-2 杂散电流防护措施和监测手段
u( x )
L1
0
L2
x
u（x）形状
iS ( x )
L1
0
is（x）形状
L2
x
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§4-1 杂散电流产生、腐蚀机理及危害
四. 杂散电流的分布规律
3. 双边供电杂散电流分布
① 牵引变电所负极附近的轨道电位为负的最大值，此处杂 散电流从埋地金属结构流出，埋地金属结构为阳极，受 杂散电流腐蚀最严重。列车下部的走行轨为正的最大值， 杂散电流从走行轨流出，走行轨为阳极，埋地金属为阴 极，此处走行轨受杂散电流腐蚀最严重。
3. 双边供电杂散电流分布
I1 I1 I2 I1
列车
-
+
iT1 ( x )
I I 2
L2 I1 I L
x = L1 x
is1 ( x )
x=0
L = L1 + L2
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道床混凝土的设臵。 为有效防止杂散电流对主体结构钢筋进行腐蚀，杂散电
流道床收集网钢筋与走行轨之间需要进行绝缘处理，混 凝土层需要一定的厚度。
保持牵引回流通路顺畅。
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§4-2 杂散电流防护措施和监测手段
一. 杂散电流的防护措施
1. “防” —— 源控法
一. 杂散电流的防护措施
2. “排” —— 排流法
① 排流法概念
只有当杂散电流从走行轨或钢筋等金属管线流出时才会 对其产生腐蚀，而杂散电流流出的区域集中在牵引变电 所附近。若在牵引变电所处将结构钢筋或其他可能受到 杂散电流腐蚀的金属与走行轨或牵引变电所负母排相连， 由于杂散电流总是走电阻最小的通路，这样杂散电流就 直接流回至牵引变电所，大大减少了杂散电流从钢筋再 扩散至混凝土的可能，减少了杂散电流流出钢筋的电化 学反应。
电池Ⅰ：A 钢轨（阳极区）→B道床、土壤→C金属管线（阴极区） 电池Ⅱ：D金属管线（阳极区）→E土壤、道床→F钢轨（阴极区）
直流牵引变电所
+
回 流 线
接触网
E D
走行轨道 F B C 金属管线 A
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§4-1 杂散电流产生、腐蚀机理及危害
三. 杂散电流的腐蚀机理
2. 城轨杂散电流腐蚀机理
B. 单边供电（变电所附近走行轨接地）：
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§4-2 杂散电流防护措施和监测手段
一. 杂散电流的防护措施
1. “防” —— 源控法
① 杂散电流经验估算公式
C. 双边供电：
R L2 ig = I Rg 16
I — 列车牵引电流(A) R —走行轨纵向电阻(Ω/km) Rg—走行对地过渡电阻(Ω〃km) L —牵引所与开车之间距离(km)
三. 杂散电流的腐蚀机理
1. 电化学腐蚀
杂散电流腐蚀属于电化学腐蚀。
电化学腐蚀反应是一种氧化还原反应。在反应中，金属 失去电子而被氧化，其反应过程称为阳极反应过程。介 质中的物质从金属表面获得电子而被还原，其反应过程 称为阴极反应过程。 把进行电子传导的金属导体与进行离子传导的电解质相 接触的界面称为电极系，电子导体和离子导体的接合称 为e-i接合。
随着线路运营时间的延长， 运营环境逐步恶化，泄漏电 阻值还将逐步减小 回流轨对地的电位与牵引变 电所供电距离、牵引电流大 小及回流轨纵向电阻大小直 接相关。
电位差---在回流轨中电流由
高电位流向低电位，回流轨与 地之间形成了电位差
泄漏电流，即杂散电流
杂散电流增大
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§4-1 杂散电流产生、腐蚀机理及危害
2Fe 2Fe 4e 阴极： 4H 4e 2H2
阳极：
4H2O 4e 4OH 2H2
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§4-1 杂散电流产生、腐蚀机理及危害
三. 杂散电流的腐蚀机理
2. 城轨杂散电流腐蚀机理
当金属铁（Fe）周围的介质是碱性电解质时，发生的氧 化还原反应为吸氧腐蚀。
杂散电流对土建结构钢筋、设备金属外壳及其它地下金 属管线产生的电化学腐蚀，即杂散电流腐蚀，也叫做迷 流腐蚀。
直流牵引变电所
+
回 流 线
接触网
-
走行轨道
金属管线
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§4-1 杂散电流产生、腐蚀机理及危害
二. 杂散电流的产生
② 杂散电流可用以下形式说明。
过渡电阻---回流轨与轨枕、
地之间存在一定的过渡电阻
金属的腐蚀量满足法拉第定律：
P — 电腐蚀损失重量(kg)
P KI t
K — 电化当量(kg/C)
I — 流出金属的电流(A) t —电流通过的时间(s)
如，铁的K =2.89×10-17kg/C，1A的直流电流通过1 年，由于电解引起的金属损失为：
P 2.89 10-17 1 60 60 24 365 9.1(kg)
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§4-2 杂散电流防护措施和监测手段
一. 杂散电流的防护措施
1. “防” —— 源控法
② 杂散电流防护方法
B. 牵引网采用双边供电 在牵引网制式、牵引变电所间距以及走轨电阻值等条件 相同的情况下，采用双边供电比采用单边供电，其牵引 电流值减小近一倍，杂散电流值仅为单边供电的1/4。
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§4-2 杂散电流防护措施和监测手段
一. 杂散电流的防护措施
1. “防” —— 源控法
② 杂散电流防护方法
C. 加强走行轨对地绝缘 走行轨对地绝缘水平越好，则杂散电流的值越小。城市 轨道交通运营中，轨地过渡电阻值的降低是产生杂散电 流的最主要原因。《地铁杂散电流腐蚀防护技术规程》 中规定：新建线路的走行轨与区间主体结构之间的过渡 电阻值不应小于15Ω〃km，对于运行线路不应小于3 Ω〃km。
3. 双边供电杂散电流分布
I1 I1 I2 I1
列车
-
+
iT1 ( x )
I I 2
L2 I1 I L
x = L1 x
is1 ( x )
x=0
L = L1 + L2
x = L2
L1 I2 I L
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§4-1 杂散电流产生、腐蚀机理及危害
四. 杂散电流的分布规律
3. 双边供电杂散电流分布
⑥ 双边供电时，两侧电源特性相同。
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§4-1 杂散电流产生、腐蚀机理及危害
四. 杂散电流的分布规律
2. 单边供电杂散电流分布
r
I +
I
I
列车
I
-
+
列车
I
i( x)
-
变 电 所
x=0
i ( x) x=L x s （a）线路简化图
I
i( x)
Rdx
i ( x ) - di ( x )
u( x ) + du( x )
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§4-2 杂散电流防护措施和监测手段
一. 杂散电流的防护措施
1. “防” —— 源控法
② 杂散电流防护方法
A. 合理设臵牵引变电所 杂散电流与列车到牵引变电所距离的平方成正比，牵引 变电所之间的距离越长，杂散电流越大。在满足供电负 荷、供电质量等前提下，可以适当调整牵引变电所的数 量和位臵，尽量使牵引变电所均匀布臵。
u( x )
L1
0
L2
x
u（x）形状
iS ( x )
L1
0
is（x）形状
L2
x
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§4-1 杂散电流产生、腐蚀机理及危害
四. 杂散电流的分布规律
3. 双边供电杂散电流分布
① 牵引变电所负极附近的轨道电位为负的最大值，此处杂 散电流从埋地金属结构流出，埋地金属结构为阳极，受 杂散电流腐蚀最严重。列车下部的走行轨为正的最大值， 杂散电流从走行轨流出，走行轨为阳极，埋地金属为阴 极，此处走行轨受杂散电流腐蚀最严重。
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第4章 杂散电流腐蚀防护
电气工程系 黄小红
第4章 杂散电流腐蚀防护
一
二 三 四 杂散电流产生、腐蚀机理及危害
杂散电流腐蚀防护措施和监测手段
杂散电流腐蚀防护对专业的要求 杂散电流收集网截面计算
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§4-1 杂散电流产生、腐蚀机理及危害
一. 杂散电流（迷流）腐蚀概念
以走行轨为回流通路的直流牵引供电系统，由于走行轨 不可能完全绝缘于道床结构，钢轨不可避免地向道床及 其它结构泄漏电流，这种电流就是杂散电流，也称为地 中迷流。
2Fe 2Fe 4e 阴极： O2 2H2O 4e 4OH
阳极： 腐蚀反应 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe2O3〃2xH2O （红锈） Fe3O4
（黑锈）
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§4-1 杂散电流产生、腐蚀机理及危害
三. 杂散电流腐蚀特点及危害
1. 腐蚀特点
① 腐蚀激烈。
类别
名称 水中 湿土中 干土中 干燥的大气中
电阻率参考值（Ω〃m） 40～55 100～200 500～1300 12000～18000
混凝土
）
宜将道床排水沟设在道床两侧，并保证排水通畅。
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§4-2 杂散电流防护措施和监测手段
一. 杂散电流的防护措施
1. “防” —— 源控法
② 杂散电流防护方法
北京地铁实测值可达220～326A
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§4-1 杂散电流产生、腐蚀机理及危害
三. 杂散电流的腐蚀机理
1. 腐蚀特点
②ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ腐蚀集中于局部位臵。
③ 有防腐层时，往往集中于防腐层的缺陷部位。
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§4-1 杂散电流产生、腐蚀机理及危害
三. 杂散电流的腐蚀机理
2. 杂散电流的危害
i( x)
u( x )
u( x )
is ( x ) + di ( x )
Rg /dx
di ( x )
is ( x )
x
dx
x + dx
（b）电压节点
x
dx
R Rg
（c）电流节点
x + dx
r — 牵引网阻抗(Ω) R — 走行轨单位阻抗(Ω/km) Rg — 走行轨对地电阻率( Ω· km) I — 牵引电流(A)
直流牵引变电所
+ -
接触网
回 流 线