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研 究 生 课 程 论 文 (2013-2014学年第一学期) 地铁杂散电流对燃气管道腐蚀的影响 研究生：程兴 提交日期： 2013年1月4日 研究生签名：程兴 学 号 201321002784 学 院 机械与汽车工程学院 课程编号 S0837006 课程名称 故障诊断与维修技术Ⅱ 学位类别 工程硕士 任课教师 马小明 老师 教师评语： 成绩评定： 分 任课教师签名： 年 月 日 地铁杂散电流对燃气管道腐蚀的影响 程兴 摘要: 本文介绍了密间隔电位（CIPS）检测技术及其原理，分析了直流杂散电流及其对埋地钢质燃气管道的腐蚀机理，通过工程实例，利用密间隔电位（CIPS）检测技术对某段埋地钢质燃气管道进行了检测与数据分析，评价了该段埋地钢质燃气管道附近杂散电流对埋地钢质燃气管道安全的影响。 关键词: CIPS技术；杂散电流；燃气管道；腐蚀 Abstract: This paper introduces the close interval pipeline survey (CIPS) detection technology and its principle, analyzes the DC stray current and the?corrosion of buried?steel gas pipeline ，through the project example, make use of the close interval pipeline survey (CIPS) detection technology to detect a buried steel gas pipeline and analyzes its data. At the same time, evaluated the effect to the buried steel gas pipeline caused by the stray current nearly. Key words:?CIPS technology；stray current；gas pipeline. 引言 目前，国内外应用成熟的外检测方法有：密间隔电位（CIPS）/直流电压梯度（DCVG）测量法，PCM管中电流测量法，皮尔逊法等。其中，CIPS主要用来评价阴极保护系统的有效性、防腐层缺陷、管道与其它构筑物的短路情况和识别杂散电流区域，它是对埋地管道防腐层和阴极保护及双重保护的效果进行直接检测评价的主要方法。 其原理是在管道上测量埋地管道管地电位沿管道的变化，在有阴极保护的管道上，同时测量阴极保护系统电源开时的管地电位（on电位）和阴极保护电源瞬间关时的管地电位（off电位）。在杂散电流干扰区，对密间隔测量数据进行校正，获得真实的阴极保护电位，评价阴极保护系统的有效性。 地铁杂散电流及其对埋地钢质燃气管道腐蚀的机理 1.1地铁杂散电流的产生 在地铁系统中，牵引供电系统一般采用直流方式，会产生杂散电流。目前，地铁的牵引供电方式一般采用直流供电方式。在理想的状况下，牵引电流由牵引变电所的正极出发，经由接触网、电动列车和铁轨返回牵引变电所的负极。由于铁轨与大地之间的绝缘不良或不是完全绝缘，流经铁轨的电流不能全部经由铁轨流回牵引变电所的负极，有一部分电流会泄漏进入大地，然后再流回变电所，这部分泄漏到大地中去的电流就是杂散电流，也称作迷流。铁轨铺设在轨枕、道碴或整体道床上，由于钢轨与轨枕或整体道床之间不是完全绝缘状态，钢轨与大地间存在一定的过渡电阻，其阻值表示了轨道和大地之间的阻性耦合和电导性耦合。有关研究表明，钢轨与大地之间的过渡电阻与通过铁轨中的电流无关，其阻值取决于轨枕和轨道紧固件的类型、轨枕下面的垫层、污染程度、气象条件。也就是说，从铁轨流人大地的杂散电流与道床类型、轨枕和轨道紧固类型有关，并还随污染程度、气象条件的变化而变化。 1.2地铁杂散电流腐蚀机理 地铁迷流对埋地金属管线和混凝土主体结构中钢筋的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的自然腐蚀一样, 都是具有阳极过程和阴极过程的氧化还原反应。即电极电位较低的金属铁失去电子被氧化而变成铁离子, 同时金属周围介质中电极电位较高的去极化剂, 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的迷流及其腐蚀部位如图1 所示。图中, I为牵引电流, Ix 、Iy 分别为经铁轨回流和泄漏的迷流。 由图1可得地铁迷流所经过的路径可概括为两个串联的腐蚀电池,即 电池I: A 钢轨(阳极区) + B 道床、土壤+ C 金属管线(阴极区);