1、儲油罐雜散電流干擾檢測與評價胡博馨 趙曉隆摘要： 介紹了儲油罐直流雜散電流干擾檢測和交流雜散電流干擾檢測的方法及評價準側，以某油庫儲油罐為例，評價其在干擾源下的運行狀況，為其腐蝕防護系統改造及安全運行提供依據和參考。關鍵詞：雜散電流；檢測；評價Stray Current Interference Detection and Evaluation on Storage TanksHu Boxin ， Zhao XiaolongAbstract: Detection method and evaluation standards are introduced in storage tank det

2、ection ofDC stray current disturbance and AC stray current disturbance. Taking an oil storage tank as an example, evaluates its operating status under interference sources and provides the basis and references for its corrosion protection system reform and safe operation.Key words: Stray current; De

3、tection; Evaluation1 引言近年來， 大型石油儲油罐在國家儲備、石化和煉廠企業及航空油庫等行業應用越來越廣泛，儲油罐設備運行的好壞直接關系到行業領域的生成效率和安全1。儲油罐腐蝕穿孔是導致泄漏的主要原因，目前關于儲油罐腐蝕防護方法主要有陰極保護和罐底涂層聯合保護，有關儲油罐雜散電流干擾檢測及排流研究的相對較少。有關埋地鋼制管道研究結果表明2，埋地金屬管道與高壓線平行或交叉時，管道有較強的雜散電流干擾，甚至導致其腐蝕穿孔，因此有必要檢測和分析儲油罐在干擾源環境下的安全狀況。以某油庫2 × 104m 3儲油罐為例，油罐周圍有高壓線、電纜、電力設施等干擾源，儲油罐采用犧牲

4、陽極陰極保護法，平均保護電位為-0.805V，儲油罐處于欠保護狀態34。分別采用直流雜散電流干擾檢測和交流雜散電流干擾檢測對儲油罐進行評價，為油庫儲油罐的腐蝕防護系統改造及安全運行提供依據和參考。2 直流雜散電流檢測與評價依據埋地鋼質管道腐蝕防護工程檢驗GB/T19285-2014 3，直流雜散電流干擾檢測包括罐和地表的電位波動法（以下簡稱罐地電位波動法）和地表土壤電位梯度法。2.1 罐地電位波動法罐地電位測試如圖1 所示， 分別測試儲油罐正東、正西、 正南和正北四個方向電位波動值，測試點示意圖如圖2 所示。采樣間隔為20 秒，測試時間為1 小時，測試過程中需保持四個方向測試時間相同，持續時間

5、相同。（ 1 ）參比電極為：飽和硫酸銅參比電極；（ 2）萬用表為：福祿克儲存數據多功能表。1- 儲油罐2-萬用表 3-導線4-參比電極1 罐地電位測試示意圖圖 2 儲油罐四個方位測試點示意圖Fig.2 Storage tank four directions test point diagram2.2 評價準則及測試結果（ 1 ）評價準則依據埋地鋼質管道腐蝕防護工程檢驗GB/T19285-2014 直流雜散電流干擾程度評價準則，如表1 所示。表 1 管地電位波動評價準則Table 1 Pipe ground potential fluctuation evaluation criteria雜散

6、電流干擾腐蝕危害程度弱中強管地電位波動值（mV）< 50 50350> 3502）測試結果儲油罐四個方位電位波動曲線如圖3 所示，測試結果如表2 所示。-74010000-74020003000400050006000時間， 9:3010:30W 測 試 點-罐地 電 位平均波動電位-760E測 試 點-罐地 電 位 -740平均波動電位-760-780V-820-840m（位電地S測 試 點 -罐 地 電 位 平均波動電位0100020003000400050006000時間， 11:0012:00-760-740-760-780-800-820-840N 測試點-罐地電位平均波

7、動電位01000200030004000500060000100020003000400050006000時間， 14:0015:00時間， 17:0018:00圖 3 儲油罐四個方位測試電位波動圖Fig.3 Storage tank four directions test potential fluctuations表 2 電位波動測試結果Table 2 Potentiometric test results測試位置管道電位波動值（ mV）波動幅度（ mV）平均波動電位（ mV）雜散電流干擾程度E 測試點-827 -79235-812弱S 測試點-810 -79515-801弱W測試點-8

8、09 -8009-804弱N 測試點-802 -7957-799弱由圖 3 可知， 儲油罐四個測試點罐地電位隨測試時間上下波動，波動幅度不大，最大波-827 -792mV，位于E 測試點，最小波動范圍為-802 795mV，位于N測試點，表明E 測試點和S 測試點波動范圍明顯比W測試點和N 測試點幅度大，結合儲罐現場周圍環境，在儲罐的東30°方向有高壓電線架空穿過，距儲罐水平距離約290m，垂直高度為20m左右，有關埋地鋼制管道的雜散電流研究表明，當管道與高壓線平行或交叉時，管道有較強的雜散電流，并且隨高壓線的距離減小而增強2，因此導致E測試點和S測試點波動范圍相對較大。根據幅度較大

9、且處于平均電位之上，是由于距干擾源相對較遠。測試點波動幅度明顯較小和上文分析相吻合；由平均波動電位可知，W測試點前2 可知， E 測試點、-805mV 相差不大，從陰極保護腐蝕防護角度分析干擾程度是最低的。另外根據波動電50 分鐘電位波動幅度總體處于平均電位之下，后 10 分鐘波動表明是有瞬時干擾引起的；N 測試點總體電位波動相對較小，S 測試點、W測試點和N 測試點波動幅度依次降低，且W和NW測試點和儲油罐平均位評價準側這四處測試點電位波動幅度均小于50mV，干擾程度均為弱。2.3 地表土壤電位梯度法土壤表面電位梯度測試連線如圖4 所示，分別測試儲油罐4 個方位地表電位梯度。采用萬用表電位差

10、進行測量，將兩支飽和硫酸銅參比電極插入土壤中，兩參比電極間距為20m，讀取兩電極間電位差U，再除以兩電極間距離L，即為土壤電位梯度G： G=U/L，測量時要同時讀取電壓表A和B的數值，ac 與 bd 距離相等，且垂直對稱布設，ac 或 bd 與儲油罐中心線平行。參比電極 a導線2.4 評價準則及測試結果1）評價準則參比電極dVA4 儲油罐地表電位梯度示意圖萬用表B參比電極參比電極 bFig.4 Storage tank surface potential gradient diagram直流雜散電流地表電位梯度評價準則如表3 所示。表 3 土壤表面電位梯度評價準則雜散電流干擾腐蝕危害程度弱中強

11、Table 3 Soil surface potential gradient evaluation criteria土壤表面電位電位梯度（mV/m）< 0.5 0.5< 5.0 5.02）測試結果Fig.5 Storage tank soil surface potential gradient size and direction diagram 表 4 土壤表面電位梯度檢測結果儲油罐四個方位土壤表面電位梯度示意圖如圖5 所示，測試結果如表4 所示。圖 5 儲油罐土壤表面電位梯度大小及方向示意圖Table 4 Soil surface potential gradient te

12、st results檢測位置電位梯度大小（ mV/m）雜散電流方向（°相對于儲油罐水平中心線自西向東）雜散電流干擾程度E 測試點0.2537.8弱S 測試點0.15321.5弱W測試點0.119弱N 測試點0.1231.2弱圖 5 中， 箭頭指向代表雜散電流干擾的方向，長度代表土壤電位梯度的大小，由圖可知，四個測試點干擾方向無序，沒有遵循一定的規律；表4 中土壤電位梯度最大為0.25 mV/m ，根據土壤表面電位梯度評價準則，干擾程度均為弱。2.5 直流雜散電流檢測評價結果罐地電位波動結果表明，最大電位波動小于50mV，干擾程度為弱；地表土壤電位梯度法結果表明，最大土壤電位梯度值小于

13、0.5 mV/m ，干擾程度為弱。依據埋地鋼質管道腐蝕防護工程檢驗GB/T19285-2014 無需采取直流排流措施。3 交流雜散電流檢測與評價依據埋地鋼質管道腐蝕防護工程檢驗GB/T19285-2014 和鋼質儲油罐罐底外壁陰極保護技術標準SY/T 0088-20064，對儲油罐進行交流雜散電流檢測與評價。3.1 交流干擾電壓檢測測試方法和直流雜散電流檢測方法相同，檢測時采用萬用表交流檔位。3.2 評價準則及測試結果（ 1 ）評價準則針對交流干擾電壓，依據SY/T0087.1-2006 評價準則，見表5。表 5 交流干擾判斷指標（V）Table 5 Interference judgment

14、 indicators （ V）土壤類別弱中強酸性土壤<6610 10中性土壤<8815 15堿性土壤< 101020 202）測試結果儲油罐四個方位交流電壓干擾測結果如圖6 和表 6 所示。654321E測試點W測試點S 測試點N 測試點圖 6 儲油罐交流干擾電壓分布圖Fig.6 Storage tank AC interference voltage distribution map表 6 儲油罐交流干擾電壓測試結果Table 6 Storage tank AC interference voltage test results檢測位置UMax（V）UMin（V）UAve

15、（V）評定級別E 測試點5.615.385.54弱S 測試點2.712.562.61弱W測試點3.740.352.24弱N 測試點3.060.742.71弱由圖 6 和表 6 可知， E 測試點和W測試點受到的交流干擾電壓相對較大，但W測試點干擾電壓最小值為0.35V，波動較大，可能是由于瞬時強干擾引起的；總體來看四個測試點最大干擾電壓均小于6V，干擾程度為弱。3.3 交流電流密度檢測交流電流密度測試如圖7 所示， 分別測試儲油罐4 個方位交流電流密度。采用電流表進行測量，將檢查片與儲油罐底部相連接，其中檢測片與儲油罐材料相同，大小為100mm2。 將測得的交流電流值I 除以檢測片面積即為交流

16、電流密度的值J： J=I/A ，測量時與儲油罐連接位置與交流電壓干擾測試相同。1- 儲油罐2-檢查片3-電流表A4-參比電極圖 7 儲油罐交流電流密度測試示意圖Fig.7 Storage tank AC current density test diagram3.4 評價準則及測試結果（ 1 ）評價準則針對交流電流密度，依據GB/T50698-2011 評價準則5，見表7。表 7 交流電流密度評價準側Table 7 AC current density evaluation standard side交流干擾程度弱中強交流電流密度（ A/m2）< 30 30100> 1002）測試

17、結果儲油罐四個方位交流電流密度測試結果如表8 所示。表 8 儲油罐交流電流密度測試結果Table 8 AC tank current density test results檢測位置I Max（mA）I Min（mA）E 測試點3.233.08S 測試點2.252.20W測試點0.140.10N 測試點0.980.75I Ave（mA）交流電流密2度（ A/m ）評定級別3.2032.0中2.2222.2弱0.131.3弱0.888.8弱由表 8 可知， E測試點采用交流電流密度評價干擾程度為中，而交流干擾電壓評價為弱，主要是由于評價標準不一致引起的；E測試點和S測試點電流密度比W測試點和N測

18、試點大，結合之前檢測結果是因為干擾源靠近E 和 S 測試點； 總體來說采用電流密度評價干擾程度為弱。3.5 交流雜散電流檢測評價結果交流電壓干擾檢測結果表明，最大干擾電壓小于6V，干擾程度為弱；電流密度檢測結果表明，最大交流電流密度為32.0A/m 2，總體干擾程度為弱。依據 埋地鋼質管道腐蝕防護工程檢驗GB/T19285-2014 無需采取交流排流措施。4 結論1 ）介紹了儲油罐直流雜散電流干擾檢測和交流雜散電流干擾檢測的方法及評價準側。（ 2） 儲油罐雜散電流干擾程度評價結果為弱，無需采取直流和交流排流措施，為油庫儲油罐的腐蝕防護系統改造及安全運行提供依據和參考。（ 3） 雜散電流干擾檢測應該向智能化方向發展，在儲油罐建設時期，同時埋設長效參比電極和檢查片、配備數據處理設備和遠程傳輸設備，保證遠程監控和檢測，為