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雜散電流是指在規(guī)定的電路或意圖電路之外流動(dòng)的電流。在規(guī)定的電路中流動(dòng)的電流,其中一部分自回路中流出,流入大地、水等環(huán)境中,形成了雜散電流。當(dāng)環(huán)境中存在金屬構(gòu)筑物時(shí)。如圖3—1所示,管道的陰極保護(hù)系統(tǒng)附近有一條未受保護(hù)的電纜,流入電纜的陰極保護(hù)電流以緊靠管道的部位流出,在流出的部位電纜發(fā)生腐蝕。
為區(qū)別于土壤中的自然腐蝕(即原電池腐蝕),稱這種形態(tài)的腐蝕為電蝕。通常把由于雜散電流的產(chǎn)生,促使金屬構(gòu)筑物腐蝕等一系列過程或現(xiàn)象,稱為干擾。所以電蝕亦可稱為干擾腐蝕。在實(shí)踐中,一般將可能產(chǎn)生雜散電流的電路、設(shè)備或設(shè)施稱為干擾源,而受到其影響的金屬體稱為干擾體。
地(水)中的雜散電流,表現(xiàn)為直流電流、交流電流和大地中自然存在的地電流三種狀態(tài),且各具有不同的行為和特點(diǎn)。
直流雜散電流的干擾源,主要有用于直流電解的設(shè)備、電焊機(jī)、直流輸電線路等。但以直流電氣化鐵路最具代表性,同時(shí)也對(duì)埋地管道造成最大的干擾影響和危害。直流干擾腐蝕的機(jī)理是由于電解作用,處于腐蝕電池陽極區(qū)的金屬體被腐蝕。雜散電流造成管道腐蝕穿孔的次數(shù)和速度都是十分驚人的。東北撫順區(qū)受直流干擾的管道總長約50余公里,占該輸油管理局的管道2%;但20余年來,直流干擾腐蝕穿孔次數(shù),約占局轄管道腐蝕穿孔總次數(shù)的60%以上。該地區(qū)流進(jìn)、流出管道雜散電流高達(dá)500A,新敷設(shè)的管道半年內(nèi)就出現(xiàn)腐蝕穿孔的已發(fā)生多起。
交流雜散電流,主要來源交流電氣鐵路、輸配電線路及其系統(tǒng),通過阻性、感性、容性耦合對(duì)相鄰近的埋地或金屬體造成干擾,使管道中產(chǎn)生流進(jìn)、流出的交流雜散電流而導(dǎo)致腐蝕,稱為交流腐蝕。交流腐蝕的機(jī)理尚不十分清楚,有整流說和電擊說兩種。目前交流腐蝕的研究成果主要基于室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。在我國已有現(xiàn)場(chǎng)交流腐蝕的工程實(shí)例,該實(shí)例對(duì)交流電引起的腐蝕和腐蝕機(jī)理電擊說是一種支持。從實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果看,交流腐蝕對(duì)金屬有選擇性。對(duì)于鋁,當(dāng)腐蝕電流密度達(dá)到某一值時(shí)腐蝕急劇增加,在同一電流密度下,腐蝕量可以達(dá)到直流干擾理論腐蝕量的約50%。對(duì)于鐵則腐蝕較輕微,一般情況下,不會(huì)超過直流干擾理論腐蝕量的1%,然而比土壤中的自然腐蝕要嚴(yán)重一些。交流干擾所引起的腐蝕雖然不太嚴(yán)重,但是由于交流干擾時(shí)被干擾體可能會(huì)產(chǎn)生較高的干擾電位,造成對(duì)接觸被干擾體的作業(yè)人員及被干擾體有電聯(lián)系的設(shè)備的傷害和破壞。
雜散電流第三種狀態(tài)是地電流。地中存在的自然的地電流,主要由地磁場(chǎng)的變化感應(yīng)出來的。除此之外,由于大氣中離子的移動(dòng),產(chǎn)生空中至地面的空地電流,地中的物質(zhì)和溫度不均勻引起的電動(dòng)勢(shì),以及地中各種宏電池形成的電位差等。地電流對(duì)埋地管道的影響,有時(shí)是很輕微的,有時(shí)卻十分明顯,沒有規(guī)律性。一般的情況下,地磁場(chǎng)變化引起的地中電流大約2µA/m2左右,從腐蝕角度看,并不重要;但各種宏電池形成的電位差,可達(dá)0.2~0.4V,故不能忽視。
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