管道排流方法与流程

1.本技术涉及管道领域，特别涉及一种管道排流方法。


背景技术：

2.天然气或原油可以通过管道从生产地输送至城市中，输送气或油的管道通常埋在地下土壤中。而随着城市发展，轨道交通逐渐增多，地铁也应运而生，地铁位于城区的路线多数设置在地下隧道内，地铁通过轨道供电运行，但地铁在运行过程中会产生杂散电流，杂散电流流入土壤中，会对埋在土壤中的管道造成电化学腐蚀，长期的腐蚀会对管道造成损伤，降低管道寿命。
3.相关技术中的管道排流方法具体如下：定期获取管网内管道的埋地情况，在发现管道严重腐蚀的腐蚀点附近设置排流设备；持续监测网内管道的埋地情况，及时在腐蚀点附近增加排流设备。
4.但是，上述相关技术中使用的管道排流方法，是在杂散电流对管道的腐蚀已经发生后进行的补救行为，仍会有部分管道出现较为严重的腐蚀情况。


技术实现要素：

5.本技术实施例提供了一种管道排流方法。所述技术方案如下：
6.第一方面，提供了一种管道排流方法，所述方法包括：
7.确定管道的干扰管段；
8.在所述干扰管段设置多个测试组件，并关闭所述干扰管段的阴极保护系统；
9.在第一指定时长后，检测所述干扰管段中多个位置点的电位，确定具有绝对值最大的正电位的第一位置点和具有绝对值最大的负电位的第二位置点；
10.基于所述测试组件确定中间位置点靠近干扰源的一侧的腐蚀风险大于指定值的长度l1，以及所述中间位置点远离所述干扰源的一侧的腐蚀风险大于指定值的长度l2，所述中间位置点为位于所述第一位置点和所述第二位置点中间的位置；
11.在所述中间位置点设置排流装置，所述排流装置包括阳极地床和恒电位仪，所述恒电位仪与所述阳极地床电连接；
12.通过所述排流装置输出第一电流值i1以进行第一排流测试，在所述第一排流测试中，基于所述测试组件确定所述干扰管段中腐蚀风险小于或等于所述指定值的长度l3；
13.通过所述排流装置输出第二电流值i2以进行第二排流测试，在所述第二排流测试中，基于所述测试组件确定所述干扰管段中腐蚀风险小于或等于所述指定值的长度l4；
14.基于所述l1、所述l2、所述i1、所述i2、所述l3以及所述l4，确定所述干扰管段中设置排流装置的数量n以及n个所述排流装置的总输出电流i。
15.可选的，所述基于所述l1、所述l2、所述i1、所述i2、所述l3以及所述l4，确定所述干扰管段中设置排流装置的数量n以及n个所述排流装置的总输出电流i，包括：
16.基于第一公式确定所述n，所述第一公式包括：
17.n＝[l1/l3 l2/l4] 1。
[0018]
可选的，所述基于所述l1、所述l2、所述i1、所述i2、所述l3以及所述l4，确定所述干扰管段中设置排流装置的数量n以及n个所述排流装置的总输出电流i，包括：
[0019]
基于第二公式确定所述i，所述第二公式包括：
[0020]
i＝l1/l3*i1 l2/l4*i2。
[0021]
可选的，所述测试组件包括电位检测器以及电连接的极化试片和参比电极，
[0022]
所述基于所述测试组件确定中间位置点靠近干扰源的一侧的腐蚀风险大于指定值的长度l1，以及所述中间位置点远离所述干扰源的一侧的腐蚀风险大于指定值的长度l2，包括：
[0023]
基于所述极化试片的腐蚀速率，确定中间位置点靠近干扰源的一侧的腐蚀风险大于指定值的长度l1，以及所述中间位置点远离所述干扰源的一侧的腐蚀风险大于指定值的长度l2。
[0024]
可选的，所述在所述第一排流测试中，基于所述测试组件确定所述干扰管段中腐蚀风险小于或等于所述指定值的长度l3，包括：
[0025]
在所述第一排流测试中，基于所述极化试片的腐蚀速率确定所述干扰管段中腐蚀风险小于或等于所述指定值的长度l3；
[0026]
所述在所述第二排流测试中，基于所述测试组件确定所述干扰管段中腐蚀风险小于或等于所述指定值的长度l4，包括：
[0027]
在所述第二排流测试中，基于所述极化试片的腐蚀速率确定所述干扰管段中腐蚀风险小于或等于所述指定值的长度l4。
[0028]
可选的，所述方法还包括：
[0029]
当所述干扰管段的待测位置点的腐蚀速率大于或等于0.0254毫米/年时，确定所述待测位置的腐蚀风险大于所述指定值；
[0030]
当所述干扰管段的待测位置点的腐蚀速率小于0.0254毫米/年时，确定所述待测位置的腐蚀风险小于或等于所述指定值。
[0031]
可选的，所述阳极地床位于所述干扰管段和所述干扰源之间，且埋深为0.5米至1.5米之间。
[0032]
可选的，所述阳极地床由镀锌角钢制成。
[0033]
可选的，所述阳极地床与所述干扰管段的间距为45米至65的米，所述阳极地床的长度为90米至120米。
[0034]
可选的，所述极化试片与所述干扰管段接触，且面积为5.5平方厘米至8.5平方厘米。
[0035]
本技术实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
[0036]
提供的一种管道排流方法，通过检测干扰管段中多个位置点的电位，并在其中的最大的正电位和负电位之间的中间位置点设置排流装置，并进行两次排流测试，通过这两次排流测试以确定干扰管段中设置排流装置的数量以及这些排流装置的总输出电流，后续即可以基于这两个参数来对干扰管段实施相应的排流措施，以减小管道受到的杂散电流的腐蚀。解决了相关技术中的管道排流方法中会有部分管道出现较为严重的腐蚀情况的问题。达到了能够避免管道出现严重腐蚀的情况的效果。
附图说明
[0037]
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本技术的实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。
[0038]
图1是本技术实施例提供的一种管道排流方法的流程图；
[0039]
图2是本技术实施例提供的另一种管道排流方法的流程图；
[0040]
图3为本技术实施例提供的一种电位分布图；
[0041]
图4为本技术实施例提供的一种阳极地床的位置示意图。
[0042]
通过上述附图，已示出本技术明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本技术构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本技术的概念。
具体实施方式
[0043]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
[0044]
地铁牵引电源的牵引电流由牵引变电所的正极出发，经由接触轨、电动列车和行走轨返回牵引变电所的负极。由于行走轨与大地之间的绝缘不良，流经行走轨的电流不能全部经由行走轨流回牵引变电所的负极，有一部分电流会泄露进入大地，该部分泄漏入大地中的电流即为杂散电流。杂散电流会破坏土壤中埋地管道所承受的渗透压与溶解压的平衡状态，导致埋地管道发生电化学腐蚀，从而破坏埋地管道的强度，降低埋地管道的使用寿命，甚至会埋地管道发生泄露事故。
[0045]
相关技术中使用的管道排流方法中，需工作人员定期对地铁沿线附近的管道的腐蚀情况进行检测，由于管道均位于地下土壤中，对腐蚀情况的检测较为复杂，频繁检测腐蚀情况会极大地增加工作人员的劳动量。在检测到某处管道出现腐蚀情况后，在该点安装排流装置，以阻止杂散电流对管道继续腐蚀。但是，由于上述的管道排流方法的实施是基于管道已经被严重腐蚀后，才可获取到管道的腐蚀点以对该腐蚀后的点进行保护，此时管道已经造成严重腐蚀损伤，管道的强度已经降低，且使用寿命也已降低。
[0046]
本技术实施例提供了一种管道排流方法，能够解决上述相关技术中存在的问题。
[0047]
图1是本技术实施例提供的一种管道排流方法的流程图。该管道排流方法的步骤如下：
[0048]
步骤101、确定管道的干扰管段。
[0049]
步骤102、在干扰管段设置多个测试组件，并关闭干扰管段的阴极保护系统。
[0050]
步骤103、在第一指定时长后，检测干扰管段中多个位置点的电位，确定具有绝对值最大的正电位的第一位置点和具有绝对值最大的负电位的第二位置点。
[0051]
步骤104、基于测试组件确定中间位置点靠近干扰源的一侧的腐蚀风险大于指定值的长度l1，以及中间位置点远离干扰源的一侧的腐蚀风险大于指定值的长度l2，中间位置点为位于第一位置点和第二位置点中间的位置。
[0052]
步骤105、在中间位置点设置排流装置，排流装置包括阳极地床和恒电位仪，恒电位仪与阳极地床电连接。
[0053]
步骤106、通过排流装置输出第一电流值i1以进行第一排流测试，在第一排流测试
中，基于测试组件确定干扰管段中腐蚀风险小于或等于指定值的长度l3。
[0054]
步骤107、通过排流装置输出第二电流值i2以进行第二排流测试，在第二排流测试中，基于测试组件确定干扰管段中腐蚀风险小于或等于指定值的长度l4。
[0055]
步骤108、基于l1、l2、i1、i2、l3以及l4，确定干扰管段中设置排流装置的数量n以及n个排流装置的总输出电流i。
[0056]
综上所述，本技术实施例提供的一种管道排流方法，通过检测干扰管段中多个位置点的电位，并在其中的最大的正电位和负电位之间的中间位置点设置排流装置，并进行两次排流测试，通过这两次排流测试以确定干扰管段中设置排流装置的数量以及这些排流装置的总输出电流，后续即可以基于这两个参数来对干扰管段实施相应的排流措施，以减小管道受到的杂散电流的腐蚀。解决了相关技术中的管道排流方法中会有部分管道出现较为严重的腐蚀情况的问题。达到了能够避免管道出现严重腐蚀的情况的效果。
[0057]
请参考图2，其示出了本技术实施例提供的另一种管道排流方法的流程图。该管道排流方法的步骤如下：
[0058]
步骤201、确定管道的干扰管段。
[0059]
勘察干扰源与埋地管网中管道的相对关系，其中干扰源可以为地铁线路，也可以为轻轨线路、地铁站、牵引变电站、车辆检修站等其他会向土壤中释放杂散电流的干扰源。测试干扰源附近埋地管道的电位波动情况，示例性的，通电电位波动超过100mv(毫伏)的管段即为干扰管段，也即是干扰源附近处可能会在杂散电流的影响下发生腐蚀的管段。其中确定干扰管段的通电电位波动数值也可以为其他数值，本技术实施例在此不做限定。
[0060]
步骤202、在干扰管段设置多个测试组件，并关闭干扰管段的阴极保护系统，测试组件包括电位检测器以及电连接的极化试片和参比电极。
[0061]
阴极保护系统是一种通过使电极电位从原平衡电位向负偏移，使金属进入免蚀区，从而对金属管道实现保护的方法。但杂散电流会对阴极保护系统造成干扰，关闭干扰管段中处于运行中的阴极保护系统后，可以获取未经阴极保护系统保护的管道的实际电位。
[0062]
当干扰源的干扰范围较小时，可采取均匀布置的方式每隔1～2km布置一组测试组件，当干扰源的干扰范围较大时，可以在每个重点位置处布置一组测试组件，布置测试组件的位置不少于10处，以此获得较为精准的数据。其中重点位置是指：电位波动较大的位置、靠近地铁线路、地铁站、牵引变电站、检修站的位置以及管道绝缘接头等电力不连续位置。
[0063]
另外，测试组件中的极化试片与干扰管段接触，且面积为5.5平方厘米至8.5平方厘米。参比电极与极化试片连接，以作为电位检测器测量参比电极电势时的参照比较的电极。极化试片的材质与干扰管段的材质相同。本技术实施例中使用型号为udl2的电位检测器测试和记录极化试片的通断电电位，电位检测器还可以控制参比电位情况，电位检测器也可为其他规格和型号的电位检测器，本技术实施例在此不做限定。本技术实施例中使用面积为6.5平方厘米的极化试片，也可以使用面积为其他的极化试片，本技术实施例在此不作限定。
[0064]
步骤203、在第一指定时长后，检测干扰管段中多个位置点的电位，确定具有绝对值最大的正电位的第一位置点和具有绝对值最大的负电位的第二位置点。
[0065]
获取第一指定时长后多个测试组件所得测得的电位，确定在多个电位中的绝对值最大的正电位和绝对值最大的负电位，确定绝对值最大的正电位所位于的第一位置点以及
绝对值最大的负电位所位于的第二位置点。第一指定时长可以为24小时，由于阴极保护系统关闭后，需经过第一指定时长释放保护电流，在在第一指定时长后进行电位检测，获取的电位数据更为准确。第一指定时长也可以为12小时或36小时等其他时长，本技术实施例在此不做限定。
[0066]
步骤204、基于极化试片的腐蚀速率，确定中间位置点靠近干扰源的一侧的腐蚀风险大于指定值的长度l1，以及中间位置点远离干扰源的一侧的腐蚀风险大于指定值的长度l2。
[0067]
当干扰管段的待测位置点的腐蚀速率大于或等于0.0254毫米/年时，确定待测位置的腐蚀风险大于指定值，当干扰管段的待测位置点的腐蚀速率小于0.0254毫米/年时，确定待测位置的腐蚀风险小于或等于指定值。
[0068]
具体的，根据国家标准确定的腐蚀风险范围中，腐蚀速率小于0.0254毫米/年时，管道处于低腐蚀风险区，管道断电电位正于-0.85v
cse
(该电位值是基于硫酸铜参比电极的电位值)的时间不超过测试时间的5％；管道断电电位正于-0.80v
cse
的时间不超过测试时间的2％；管道断电电位正于-0.75v
cse
的时间不超过测试时间的1％。可以不采取直流干扰防护措施。示例性的，以管道断电电位正于-0.80v
cse
的时间不超过测试时间的2％为例进行说明：当测试时间为2个小时时，2个小时共测试480个数据，480个数据里面有120个数据正于-0.80v
cse
，那管道断电电位正于-0.80v
cse
的时间比就为120/480＝25％，时间比为25％超过了测试时间的2％，管道不属于弱风险腐蚀范围，应采取直流干扰防护措施。
[0069]
腐蚀速率处于0.0254毫米/年～0.1毫米/年时，管道处于中等腐蚀风险区，管道断电电位正于-0.85v
cse
的时间占测试时间的5％～20％；管道断电电位正于-0.80v
cse
的时间占测试时间的2％～15％；管道断电电位正于-0.75v
cse
的时间占测试时间的1％～8％。宜采取直流干扰防护措施。
[0070]
腐蚀速率高于0.1毫米/年时，管道处于高腐蚀风险区，管道断电电位正于-0.85v
cse
的时间超过测试时间20％；管道断电电位正于-0.80v
cse
的时间超过测试时间15％；管道断电电位正于-0.75v
cse
的时间超过测试时间8％。应采取直流干扰防护措施。
[0071]
图3为本技术实施例提供的一种电位分布图。获取多个位置点的电位情况并作电位分布图，确定其中具有绝对值最大的正电位的第一位置点e1和具有绝对值最大的负电位的第二位置点e3，基于上述判断腐蚀风险范围的标准，本技术实施例中，获取中间位置点e2靠近干扰源的一侧的腐蚀风险大于指定值的长度l1，以及中间位置点e2远离干扰源的一侧的腐蚀风险大于指定值的长度l2。其中长度为l1的管段和长度为l2的管段处的电位大于-0.85伏。
[0072]
步骤205、在中间位置点设置排流装置，排流装置包括阳极地床和恒电位仪，恒电位仪与阳极地床电连接。
[0073]
恒电位仪可以提供直流电源，设定通电电位。阳极地床是一种将保护电流从电源引入土壤中的导电体，阳极地床可以把恒电位仪提供的保护电流送入土壤，经土壤流入被保护的管道，使管道表面进行阴极极化，防止电化学腐蚀，电流再由管道流入电源负极形成一个回路，这一回路形成了一个电解池，管道在回路中为负极处于还原环境中，可以防止腐蚀。本技术实施例中的阳极地床由镀锌角钢制成。阳极地床还可以使用高硅铸铁、石墨等其他材料制成，本技术实施例在此不作限定。
[0074]
阳极地床与管道之间的距离越远，保护电流分布越均匀，但距离过远时，会增加引线上的电压降和成本，因此阳极地床与管道之间的距离设置尤为重要。图4为本技术实施例提供的一种阳极地床的位置示意图，阳极地床12位于干扰管段11和干扰源(图中未示出)之间，且埋深为0.5米至1.5米之间。阳极地床12与干扰管段11的间距为45米至65的米，阳极地床12的长度为90米至120米。阳极地床12通过电缆与恒电位仪13连接，恒电位仪还用于与测试组件14电连接。
[0075]
本技术实施例中的恒电位仪可以满足以下条件：恒电位仪具有快速响应功能，响应级别在秒级，以实时调整输出，适应杂散电流干扰造成的电位快速波动变化；恒电位仪应满足干扰防护对保护电路输出能力的需求，额定电流满足排流量的需求，并考虑到随着管道服役年限的增长，管道防腐层的老化，管道遭受的动态直流干扰情况可能会发生变化，对排流量需求的增加等，预留一定的裕量；额定电压的选择根据额定电流和整个回路电阻的大小来最终确定。
[0076]
本技术实施例中的阳极地床可以满足以下条件：当管道与干扰源交叉时，交叉处附近干扰最大处及交叉点两端干扰幅值处同步设置排流地床进行排流；当管道与干扰源并行时，并行两端同步设置排流地床。阳极地床长度可以大于100m，无法满足时结合现场条件尽量长距离铺设。地床与管道间距可以为设置为50m。结合排流地床的长度进行综合设置，当地床长度大于100m时，地床与管道间距可大于50m；当地床长度小于100m时，地床与管道间距可以控制在50m左右。
[0077]
另外，当最大的正电位所位于的第一位置点以及绝对值最大的负电位所位于的第二位置点处的中间位置点的条件不适合设置排流装置时，可以选取较大的正电位所位于的第一位置点以及绝对值较大的负电位所位于的第二位置点处的中间位置点设置排流装置。其中绝对值较大的正电位以及绝对值较大的负电位的数值可以根据实际情况进行选择，本技术实施例在此不做限定。
[0078]
步骤206、通过排流装置输出第一电流值i1以进行第一排流测试，基于极化试片的腐蚀速率确定干扰管段中腐蚀风险小于或等于指定值的长度l3。
[0079]
可以通过调试排流装置中的恒电位仪，使恒电位仪输出不同的电流值，基于极化试片的腐蚀速率确定干扰管段中腐蚀风险小于或等于指定值的长度l3，获取干扰管段中腐蚀风险小于或等于0指定值时恒电位仪输出第一电流值i1。
[0080]
步骤207、通过排流装置输出第二电流值i2以进行第二排流测试，基于极化试片的腐蚀速率确定干扰管段中腐蚀风险小于或等于指定值的长度l4。
[0081]
可以排流装置中调试恒电位仪输出不同的电流值，基于极化试片的腐蚀速率确定干扰管段中腐蚀风险小于或等于腐蚀速率小于0.0254毫米/年时的长度l4，获取干扰管段中腐蚀风险小于或等于腐蚀速率小于0.0254毫米/年时时恒电位仪输出第二电流值i2。
[0082]
步骤208、基于l1、l2、i1、i2、l3以及l4，确定干扰管段中设置排流装置的数量n以及n个排流装置的总输出电流i。
[0083]
基于第一公式确定n，第一公式包括：
[0084]
n＝[l1/l3 l2/l4] 1
[0085]
由于l1/l3 l2/l4的计算结果一般不为整数，为使排流装置的数量便于计算，在l1/l3 l2/l4上加入向下取整的中括号[]，可以在该公式中对[l1/l3 l2/l4]的计算值加上整数
1，以获取最终计算结果。示例性的，当l1/l3 l2/l4的计算结果为2.3时，向下取整得到数值2，根据第一公式在2的基础上加1，n的值为3，排流装置的设置数量为3个。根据计算出的数值n在干扰管段处安排n个排流地床，n个排流地床共同作用，可以避免干扰管段处均不受杂散电流的影响。
[0086]
基于第二公式确定i，第二公式包括：
[0087]
i＝l1/l3*i1 l2/l4*i2[0088]
获取恒电位仪向n个排流地床输出的总电流后，可以得到恒电位仪向每个排流地床输出的电流值，在输出该电流值时，排流地床可以使干扰管段处于弱风险腐蚀范围，以此避免杂散电流对干扰管段中管道的腐蚀。
[0089]
使用上述步骤201-208中的管道排流方法，可以在管道还未发生腐蚀时即安装好n个数量的排流地床，并输出总输出电流i对管道进行保护，相较于相关技术，本技术可以及时避免杂散电流对管道的腐蚀，从而保护管道的强度以及使用寿命不受杂散电流影响。由于整条地铁线路通常较长，可以在地铁沿线确认多个干扰管段，从而重复上述步骤201-208，确定每一处干扰管段中设置排流装置的数量n以及n个排流装置的总输出电流i。
[0090]
综上所述，本技术实施例提供的一种管道排流方法，通过检测干扰管段中多个位置点的电位，并在其中的最大的正电位和负电位之间的中间位置点设置排流装置，并进行两次排流测试，通过这两次排流测试以确定干扰管段中设置排流装置的数量以及这些排流装置的总输出电流，后续即可以基于这两个参数来对干扰管段实施相应的排流措施，以减小管道受到的杂散电流的腐蚀。解决了相关技术中的管道排流方法中会有部分管道出现较为严重的腐蚀情况的问题。达到了能够避免管道出现严重腐蚀的情况的效果。
[0091]
以上所述仅为本技术的可选的实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。