海底电缆对海底管道腐蚀影响

近年来，渤海油田为了保护海洋环境，节约油气资源，开始实施岸电替代油气平台自建发电机项目。这些岸电线不仅长，而且电压高(110KV）。岸集约用海为目的，岸电线路往往与现有管道平行铺设。对于不同的岸电线缆，设计单位会给出不同的最小平行间距，以减少交流电对平行海管的腐蚀影响。虽然设计单位做了一些简单的解释，但博主还是很困惑。因此，有必要探索这个问题。博主为了大致了解海底电缆对平行海管的腐蚀影响，下载了几篇相关文章。

结论：

（1）通过交流电流密度评估交流电磁干扰的风险。交流电磁干扰分为强、中、弱三个等级，相应的交流电流密度分别为 30 A /m2、30 ～ 100 A /m2、＞ 100 A /m2。

(2)交流电流密度大于30 A /m2.应采取缓解管道交流腐蚀的措施。一般采用阴极保护，即牺牲阳极，如优化海底管道上的分布。

（3）CDEGS是一种 用 于 模 拟 电 力 系 统 接 地、电 基于矩量法(MOM)解决麦克斯韦方程组的磁场和电磁干扰等过程问题的软件。

岸电工程海底电缆穿越航道敷设方案设计_王绍则

这篇文章讲述了这样一件事:新敷设1 条110 kV 互联海底电缆和1 条平台间35 kV 海底电缆需要穿越港口航道。同时，港口还将航道扩建到25 1万吨级，航道设计长度约33. 7 km，设计宽度279 m，航道底标高-25. 6 m。拟扩建航道和1 已建成投产的海底管道交叉，交叉部分管道需进行下沉改造。

将1 根海底管和2 预挖10根海底电缆共同敷设 m 在宽管沟内，海底管道从南到北依次为110 kV 海底电缆和35 kV 海底电缆。

三条管缆的平面分布图

三条管缆横截面图

1.交流腐蚀风险评估在稳定运行时进行

下沉改造海底管道处于电阻率较低的环境，属于高腐蚀风险区，容易发生交流电磁干扰腐蚀。参照英国标准BS EN 15280 － 2013 及BS ISO 18086 -2015年，通过交流电流密度评估交流电磁干扰的风险。交流电磁干扰分为强、中、弱三个等级，相应的交流电流密度分别为 30 A /m2、30 ～ 100 A /m2、＞ 100 A /m2。

使用CDEGS 软件建模分析显示，海底管道在稳态运行下受到交流电磁干扰，见表2。因此，在稳态运行下，海底电缆的整个管道高于30条 A /m2，约有24. 5 km 的管线高于100 A /m2.约占管道全线的85%。可见海底管道交流腐蚀风险高，应采取相应的保护措施减少干扰。

2.故障时电弧放电距离评估
非航道区， 35 kV 电缆靠近海底管道，设计间距为30 m; 110 kV 电缆与海底管道的设计间距为60 m。在航道区， 110 kV 电缆靠近海底管道，设计间距为3 m; 35 kV 电缆与海底管道的设计间距为4 m。由于水泥压块布置在海底管道和海底电缆上，即使管道和电缆之间存在可以保证两者之间的最小间距为0. 3 m。

3、 防腐涂层在故障情况下耐受电压评估
计算模型中的防腐涂层为3 PE，发生故障时，依据IEEE Std 80标准中规定100 000 Ω·m2 防腐涂层的安全耐受电压为10 000 V。使用CDEGS 软件建模分析分别对海底电缆发生单相短接故障和单相接地故障进行模拟计算。根据数值模拟计算结果，管道防腐涂层在单相短接故障下的最高耐受电压为287. 85 V; 当单相接地故障时，管道防腐涂层的受电压最高为271. 47 V。因此，可以认为防腐涂没有防腐涂风险，也没有必要采取相应的保护措施。

4、防护方案
根据上述分析，当交流电流密度小于30时 A /m2时，管道的交流腐蚀风险较低，因此缓解系统稳定运行的目标是使管道的交流电流密度小于30 A /m2.根据本项目的具体情况和国内外交流电磁干扰缓解措施的研究，决定优化海底管道上的分布手镯，牺牲阳极( 以下简称阳极) 保护方案。
综合考虑非航道区海底管道上原有的阳极分布CDEGS 在将整个管道的交流电磁干扰降低到30之前，软件进行建模计算，不断优化下沉改造管道上的阳极间距和数量 A /m2 以下。当航道区管道上的阳极总数为27 支时，海底管道整体干扰风险水平较低，交流电流密度最高为29. 03 A /m2.交流电磁干扰电压为0. 129 V。考虑到个别阳极可能失效，在上述保护方案的基础上增加了一些裕度，将阳极总数增加到39 支。

杂散电流下X65管线钢的腐蚀行为研究_王亚群

在电化学工作站的帮助下，在海水环境中进行研究 100A/m2 、200A/m2 、300A/m2 和 400A/m在交流电场的作用下，X65 量化试片腐蚀趋势和速率变化趋势。 经过 20 天至 30 天，在 100A/m2到 300A/m2的直流电或 400A/m在交流电的连续作用下，X65 管道钢无明显点蚀；而且 X65 材料电流入点、流经点、流出点的腐蚀规律明显(直流干扰下流入点无腐蚀，流出点、流经点腐蚀明显；但在交流干扰下，流入点和流经点、流出点一样，腐蚀明显)。

500kV海底电缆对相邻原油管道电磁干扰的模拟评价_胡家元

CDEGS是一种 用 于 模 拟 电 力 系 统 接 地、电 模拟高压输电线路对管道的电磁影响，已广泛应用于磁场电磁干扰等过程问题的软件。应用于数值模拟技术的工程理论本质是基于积分或微积分的麦克斯韦方程组 ＣＤＥＧＳ 麦克斯韦方程组的求解是基于矩量法(MOM)。通过给定边界条件，可以解决整个系统的电场和磁场分布。