關于城市燃氣管道腐蝕原因及其防腐的探析

郭偉

關于城市燃氣管道腐蝕原因及其防腐的探析

郭偉

（太原天然氣有限公司 山西太原 030006）

城市燃氣管道是深埋地底的地下管道，地下環(huán)境復雜、土壤潮濕、會使燃氣管道產生腐蝕。當前燃氣管道的腐蝕已經成為制約我國燃氣發(fā)展的重要因素，采取合適的防腐措施，保證管網的安全運行直接關系著企業(yè)經濟的效益和社會效益。本文對城市燃氣管道腐蝕的原因及其防腐措施進行了探討，旨在保障城市燃氣管道的安全運行。

城市燃氣管道；腐蝕原因；防腐措施

1 城市燃氣管道腐蝕的原因

城市燃氣管道腐蝕的原因：①除銹不徹底的原因。焊口、法蘭、三通等現場安裝處沒有達到國家標準；鋼管表面的浮銹沒擦凈，導致底漆與管道壁粘結力達不到要求，甚至形成兩層皮；在陰雨季節(jié)，除銹后沒有及時刷底漆，管道表層已再生一層薄銹。②管道下溝及回填的原因。管道下溝時溝壁上的石塊等沒有清除，膠帶易被吊具擦破。下管過程中對回填的建筑垃圾沒有清除大的石塊、混凝土棄塊等將膠帶砸破。膠帶破損處容易發(fā)生電化學腐蝕穿孔。③底漆質量的原因。底漆的品種和生產廠家不同，質量差異比較大，而且施工現場的環(huán)境、條件、工具、天氣、操作程序和方法等都會影響底漆的質量。④防腐材料的原因。大多數管道都是用的是冷纏膠帶的防腐材料，相比之前的三油兩布，具有工藝更加簡單，現場不用加濕作業(yè)，施止速度快等優(yōu)點，但是帶基材料非常硬，并且膠層比較薄，容易卷邊，遇有腐蝕性地下水浸泡時，水份沿層間縫隙滲入到鋼管表面，從而產生腐蝕現象。⑤其他原因。針對燃氣地下管道的防腐標準一般參考石油部的標準進行防腐設計，這些標準不能完全滿足城市地下管道防腐的需要；影響管道防腐質量控制因素主要表現在缺乏必要的防腐檢測手段和儀器設備，執(zhí)行防腐規(guī)范不夠嚴格，質量管理不到位；缺乏必要的日常維護工作和專業(yè)化防腐技術隊伍也是容易造成管道腐蝕的原因。

2 城市燃氣管道的防腐措施

（1）保護性涂層。城市燃氣管道防腐涂層是管道防腐最基本的方法之一，防腐涂層的防腐作用主要體現在三方面：隔離作用、緩蝕作用和電化學保護作用。隔離作用主要是通過阻止土壤環(huán)境介質中各種腐蝕性介質滲透到管道基體金屬的表面，提升金屬的表面電阻，而緩蝕作用和電化學保護作用主要通過在涂層中添加陰極性金屬物質和緩蝕劑，進一步加強防腐效果。作為管道的防腐層，需滿足一系列的要求。如良好的介質穩(wěn)定性、抗?jié)B性、與基體金屬良好的結合性、良好的機械性能、耐陰極剝離、良好的環(huán)保屬性等。目前在管道上應用的主要有瀝青覆蓋層、環(huán)氧煤瀝青覆蓋層、煤焦油瓷漆覆蓋層、熔結環(huán)氧粉末覆蓋層（FBE）、聚乙烯覆蓋層、三層PE覆蓋層和聚氨酯涂層等。

（2）絕緣層防腐法。城市燃氣管道的絕緣層防腐就是通過在管道上涂抹絕緣性隔離層，比如使用瀝青、玻璃布等一些物質，把管道外壁包裹起來，與土壤形成隔絕的狀態(tài)，從而避免管道與土壤的直接接觸，能夠有效的減少管道外壁的腐蝕。這就需要更為完整無損的隔離層，同時還要保護好電絕緣性能和隔水性能。避免出現土壤中的電解質滲透到管道接觸面上就可防止電化學腐蝕的發(fā)生。管道的絕緣層一般應滿足下列基本要求：第一就是要讓管道的黏粘處保持完好，讓其保持完整，要具有良好的防水性和化學穩(wěn)定性，材料要抗腐蝕性，便于施工。對埋在地下的燃氣管道的防腐材料的種類很多，主要有焦油瀝青絕緣、瀝青絕緣層、聚氯乙烯包扎帶等。在一些管道上涂抹上碳防腐材料，由于碳具有穩(wěn)定性，不易發(fā)生化學反應。

（3）排流保護法。城市燃氣管道防腐的排流保護法就是以地下雜散電流方式避免管道與土壤直接接觸而發(fā)生腐蝕措施。其主要原理是將管道排流導線的排電流和電氣化鐵路鋼軌和變電站的陰極相同，在管道的雜散電流不經過土壤前提下，其能導線引流的方式來防止管道腐蝕。保護性涂層在城市燃氣管道運輸中使用比較廣泛，根據噴涂部位不同分為內涂層和外涂層，管道內涂層在天然氣管道中最主要的作用是減小輸差。道內涂層必須具備以下的性能：表面光滑、粗糙度??；耐磨性和硬度，承受管道內砂礫和清管器所造成的磨損；附著力，保證涂層在儲運、彎管、敷設、清管和運行中不脫落；耐壓性，耐水性和氣壓及其相關變化；耐熱性，管道外涂層施工溫度在200℃以上，因此采用“先內后外”的施工方案，要求其能耐受短期高溫。

（4）電極保護法。城市燃氣管道防腐的電保護法一般有兩種：①電源陰極保護法；②犧牲陽極保護法。其都是以電化學方式或者外加電源方式來防止管道腐蝕的。①電源陰極保護技術是將被保護金屬與外加電流負極相連，由外部電源提供保護電流，以降低腐蝕速率的方法。外部電源通過埋地的輔助陽極將保護電流引入地下，通過土壤提供給被保護金屬，被保護金屬在大地電池中仍為陰極，其表面只發(fā)生還原反應，不會再發(fā)生金屬離子的氧化反應，使腐蝕受到抑制。強制電流保護法的設備有輔助陽極、恒電位儀和參比電極等。②犧牲陽極保護就是將負數電位金屬和被保護的金屬連接，并將其放置在同一電解質中，使負電位金屬中的電子轉移到被保護的金屬管道上，使整個被保護的金屬管道始終處于較負且相同的電位下。這種方法在小型或是處于低土壤電阻環(huán)境的金屬使用次數比較多，因其優(yōu)勢目前在天然氣管道中也普遍使用這種防腐方法。外加電流陰極保護能直接在直流電源中應用，同時其也能輔助陽極使電流從土壤向被保護管道金屬中，使金屬結構電位低于周邊環(huán)境。犧牲陽極法有著對外界影響少、安裝費用低、不需要占用土地、不需外部電源、保護電流利用率理想的優(yōu)勢，因此，犧牲陽極法多用于城市燃氣管道的保護工作中，目前，該種保護措施已經得到了廣泛的使用。

3 結束語

燃氣作為城市使用最為廣泛的一種能源，并且城市燃氣管道的科學設計與防腐措施可以有效提升城市能源的利用率，改善城市環(huán)境。因此必須加強對燃氣管道的科學設計及其防腐措施的探討。

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TU996.8

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