浅论燃气管道的防腐

杨青林

(中国化学工程第三建设有限公司,安徽淮南 232038)

浅论燃气管道的防腐

杨青林

(中国化学工程第三建设有限公司,安徽淮南 232038)

本文主要介绍了城市中燃气管道的防腐措施,从国内的相关标准规范要求来剖析燃气管道防腐的基本技术水平,并进行了各种防腐措施的分析比较,以及从燃气管道防腐方面来研究燃气管外腐蚀的直接评价方法,确定燃气管道防腐的基本思路和主要因素,提供保护的双重屏障,最终可以增强管道的防腐效果。

燃气管道 碳钢管除锈 防腐 腐蚀评价

根据行业内对燃气管道的数据分析统计，埋地钢管泄漏原因因腐蚀占有70%，外界挖伤占24%，PE管道泄漏占4%，其他原因占2%。埋地燃气钢管腐蚀原因很多，大多是和土壤或水保持长期接触产生了化学腐蚀，这对管网的安全运行和使用寿命造成威胁。因此，必须对埋地燃气钢管采取必要的防腐控制技术措施来确保管网的安全运行以及延长钢管的使用寿命。

1 燃气管道的腐蚀类型

在城市燃气管道网中，燃气管道通常都是地下敷设的，这样金属管道包碳钢管道就容易被严重腐蚀。和长输管道比较起来，城市的燃气管道大多是环形、枝形的密布式分布，管道变径情况普遍。而随着城市建设的不断拓展，管道的质量也有较多缺陷。由于环境十分复杂甚至会突变，城市内的电流干扰十分严重，这些因素都要求必须做好钢管的防腐工作。

埋地金属管道有两种腐蚀形式：均匀腐蚀和局部腐蚀，其中以局部腐蚀为主，危害性也最大。在土壤中，钢管主要经过的是电化学溶解的腐蚀过程，形成腐蚀电池因而导致管道锈蚀穿孔。

钢管的腐蚀形态还可按腐蚀电池阳极区与阴极区间距的大小，来分成宏电池腐蚀与微电池腐蚀这两类。微电池腐蚀：指由距离为几毫米至几微米的阴极与阳极合起来组成的微电池发生作用而导致的管道腐蚀。由于外形特征很均匀，所以又称之均匀腐蚀。因为微阳极和微阴极的距离相当近，所以微电池腐蚀的速度只受微阳极和微阴极的电极过程影响，而不是依赖于土壤电阻率，也因此微电池腐蚀对埋地钢管的造成的危害比较小。宏电池腐蚀：指由距离为几厘米至几米的阴极区与阳极区合起来组成的一种宏电池作用而导致的管道腐蚀。这种腐蚀也称作局部腐蚀，因为阳极区和阴极区距离比较远，在腐蚀电池回路总电阻中，土壤介质电阻占有较大的比例，所以宏电池腐蚀的速度不仅受阳极与阴极的电极过程影响，还受土壤电阻率影响。土壤电阻率越大，越能降低宏电池腐蚀的速度，埋地钢管表层出现的斑块状或孔状的腐蚀就是宏电池腐蚀造成的，因此这种腐蚀的危害非常大。

综上所述，埋地钢管在土壤中主要受到电化学腐蚀的作用，这种腐蚀可被分为阴极过程、阳极过程、电流流动这三个过程，彼此独立却又相互关联，如果其中一个过程受阻则另两个过程也会受阻，于是电池腐蚀过程会减慢或者停止，这样就为我们对管道的防腐对策提供了基本依据。

2 燃气管道的防腐措施

埋地钢管的防腐方法主要针对其电化学腐蚀的三个过程，从阻碍和抑制其中的某一个过程着手。比如可以采取在管道的外壁增加防腐涂层来增大回路电阻，从而减少腐蚀电流；另外，还可从外部增加直流电，对土壤可以形成负电位、阴极的保护，从而消除阴阳极的电位差，从源头上避免阴阳极过程的进行。还有阴极保护法，防腐涂层法治表等，但是如果防腐涂层损坏了，铁露出的部分则会加快局部腐蚀速度。因此，采用防腐涂层保护结合阴极保护才是双重兼顾的好方法，并且经济有效。

城市燃气系统因为地下管网十分密集，阴极保护的外加电源会产生对其它管道的干扰，如果采用一种负电位的金属材料来和钢管相连，也就是牺牲阳极保护法，那么便不会出现这种情况。所以，城市燃气的输气管可以采取防腐涂层和牺牲阳极二者兼并的防腐保护方式。对其他压力比较低的非主干管道，通常会直接采用防腐涂层法，防腐措施就足够了。

牺牲阳极保护法中通常会采用镁合金作为牺牲阳极来保护埋地管道。而在输出电流的过程中，管道会遭到严重的破坏，这样的设计最好是什么使用年限和管道的使用年限必须匹配，不会浪费也不会增加多余的维修费。但必须注意一点，如果土壤电阻率过高，并且被保护管道横穿过水域的话，不适合采取牺牲阳极保护的方法。

采取不同的防腐方法就会导致不同的防腐质量和防腐费用，。所以必须根据被保护的钢管的不同用途、不同压力以及其处于的环境还有输送的燃气来全面地、综合地考虑防腐方法和防腐费用。燃气管道的防腐在经济合理性方面必须注意到两个重要部分：一，燃气管网在创建时候时的一次性防腐投资；二，燃气管网在投入运行后产生的自身维护费用。因为城市燃气管网在繁华的市中心地区，投入运营后会产生较高的维护费用，并且很难检修。所以说，应该恰当的增加一次性投资，目的就是可以减少投运之后，对于埋地管道的日常维修工作量和费用。

3 燃气管道的腐蚀评价

我国对燃气管道有着明确的相关规定，《城镇燃气埋地钢制管道腐蚀控制技术规程》中规定：城镇燃气埋地钢制管道必须进行防腐层外部保护，新建的高压、次高压的公称直径必须大于等于100mm中压管道、200mm的低压管道必须采用防腐层辅以阴极保护腐蚀控制系统。管道在运行的期间不能中断保护措施，新建管道的阴极保护设计和施工必须和管道的设计、施工保持同时进行并且同时投入使用。

从以上要求看，对燃气管道的腐蚀性保护是一种强制手段，因为之前城市燃气管道安全管理在被动的事后才采取措施，不仅会因故造成巨大的财产损失，严重时还有人员伤亡，并且花费了巨额的抢险修复的费用，最重要的是，燃气事故在社会中会造成极大的不良影响。本文所研究的城市埋地碳钢燃气管道的外腐蚀直接评价(External Corrosion Direct Assessment，ECDA)就是变事后响应为事前预防检测，变被动为主动的一种方式，让管道可以始终处在一个受控的状态内。能够依据外腐蚀检测的结果来进行有计划、有针对性地采取维护措施，避免事故发生或者管道失效的情况，把维修费用投入到最需要用的地方，避免管道的过度维修或欠维修，能最大限度地节约成本，并且保持管道运行可靠性高，使管道能够处于一个良好的运行状态，也能尽可能地延长管道的使用寿命期。具体的意义如下：

(1)能够提高系统的安全性、可靠性以及完整性，最大限度减少突发性状况和事故的发生，保证人身和财产安全，减少对环境造成的极大污染。经过对城市埋地碳钢燃气管道的检测以及外腐蚀的直接评价，能找出管道的防腐层弱点与其他的薄弱部分，还可以及时采取一定的防范措施，尽可能地降低事故的发生概率，对燃气事故的突发也提供了有效的预测作用。通过对管道的外腐蚀直接评价，可以保证系统在长期内处在一个安全、高效的运行状态，有效提高设施的使用效率，最大限度减少因燃气事故突发造成的人员伤亡、财产损失以及环境污染问题。

(2)降低管道风险，这里有一个优化风险 - 成本关系。降低燃气系统风险是以增加投入成本为代价的，但是从另一个角度来看，对于成本投入的增长水平和风险的降低程度二者并不是一个正比的关系。因此要正确看待风险成本关系，掌握好二者之间的界限。

(3)必须从提高管理者的决策水平入手。因为城市燃气供应系统的特点就是点多、线长、面广并且很多部分都埋在地下，非常容易受到来自各种内外因素的影响，难于日常检修检测。然而对燃气系统的管理者来说，问题的最大难点不是在事故发生后应采取什么样的措施，而是根本无法预知下一个事故会在何时、何地发生，以及发生的事故会产生何种严重后果。所以，燃气管道外腐蚀直接评价方法可以经过外防腐层的检测来向管道的管理者展现系统的运行状态，利于人们明确应该对哪些管道采取何种的维护以及何时更换措施。

4 结语

碳钢管在城市燃气领域发挥了不可替代的重要作用，但是，在燃气管道的设计、施工与维护管理等方面的还存在有一些问题，造成了燃气管道较短的寿命，容易发生漏气或者爆管的事故，严重损害国家物资，影响社会稳定以及城市的正常建设与市民日常生活。因此对待燃气管道的防腐工作应该相当重视，除了谨慎合理的设计、文明的施工、细心的维护以及规范的管理之外，对燃气管道的腐蚀情况应做到事先预防检测，让管道始终在安全控制状态内，并且根据外腐蚀检测结果进行有计划、有针对性的维护，避免造成管道失效或事故发生，多投入维修费，保证管道的运行保持高度可靠，最终能使管道处于良好的运行状态并延长使用寿命。

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