关于城市燃气管道腐蚀原因及其防腐的探析

2016-07-13郭伟

大科技 2016年27期

郭伟

关于城市燃气管道腐蚀原因及其防腐的探析

郭伟

（太原天然气有限公司山西太原 030006）

城市燃气管道是深埋地底的地下管道，地下环境复杂、土壤潮湿、会使燃气管道产生腐蚀。当前燃气管道的腐蚀已经成为制约我国燃气发展的重要因素，采取合适的防腐措施，保证管网的安全运行直接关系着企业经济的效益和社会效益。本文对城市燃气管道腐蚀的原因及其防腐措施进行了探讨，旨在保障城市燃气管道的安全运行。

城市燃气管道；腐蚀原因；防腐措施

1 城市燃气管道腐蚀的原因

城市燃气管道腐蚀的原因：①除锈不彻底的原因。焊口、法兰、三通等现场安装处没有达到国家标准；钢管表面的浮锈没擦净，导致底漆与管道壁粘结力达不到要求，甚至形成两层皮；在阴雨季节，除锈后没有及时刷底漆，管道表层已再生一层薄锈。②管道下沟及回填的原因。管道下沟时沟壁上的石块等没有清除，胶带易被吊具擦破。下管过程中对回填的建筑垃圾没有清除大的石块、混凝土弃块等将胶带砸破。胶带破损处容易发生电化学腐蚀穿孔。③底漆质量的原因。底漆的品种和生产厂家不同，质量差异比较大，而且施工现场的环境、条件、工具、天气、操作程序和方法等都会影响底漆的质量。④防腐材料的原因。大多数管道都是用的是冷缠胶带的防腐材料，相比之前的三油两布，具有工艺更加简单，现场不用加湿作业，施止速度快等优点，但是带基材料非常硬，并且胶层比较薄，容易卷边，遇有腐蚀性地下水浸泡时，水份沿层间缝隙渗入到钢管表面，从而产生腐蚀现象。⑤其他原因。针对燃气地下管道的防腐标准一般参考石油部的标准进行防腐设计，这些标准不能完全满足城市地下管道防腐的需要；影响管道防腐质量控制因素主要表现在缺乏必要的防腐检测手段和仪器设备，执行防腐规范不够严格，质量管理不到位；缺乏必要的日常维护工作和专业化防腐技术队伍也是容易造成管道腐蚀的原因。

2 城市燃气管道的防腐措施

（1）保护性涂层。城市燃气管道防腐涂层是管道防腐最基本的方法之一，防腐涂层的防腐作用主要体现在三方面：隔离作用、缓蚀作用和电化学保护作用。隔离作用主要是通过阻止土壤环境介质中各种腐蚀性介质渗透到管道基体金属的表面，提升金属的表面电阻，而缓蚀作用和电化学保护作用主要通过在涂层中添加阴极性金属物质和缓蚀剂，进一步加强防腐效果。作为管道的防腐层，需满足一系列的要求。如良好的介质稳定性、抗渗性、与基体金属良好的结合性、良好的机械性能、耐阴极剥离、良好的环保属性等。目前在管道上应用的主要有沥青覆盖层、环氧煤沥青覆盖层、煤焦油瓷漆覆盖层、熔结环氧粉末覆盖层（FBE）、聚乙烯覆盖层、三层PE覆盖层和聚氨酯涂层等。

（2）绝缘层防腐法。城市燃气管道的绝缘层防腐就是通过在管道上涂抹绝缘性隔离层，比如使用沥青、玻璃布等一些物质，把管道外壁包裹起来，与土壤形成隔绝的状态，从而避免管道与土壤的直接接触，能够有效的减少管道外壁的腐蚀。这就需要更为完整无损的隔离层，同时还要保护好电绝缘性能和隔水性能。避免出现土壤中的电解质渗透到管道接触面上就可防止电化学腐蚀的发生。管道的绝缘层一般应满足下列基本要求：第一就是要让管道的黏粘处保持完好，让其保持完整，要具有良好的防水性和化学稳定性，材料要抗腐蚀性，便于施工。对埋在地下的燃气管道的防腐材料的种类很多，主要有焦油沥青绝缘、沥青绝缘层、聚氯乙烯包扎带等。在一些管道上涂抹上碳防腐材料，由于碳具有稳定性，不易发生化学反应。

（3）排流保护法。城市燃气管道防腐的排流保护法就是以地下杂散电流方式避免管道与土壤直接接触而发生腐蚀措施。其主要原理是将管道排流导线的排电流和电气化铁路钢轨和变电站的阴极相同，在管道的杂散电流不经过土壤前提下，其能导线引流的方式来防止管道腐蚀。保护性涂层在城市燃气管道运输中使用比较广泛，根据喷涂部位不同分为内涂层和外涂层，管道内涂层在天然气管道中最主要的作用是减小输差。道内涂层必须具备以下的性能：表面光滑、粗糙度小；耐磨性和硬度，承受管道内砂砾和清管器所造成的磨损；附着力，保证涂层在储运、弯管、敷设、清管和运行中不脱落；耐压性，耐水性和气压及其相关变化；耐热性，管道外涂层施工温度在200℃以上，因此采用“先内后外”的施工方案，要求其能耐受短期高温。

（4）电极保护法。城市燃气管道防腐的电保护法一般有两种：①电源阴极保护法；②牺牲阳极保护法。其都是以电化学方式或者外加电源方式来防止管道腐蚀的。①电源阴极保护技术是将被保护金属与外加电流负极相连，由外部电源提供保护电流，以降低腐蚀速率的方法。外部电源通过埋地的辅助阳极将保护电流引入地下，通过土壤提供给被保护金属，被保护金属在大地电池中仍为阴极，其表面只发生还原反应，不会再发生金属离子的氧化反应，使腐蚀受到抑制。强制电流保护法的设备有辅助阳极、恒电位仪和参比电极等。②牺牲阳极保护就是将负数电位金属和被保护的金属连接，并将其放置在同一电解质中，使负电位金属中的电子转移到被保护的金属管道上，使整个被保护的金属管道始终处于较负且相同的电位下。这种方法在小型或是处于低土壤电阻环境的金属使用次数比较多，因其优势目前在天然气管道中也普遍使用这种防腐方法。外加电流阴极保护能直接在直流电源中应用，同时其也能辅助阳极使电流从土壤向被保护管道金属中，使金属结构电位低于周边环境。牺牲阳极法有着对外界影响少、安装费用低、不需要占用土地、不需外部电源、保护电流利用率理想的优势，因此，牺牲阳极法多用于城市燃气管道的保护工作中，目前，该种保护措施已经得到了广泛的使用。