金属管道腐蚀害特征及预防对策研究

张 博，艾 东，许汇源，马丽雯

（1.中石化川气东送天然气管道有限公司，湖北 武汉 430000；2.湖北省地质局第七地质大队，湖北 宜昌 443100）

气体运输管道一般埋藏在地下一定深度，通过长距离的管道输送，提高气体运输的经济性。通过对生产现场的分析研究，管道输送是最为经济实惠的运输方法，因此，受到了广泛的应用[1]。

金属管道通常要穿越不同水文地质和气候环境的复杂地区，地质环境条件的差异性和内外动力地质作用变化很大，受其控制和影响，管道沿线地质灾害类型较多。由于土壤中含有腐蚀性介质，使金属管道形成原电池，引起管道的腐蚀穿孔，给管道的安全运行带来危害。

管道施工质量也影响到金属管道运行的安全性，对金属管道实施阴极保护技术措施，在金属管道系统施工过程中，如果阴极保护系统建设未能达标，没有更好的显示器保护效果，会引起更加严重的金属管道腐蚀，从而影响金属管道的使用寿命。

1 金属管道防腐蚀措施分析

为了提高金属管道运输的安全运行效率，降低管道的腐蚀速度，采取必要的技术措施，对金属管道实施防护处理，并达到预期生产效率。

1.1 涂层防护技术措施

对金属管道实施外部的涂层技术措施，能够提高金属管道的耐腐蚀特性，通过优选合适的管材，并结合涂层技术措施，提高管线使用效率，延长管线的服役年限，提高金属管道运输效率。利用煤焦油磁漆进行涂层，吸收性较低，抗植物根茎的穿透能力强，绝缘性能较好，能够提高金属管道的耐腐蚀性。

液体聚氯脂涂层，其固化时间较短，有效的防止阴极的剥离，强化对阴极保护系统的作用，提高金属管道抗腐蚀性能[2]。

各种涂层技术措施的应用，需要按照涂层技术的要求，确保涂层完成的施工质量，保证金属管道的外部涂层，达到绝缘保护作用，防止各种介质对金属管道的腐蚀。

加强对金属管道埋地设计和施工，降低第三者侵害几率，在埋藏金属管道的位置时，应加注警示标志，防止其他施工单位在进行工程建设时引起管道破裂，造成巨大的经济损失。

1.2 阴极保护技术措施

为了降低金属管道的腐蚀速度，实施阴极保护措施，将被保护的管道作为阴极，将其保护起来，防治金属管道发生腐蚀。

具体实施的措施为牺牲阳极的保护措施，另外会外加电流的阴极保护措施。

对不同的金属管道系统实施不同的阴极保护措施，经过气体输送现场的实验研究，阴极保护技术措施是最为有效的防腐蚀措施，在气体输送现场得到广泛的应用。优选最佳的作为阳极材料，对气体输送管道进行有效保护，防止金属管道发证严重腐蚀，从而使其发生安全隐患，导致人身伤害及财产损失。

2 金属管道腐蚀原因分析

气体输送金属管道的腐蚀原因可以归纳为两大类：其分主观与客观，主观的腐蚀性原因包括防腐蚀措施、施工质量、管道维修是否及时、运输管理以及认为破坏等原因；客观原因有管线所处的环境、输送介质的化学成分及其腐蚀性，以及输送工艺的物理因素等。

具体来说，我国金属管道的主要腐蚀原因按其轻重顺序归纳出以下几个方面：

①埋地金属管道受到土壤腐蚀的影响：土壤是一个具有多相、多孔电解质与复杂的、非均匀胶体体系，可以形成类型各异的腐蚀电池。一般来讲，土壤当中含盐量比较大、透气性强、湿度大，因此当土壤内PH值与电阻值小时，对金属管道的腐蚀性是最大的。另外，土壤中还含有微生物、细菌及存在杂散电流干扰时，也会加剧金属管道的腐蚀。②施工质量不高造成的影响；金属管道外壁腐蚀的许多事例是由于施工质量不高所引起，这问题在许多金属管道建筑中存在较为普遍，从而影响金属管道的预期寿命。因此，不仅要严格控制防腐层材料的质量，而且应该严格施工工序质量管理，以保证最终防腐层的良好的质量。③金属管道防腐补口，我国早期的金属运输管道大多没有内防腐涂层，由于长期金属管道的输送介质，一般都经过了出硫及脱水等处理，其内壁腐蚀性较小。而金属管道由于其高含水和强腐蚀性等原因，内壁的腐蚀相对很严重。近年来，为了使金属管道减少被腐蚀程度，已经做到管道内部防腐涂层，但由于管道接头受到焊接高温的影响，使热影响区的内涂层失效，造成腐蚀电流集中，仍出现突发性、局部性腐蚀穿孔现象。④部分管线的阴极保护效果不好，目前我国的阴极保护技术已经接近国外先进水平，形成我国的标准化形式。管线普遍采用了覆盖层与阴极保护的联合保护方式，但在运行中容易出现以下几种问题：第一，仪器设备可靠性差，故障多，影响了阴极保护系统的正常运行；第二，阴极保护系统中所采用的阴极规格品种少，配套性差，影响工程选用；第三，阴极保护管理不严格，有的单位无阴极保护岗，对阴极保护的信息收集不全面。一旦遇到上述几种情况，就要加以防范。

3 防治对策研究

气体输送金属管道河沟道水毁灾害发育具有类型多样、点多面广、成因复杂、潜在危害巨大等特点，为了避免和减轻灾害发生造成严重后果，保障能源干线运行安全，需统筹规划、因地制宜采取切实可行的防治对策。

3.1 防治分级与分期

（1）灾害点防治分级

①重点防治点：风险评级为中、管道浅埋、冲刷深度大于管道埋深、水工保护措施严重损毁的点列为重点防治灾点；根据以上原则共确定了12处重点防治点。②次重点防治点：风险评级为较低、冲刷深度一般、水工保护措施局部损毁的点的列为次重点防治点,确定共有33处灾害点。③一般防治点：风险评级为低、冲刷深度小、水工保护措施完好的作为一般防治点，确定共有85处灾害点。

（2）防治分期

河沟道水毁灾害治理计划按照时间划分为近期、中期和远期3期安排实施。①近期目标：对风险概率等级为中的河沟道水毁灾害，水毁灾害体稳定性较差，失稳可能性大，导致管道严重扭曲变形、破裂或断裂而必须中断输气的，需开展排险或灾害勘察、设计的，按有关技术标准、规范进行工程治理。共有21处灾害点。②中期目标：对风险概率等级为较低的河沟道水毁灾害，按有关技术标准、规范进行局部损毁挡墙、水保修复、重点巡检或简易监测，共有24处灾害点。③远期目标：对风险概率等级为较低、低的河沟道水毁灾害，按有关技术标准、规范进行巡检或简易监测，共计有85处灾害点。

3.2 防治措施

（1）加强巡查监测

对调查出的水毁灾害点，根据灾害的实际情况，确定金属管道沿线共计130处河沟道水毁灾害点进行重点巡查及简易监测。

（2）开展工程治理

在预防为主的指导方针下，对部分水毁灾严重的行工程治理是必不可少的，工程治理方案制定的总体原则是技术可行、经济合理、安全可靠。

根据调查情况，确定金属管道沿线共计33处河沟道水毁灾害隐患建议进行工程治理，治理措施主要有：护底混凝土、箱涵、挡墙修复等措施。

4 结论

通过对气体输送金属管道腐蚀及其防护措施的分析，提高气体运输金属管道的耐腐蚀特性，延长气体输送金属管道的使用寿命，保证输送管道的平稳运行，并达到预期的输送效率。

气体输送管道受特殊地质环境条件控制，河沟道水毁灾害具有类型多样、点多面广、潜在危害巨大等特点。近年来随着极端天气的频发，同时由于人类工程活动加剧，水毁灾害在汛期的发生尤为集中。因此，河沟道水毁灾害防治必须强化管理、突出重点、分类实施。根据灾害的类型、形成条件、诱发因素等，有针对性地采取防治措施，把灾害可能造成的损失降到最低。

对气体输送金属管道运行过程实施安全风险管理，检测腐蚀变形的管道部位，立即采取应急处理措施，对管道进行抢修，避免金属管道泄漏，从而影响到整个输送系统的正常运行。