天津市煤气工程设计院  吴胜雷  贾文延

摘  要：本文介绍造成埋地钢制燃气管道腐蚀的原因和减少管道腐蚀的几种方法。

关键词：钢制管道；防腐；腐蚀

l  前言

    燃气供应是现代化城市能源供应的重要组成部分，而钢制管道又是目前城市用于燃气输配的主要管材之一，它的可靠性、安全性是我们保障工业企业燃料供应和居民生活用气的重要保证。埋地钢质管道由于受土壤环境的作用，经常会发生各种腐蚀而导致管道泄漏。提高管道防腐技术，延长管道使用寿命是当今全球性的技术难题之一，成为科学技术与工程设计广泛关注的热点。找到造成埋地钢制燃气管道腐蚀的原因和防腐的方法是消除事故隐患的一项重要工作。

2  钢制燃气管道腐蚀的原因

2．l  化学腐蚀

是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。也就是说金属直接和介质接触引起的金属离子的溶解过程，在金属表面均匀发生，腐蚀速度缓慢。

化学腐蚀是全面的腐蚀，在化学腐蚀的作用下，管壁的厚度是均匀减少的。

2．2  电化学腐蚀

    是指金属表面与离子导电的介质(电解质溶液)发生电化学作用而产生的破坏。也就是金属和电解质组成原电池所发生的金属电解过程。金属与电解质之间存在一个带电的界面，与此界面有关的因素都会影响腐蚀过程的进行。其实质是浸在电解质溶液中的金属表面上形成了以金属为阳极的腐蚀电池。包括异金属接触产生的腐蚀原电池、钢管本身成分含量复杂产生的原电池、氧浓差产生腐蚀原电池、盐浓差腐蚀原电池和直流杂散电流腐蚀、交流杂散电流腐蚀。

土壤中埋地钢管受到的电化学腐蚀的强弱程度，与土壤的腐蚀性即土壤的电阻率有关。土壤的电阻率可通过一定的方法测定出采，依照其值的大小可以划分土壤的腐蚀等级。

3  绝缘层防腐法

3．1  煤焦油瓷漆

煤焦油瓷漆防腐层是将煤焦油沥青熬制热浇涂的同时缠绕加强带而成，在国外已有近百年的历史。我国于1995年开始用在长输管线工程建设上，如上海平湖天然气管线、新疆轮库复线等。

3．2  熔结环氧粉末

该防腐层是采用热固性粉末涂料的薄涂层，国外早在60年代就已经普及应用。我国在80年代开始研究此种涂敷技术和涂料，特别适合于埋地或穿越大江、河流，沼泽地等地方，如黄河穿越管道工程、海河下游穿越管道工程。这种防腐技术已比较成熟，且经实际应用检验。

3．3  石油沥青

石油沥青是我国和东欧国家的传统防腐材料，施工方法与煤焦油瓷漆相似，加强带为玻璃布。在施工过程中，现场熬制沥青会产生大量废气，对大气造成污染，不符合环保要求，因此这种防腐做法逐渐被取代。

3．4  环氧煤沥青

环氧煤沥青防腐涂料是冷涂型涂料。在国内于1978年开始使用，近十余年在石油化工和城建等部门的输油，输气、自来水，热力，燃气等方面的埋地钢质管道和钢制储罐防腐蚀工程中的用量明显上升。

3．5  冷缠胶粘带

冷缠胶粘带防腐在油气管道上应用已有40年的历史，到1990年世界上有近30万公里的管道采用胶粘带防腐，由于其优越的防腐和施工性能，使它在管道防腐体系中占有一定的优势。

3．6  聚乙烯夹克

埋地钢质管道聚乙烯防腐技术，主要是指通过挤压包覆或缠绕聚乙烯获得管道外防腐层技术。如“陕一京”、“库一鄯”、“新疆一上海”、“忠县一武汉”管线都采用聚乙烯夹克防腐。

3．7  热喷玻璃釉防腐管道

针对有机防腐的致命弱点(老化)，新创造出的热喷玻璃(釉)防腐技术采用古老玻璃釉与现代热喷涂新技术相结合，其效果与搪瓷完全一致，并已取得中国人发明专利权，现已进人工业化实施阶段。本项无机防腐新技术是将玻璃釉热喷到钢管内外壁表面上，形成玻璃与金属复合防腐涂层。这种涂层是当今防腐性能最为优越的一种材质，是永不老化的理想防腐材料，是一劳永逸的、新型无机复合涂层材料。

4  电保护防腐法

4．1  外加电源阴极保护法

利用外加的直流电源，通常是阴极保护站产生的直流电源，使金属管道对土壤造成负电位的保护方法。当被保护的管道与其他地下金属管道邻近时，必须考虑阴极保护站的杂散电流对它们的影响。

4．2  牺牲阳极保护法

采用比被保护金属电极电位较负的金属材料和被保护金属相连，以防止被保护金属遭受腐蚀。牺牲阳极又名保护器，通常是用电极电位比铁更负的金属，如镁、铝、锌及其合金作为阳极。

单支阳极的组装见下图：

4．2．1  电防护法在选用时应符合以下要求

a)锌阳极不得使用在土壤电阻率>20013，m的场合；

b)镁阳极不宜使用在土壤电阻率>100Ω.m的场合；

c)外加电流阴极保护法在选用时不受土壤电阻率的限制。

4．2．2  采用牺牲阳极法时，选用阳极的保护效果应符合以下要求：

 a)对地电位应达到-0．85V或更负；

 b)通电时，阴极电位较自然电位向负方向变化值应大于300mY；

 c)当土壤或水中含有硫酸盐还原菌，且硫酸根含量大于0．5％时，通电后，对地电位应达到-0．95V或更负。

4．2．3  牺牲阳极在埋设时，与保护的燃气管道的距离不宜小于0．3m，也不宜大于7m，埋设深度不宜小于lm，且直埋设在潮湿的土壤中。埋设形式可采用立式或卧式。

在阳极与保护管道之间，严禁设置其他金属构筑物。

4．2．4  牺牲阳极检测桩、检测头在设置时应符合下列要求：

a)检测桩、检测头宜设置在燃气主干管沿线；

b)宜每5组牺牲阳极或至少1Km设置1个检测桩；

c)检测桩应设置在牺牲阳极附近，且宜安装在管道沿线中土壤腐蚀性强、湿度大、地下水位高或管道绝缘防腐层薄弱的地点；

d)宜每在每个检测桩附近设置1个检测头。

4．2．5  设置检查桩和检测头的目的：检测桩是为了监测牺牲阳极装置的保护电位。检测头是为了检测、掌握阴极保护系统运行后管道被保护状态而设置。

5  结论

埋地钢制燃气管道腐蚀穿孔泄漏的原因主要是部分地区土壤腐蚀性强、杂散电流干扰大。为了防止管道腐蚀泄漏，坚持“安全第—，预防为主”的原则，坚持不懈地致力于提高管道防腐技术水平，加强防腐管理工作，我们深信，必能大大减少腐蚀泄漏事故的发生。