分析城市燃氣管道的防腐設(shè)計研究

徐筱薇

杭州市城鄉(xiāng)建設(shè)設(shè)計院有限公司 315048

摘要：隨著社會的發(fā)展，人們對環(huán)境保護意識的增強，大多數(shù)城市對燃氣的需求明顯增加，目前燃氣已成為城市建設(shè)和發(fā)展的基礎(chǔ)，它不但提高了人們生活質(zhì)量，也是企業(yè)高效益運作和壯大的支撐力。燃氣管道是保證燃氣輸送的質(zhì)量和經(jīng)濟效益的前提，因此，科學(xué)合理的燃氣管道防腐設(shè)計尤為重要，本文主要研究城市管道防腐設(shè)計，并對其中的問題做出分析和提出解決方案。

關(guān)鍵詞：城市燃氣；管道防腐；防腐措施

城市燃氣管道由于長期埋在地下，且其本身便是金屬材質(zhì)，極易出現(xiàn)管道腐蝕問題，燃氣管道一旦被腐蝕，不但會浪費大量燃氣資源，影響燃氣質(zhì)量，嚴重時甚至?xí)绊懭細廨斔停侠鄢鞘薪?jīng)濟效益[1]。因此，我們應(yīng)當(dāng)看到問題的本質(zhì)，對鋼制燃氣管道采取科學(xué)合理的防腐設(shè)計，并對設(shè)計過程中出現(xiàn)的難題進行分析和解決。

1.城市燃氣管道腐蝕原因

1.1城市燃氣管道內(nèi)壁腐蝕

城市燃氣管道在輸送燃氣時，由于燃氣本身含有腐蝕性質(zhì)的物質(zhì)，與燃氣管道內(nèi)壁接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，就會對燃氣管道造成腐蝕。雖然燃氣本身腐蝕性較小，但是長期輸送燃氣，仍會對燃氣管道內(nèi)壁造成比較嚴重的腐蝕；再加上燃氣管道是金屬制品，燃氣本身又含有水分，燃氣的水分和管道內(nèi)壁就會因為長期輸送燃氣而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，造成燃氣泄露[2]。

1.2城市燃氣管道外壁腐蝕

一般來說，城市燃氣管道外壁的腐蝕程度比內(nèi)壁腐蝕程度更嚴重，因為燃氣管道外壁長期埋藏在土壤中，土壤中含有的水份長期與外壁接觸會發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致外壁腐蝕，土壤中的某些細菌也會對燃氣管道外壁造成腐蝕，當(dāng)這些腐蝕性物質(zhì)接觸外壁，其電極、電位會發(fā)生失去陽極的情況，如果燃氣管道外壁的高位電極、電位仍有部分電子，就形成了陰極，因此，腐蝕物質(zhì)與燃氣管道外壁接觸后會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)腐蝕外壁。

2.城市燃氣管道防腐設(shè)計

2.1內(nèi)壁防腐設(shè)計

城市燃氣管道內(nèi)壁的腐蝕主要來自于腐蝕性并不強的燃氣，所以，如果要解決燃氣管道內(nèi)壁腐蝕的問題，就要從根本上解決問題，也就是在燃氣管道內(nèi)壁刷一層環(huán)氧樹脂，提高管道內(nèi)壁對腐蝕的抵抗性，并且燃氣最好經(jīng)過凈化后再輸送，凈化燃氣能提高燃氣質(zhì)量，提高燃氣管道使用壽命[3]。

2.2外壁防腐設(shè)計

絕緣法。絕緣法是由瀝青、玻璃等物質(zhì)將燃氣管道與土壤分隔開，避免燃氣管道因為接觸土壤中的水份和細菌產(chǎn)生反應(yīng)腐蝕外壁。

排流保護法。排流保護法也就是通過“借花獻佛”的方式來防止燃氣管道被腐蝕，排流保護法是用導(dǎo)線將土壤中散亂電流聚集起來，并當(dāng)作隔離層將土壤和燃氣管道分隔開來。

電化學(xué)保護法分為陽極保護法和陰極保護法兩種：

電化學(xué)保護法，陽極保護。陽極保護法是當(dāng)導(dǎo)入電流產(chǎn)生電位變化時，通過穩(wěn)壓電源控制電位，從而起到保護燃氣管道的作用。

電化學(xué)保護法，陰極保護。陰極保護法通過移動燃氣管道陰陽兩極電位或改變電位極性來保護燃氣管道。通常來說，腐蝕一般發(fā)生在陽極上，陰極保護是利用外加惰性陽極或犧牲陽極，使燃氣管道在土壤中構(gòu)成陰極，陰極在同一腐蝕性環(huán)境中，活性比陽極校，因此，通過引入外部電流使之補充電子也能達到保護陰極的效果。在不同的腐蝕介質(zhì)中，燃氣管道所需要的保護電流也不同，在土壤內(nèi)大約需要0.0001-0.0005安每立方分米，而當(dāng)燃氣管道安放地點有流動水時，淡水需要0.0005安每立方分米，海水0.0003-0.0015安每立方分米。一般在城市燃氣管道防腐設(shè)計中，陰極保護法運用更為廣泛，因為陰極保護法主要根據(jù)燃氣管道附近土壤電阻來選擇材料種類，通常使用鎂和鋅制作的極位材料。當(dāng)燃氣管道附近土壤電阻高于10Ω時，使用鎂合金材料，當(dāng)燃氣管道附件電阻低于10Ω時，使用鋅合金材料；陰極保護范圍在燃氣管道絕緣層電阻確定后，根據(jù)管道大小變化而變化，燃氣管道越大，陰極保護范圍越小，因此在使用陰極保護法時，一般通過將陰極以組別的形式設(shè)置，每組大約2-5只陰極，每組間距2米以上。在設(shè)計城市燃氣管道防腐安裝絕緣裝置時，先測試燃氣管道絕緣裝置的有效性，通過《陰極保護管道的電絕緣標(biāo)準(zhǔn)》SY/T0086-2003標(biāo)定系數(shù)的計算公式（8.2.3-1）計算，即K=△/△，式中K=標(biāo)定系數(shù)（A/mV）；△=標(biāo)定電流（A）；△=標(biāo)定電位（mV）；漏電率按（8.2.3-2）計算。設(shè)置陰極保護法時最好將陰極分散開，以單只形式布置，因為組別設(shè)置影響陽極電流輸出，單只分開設(shè)置可以消除該不良反應(yīng)，電位更均勻，不易出現(xiàn)極位變化導(dǎo)致發(fā)生反應(yīng)腐蝕燃氣管道的情況。（陰極保護配線如下圖）

陰極保護參數(shù)設(shè)置如下：

最小保護電流密度：4

最小保護電位：-0.85V或更負（CES，下同）

最大保護電位（通電狀態(tài)下）：-1.25V

管道外徑：1016mm

管道壁厚：17.5mm

鋼管管材點電阻率：0.229Ω·/m

結(jié)語

隨著當(dāng)今社會發(fā)展與人們環(huán)保意識的增強，燃氣明顯已成為城市發(fā)展與人們生活品質(zhì)的保障，每年都在不斷建設(shè)燃氣管道，同時也有不少燃氣管道被腐蝕，因此，我們要做好燃氣管道防腐設(shè)計，并且在管道防腐設(shè)計研究上要加大力度[4]。

參考文獻：

[1]孫奇，劉嵩.試論城市燃氣管道防腐設(shè)計[J].科技致富向?qū)В?015，（3）：161-161.

[2]張麗麗，朱梅芳.基于城市燃氣管道防腐設(shè)計的研究[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2014，（26）：2240-2240.

[3]王有之.基于城市燃氣管道防腐設(shè)計的研究[J].科技與創(chuàng)新，2015，（14）：86-86，88.

[4]李立冬.城市燃氣管道防腐設(shè)計的探討[J].科技致富向?qū)В?013，（21）：112.