關于導致管道腐蝕原因的分析

鄒震　孫鼎

摘要：隨著城市現代化深入發展，我國城市居民大量應用燃氣管道，但是在應用過程中也出現了一些狀況，例如管道遭受腐蝕，使得燃氣大量外泄，本文通過分析我國城市燃氣管道遭受腐蝕的現狀及原因，并在此基礎上，針對出現的具體問題，采用不同的管道防腐蝕方法，進而提出有意義的解決方案。本文還介紹了絕緣層防腐蝕法，電保護法等防腐蝕技術。提出了相應的解決方法。

關鍵詞：城市燃氣管道；城市居民；燃氣外泄；防腐蝕技術

城市燃氣作為城市能源的重要組成部分，應與城市未來的總體規劃同步進行，城市燃氣供應管道化更是城市現代化的主要標志之一，在城市燃氣管網建設中，如何選擇合適的管材已是一個至關重要的問題，在此分別從管材的特性、管材的價格、使用年限、輸送能力等幾方面作以比較說明。

一、腐蝕的原因

1.內壁腐蝕。水在管道內壁生成一層親水膜，形成了原電池腐蝕的條件，產生電化學腐蝕。由于輸送的燃氣中可能含有硫化氫、二氧化碳、氧、硫化物或其它腐蝕性化合物直接和金屬起作用，引起化學腐蝕。內壁防腐的根本措施是將燃氣凈化，使其雜質含量達到允許值以下，還可以在管道內用合成樹脂或環氧樹脂等作內涂層，可防止管道內壁的腐蝕，并能降低管壁的粗糙度，相應地提高了管道的輸氣能力。

2.外壁腐蝕。架空或埋地鋼管都會發生外壁腐蝕。埋地鋼管的化學腐蝕是全面性的腐蝕，在化學腐蝕的作用下，管壁厚度的減薄是均勻的，所以從鋼管受到穿孔破壞的觀點看，化學腐蝕的危害性不大，而造成鋼管表面出現凹穴，以至穿孔的主要原因來自電化學腐蝕，其次雜散電流。土壤中微生物細菌對鋼管的腐蝕作用也是不可忽視的。

二、防腐的方法

可從下述三方面途徑來防止腐蝕的發生和降低腐蝕的程度：采用耐腐蝕的管材，如鑄鐵管。塑料管或其他非金屬管道；增加埋地鋼管和土壤之間的過度電阻，減小腐蝕電流，如采用防絕緣層使電阻增大，在局部段采用地溝敷設或非金屬套管等方法，這些方法又稱為消極防腐法；采用電保護法，這種方法又稱為積極保護法。一般與絕緣層防腐法相結合，兩種方法同時采用，以減小電流的消耗。

1.絕緣層防腐法。絕緣層防腐法是在埋地鋼管上涂敷電絕緣性能良好的隔離層，可以避免管道金屬與土壤直接接觸，阻止電流流入管道和流出管道。因此，如果隔離層完整無缺損，并保持良好的電絕緣性能和防水性能，則土壤中的電解質不可能透過隔離層與管道金屬接觸，就可防止電化學腐蝕的發生。管道的絕緣層一般應滿足下列基本要求：與鋼管的粘結性好，保持連續完整；電絕緣性能好，對擊穿電壓有足夠的耐壓強度和足夠的電阻率；具有良好的防水性和化學穩定性；能抗生物侵蝕，有足夠的機械強度、韌性及塑性；材料來源充足，價格低廉，便于機械化施工。

埋地鋼管所采用的防腐絕緣層種類很多，有瀝青絕緣層，煤焦油瀝青絕緣層，聚氯乙烯包扎帶，塑料薄膜涂層，酚醛泡沫樹脂等塑料絕緣層，搪瓷涂層和水泥砂漿涂層等。煤焦油瀝青具有抗細菌腐蝕的優點，但有毒性。塑料絕緣層在強度、彈性、受撞擊、粘結力、化學穩定性、防水性和電絕緣性等方面，均優于瀝青絕緣體，是今后發展的方向。瀝青是埋地鋼管中應用最多和效果較好的防腐材料，當前在我國主要是采用瀝青絕緣層。

瀝青絕緣層的施工。瀝青絕緣層的施工中應注意的事項主要有：①配制瀝青底漆要用無鉛汽油，底漆在使用前必須充分攪勻，用0.4×0.4mm的濾網過濾，測定比重應為0.8～0.82。底漆應儲存在密閉容器中，對變稠了的底漆應加以稀釋處理，符合要求后才能使用。②在熬制瀝青時，應先將瀝青打成3kg以下小塊，放入干凈的瀝青鍋中逐步升溫，當溫度升到180～200度時脫水，直到不產生氣泡為止，然后逐步降溫至160度以下，當需要時可加入3%～5%的橡膠粉，事先應對橡膠粉進行篩選處理，使其粒度不大于1mm，含水量不大于1.5%，磁選后的金屬含量不大于0.1%，纖維含量不大于5%，每鍋瀝青應取樣化驗合格后才能使用。③鋼管要先除銹除漆，直到露出鋼管本色，并完全干燥后才能涂刷底漆，底漆層厚度應均勻一致，厚0.1～0.15mm。④瀝青層應涂在干燥清潔的底漆上，要求光滑、厚度均勻、無氣泡無皺紋也無結瘤產生，用玻璃包扎時，每圈之間不能有間隙，允許有不大于5mm的搭邊，當包扎第二層玻璃布時，其纏繞方向應于前一層相反。外包塑料布時每圈搭邊宜在20～30mm之間。⑤管道絕緣防腐層在涂敷過程中和工作結束后，都應仔細進行外觀檢查，消除所有缺陷。此外，還應使用電火花檢漏儀對全部防腐層進行檢驗，該儀器利用高壓火花放電原理檢查出燃氣管道防腐絕緣層的微孔和損傷必須予以消除，否則，它們就可能是埋地鋼管電化學腐蝕的陽極區，使鋼管表面產生腐蝕，以至穿孔。

2.電保護法。電保護法有陰極保護法。犧牲陽極保護法和排流保護法。目前常用的是陰極保護法。根據電化學腐蝕的原理，在腐蝕電池中陽極受腐蝕而損壞，而陰極則保持完好，利用外加的直流電源，通常是陰極保護站產生的直流電源，使鋼管對土壤造成負電位的保護方法，稱為陰極保護。陰極保護站直流電源的正極與接地陽極（常用的陽極材料為廢舊鋼材）連接，負極與被保護的管道連接，外加電流從電源正極通過導線流向接地陽極，直流電由接地陽極經土壤流入被保護的管道，再從管道經導線流回負極。這樣使整個受到保護的管道成為陰極，而與接地陽極成為腐蝕電池，使接地陽極的廢舊鋼材不斷受到腐蝕。

一個陰極保護站的保護半徑約為15～20Km，兩個保護站之間的保護距離約為40～60Km。當被保護的管道與其它地下金屬管道或構筑物鄰近時，必須考慮陰極保護站的雜散電流對它們的影響，當這種影響超過規定的標準時，就應考慮燃氣管道與它們共同的電保護措施。由于城市的街道或街區庭院內地下金屬管道和構筑物較多，為了避免相互影響，電保護法在城市燃氣管網中極少應用，而只采用絕緣層防腐法，但在長輸管線或城市郊區的燃氣管道上，電保護法常與絕緣層防腐法同時采用，以達到取長補短的防腐效果。

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