建筑创作2023年8期

城镇燃气管道腐蚀原因及防护措施

葛松玲

奥德集团有限公司   山东临沂   276000

摘要：天然气管道通常敷设在土壤中，土壤作为电解质促进电化学腐蚀的发生。管道用钢表面性质不同以及敷设环境中氧浓度、温度、土壤性质不同，这些因素都可能导致电位差从而引起腐蚀。城镇燃气管道敷设在人口稠密地区，周边环境复杂，一旦发生泄漏，会造成严重的损失。因此，管道腐蚀防护措施对于安全使用天然气很重要。

关键词：燃气管道；阴极保护；牺牲阳极；保护电位

引言

天然气作为环境保护的重要能源，已经应用于社会生产生活的各个领域，以保证天然气的使用安全，就需要进行天然气资源的长距离运输，在这一过程中对管道质量便提出了更高的要求，一旦管道出现腐蚀问题，将直接威胁到天然气使用群体的生命财产安全，因此就需要对城镇燃气管道的腐蚀原因展开全面的分析，并制定出有效的防治措施。

1管道防腐的重要性

目前，在全球范围内，人们对天然气的需求量逐渐提高，作为一种重要的能源，天然气已经逐渐取代了石油。特别是在政府部门极力推广天然气清洁能源使用的过程中，我国天然气需求量持续增加，在这一过程中就必须要对天然气的供应安全进行保证。管道作为天然气长距离运输的主要方式，虽然具有较强的安全性，但是近几年来我国天然气长输管道安全事故频繁出现，其中管道腐蚀问题是最为常见的事故引发因素。首先在天然气长输管道出现腐蚀问题后，腐蚀物会与管道内的天然气进行混合，导致天然气内杂物杂质增多，影响天然气整体质量。其次，如果腐蚀情况较为严重，还会造成天然气的泄漏，不仅会对天然气的运输安全产生威胁，严重的还会导致天然气企业经济效益受损。第三，管道的腐蚀问题还可能引发天然气的泄漏，污染周边环境，对土壤造成不可逆的影响。最后，如果天然气出现泄漏的过程中遇到了火源，就可能加大火灾和爆炸事故出现的可能，甚至造成现场人员伤亡。天然气常输管道腐蚀问题一旦出现后，就会造成管道内壁上杂物的附着，这些物质最后会引发管道腐蚀速度的加快。

2城镇燃气管道防护现状及问题

管道建设初期存在一些问题，防腐层等的质量缺陷相对较多。随着相关标准规范的发布及管道保护意识增强，腐蚀防护措施也逐渐完善，但仍存在一些问题。目前，城镇燃气管道一般采用防腐层保护和阴极保护联合保护。某些安装较早的管道仅采用防腐层保护而未采用阴极保护。防腐层包括石油沥青防腐层、煤焦油瓷漆防腐层、环氧煤沥青防腐层、胶粘带防腐层、熔结环氧粉末防腐层、双层聚乙烯防腐层、三层聚乙烯防腐层(3PE)。阴极保护通常采用牺牲阳极法，牺牲阳极一般采用镁阳极、铝镁阳极。

防腐层损伤是管道防护中出现频率最高的缺陷类型，且大部分损伤发生在管道安装施工过程中。管道保护不得当而受到石块等硬物的碰撞、管道拖拽使防腐层受到摩擦而出现卷曲等情况都可能引起防腐层损伤。管道焊接处补口质量较差，甚至未进行补口即下沟。管道运行时，第三方施工易对防腐层造成机械损伤，此危害很大甚至伤害管体。安装时间较早的管道一般采用石油沥青玻璃布、聚乙烯粘胶带等防腐层，其防腐效果一般且随着服役年限的增加而降低，防腐层失效导致管道腐蚀加速。

阴极保护方面也存在问题。牺牲阳极埋设位置标记不准确甚至没有任何标记。相当数量的牺牲阳极直接与管道相连而不是通过测试桩连接。导致其运行参数无法测试。牺牲阳极埋设位置距管体太近，未能达到标准规定距离。阴极保护测试不准确以及附属设施安装和维护不到位。一般管道测试仅检测管道的通电电位，而不是更能反映阴极保护效果的断电电位，不能准确判断管道阴极保护效果。测试桩数量不足，低于标准规定比例，无法判断管道全线的阴极保护效果。测试桩维护不当导致测试功能失效，有些接线错误，有些损坏严重甚至遗失。

3城镇燃气管道腐蚀防护措施

3.1技术措施

（1）选择合适的管道材料，土壤条件分析。埋地管道现场环境各不相同，腐蚀问题难以从根本上解决，因此尽量选用耐腐蚀、高强度的管道材料，并实施现场安装和管理，加强在线检测和管理，保证焊接质量合格，提高埋地管道的运行安全性。（2）落实管道防腐层保护管理。管道的使用寿命对于管道防腐蚀效果存在直接的影响，所以管道外部设置防腐层结构尤为重要，这是管道防腐的第一道防线，能够避免发生管道腐蚀的问题，当前最为关键的防腐材料是石油沥青、油脂涂料等，结合土壤条件选择合适的防腐蚀材料，保护管道的安全性，防止发生严重的腐蚀问题。（3）对于阴极保护缺失的管道来说，应及时完善阴极保护系统，防止腐蚀严重。（4）加强管道极化电位控制，确保阴极保护效果合格。如果极化电位过正，应及时牺牲阳极来做出检测与评估，并且随时进行更换处理。（5）遵循国家标准和要求，执行相关的要求，对于新铺设管道严格执行防腐蚀处理措施，提高防腐蚀效果。

3.2管道涂层防腐

增加城市燃气管道上的内涂层可以有效地将管道的内腐蚀与内壁隔离开来，从而降低管道的腐蚀程度。同时，内涂层还能降低管道粗糙度，减少城镇燃气过程中的水力损失，带来可观的经济效益。目前，城镇燃气管道的涂层材料很多，其中最常见的有：1）液体环氧涂层。这种涂层有较高的强度，能经得起高压气体的冲刷，适应城镇燃气压力的波动，广泛用于高压城镇燃气管线。2）环氧煤焦涂层。这种涂层价格相对比较便宜，对酸碱环境也有良好的适应性。3）酚醛树脂涂层。这种涂层有良好的机械性及耐腐蚀性，能够忍受高温。4）粉末涂料。主要包括环氧树脂及聚乙烯，多用于油气管道。

3.3阴极保护防腐措施

阴极防腐，即保护器，使输气管道金属至钝态，输气管道不得与其他物质发生化学反应，防腐效果好。这种方法的原理简单有效，能够增强长输城镇燃气管道的保护范围，并且提高管道保护整体效果。通常情况下，管道外层为金属材料，由于整体的因子活跃度大于管道金属，受到温度和压力的影响下，二者就会发生化学反应，在电解质溶液和水汽的共同影响下，形成原性电池并附着在管道外表。当原性电池与腐蚀物直接接触时，由于电池阳极为金属成分，因此就会与腐蚀物质发生反应。城镇燃气管道作为电池阴极，可以有效避免与腐蚀物相接触，具有重要的防腐作用。

3.4缓蚀剂防护

缓蚀剂的使用可以降低金属管道的腐蚀效率，主要是通过给金属管道添加缓蚀剂，避免了管道的腐蚀。该工艺在使用过程中，缓蚀剂投入少，优点是成本低，在对油气运输中能起到防腐效果较为明显，但是其适用范围会受到限制。缓蚀剂使用主要是助剂能与金属管线相互结合，这种物理上的吸附能力对管线的腐蚀起到保护作用。缓蚀剂在金属表面均匀地分布，能将金属表面的电荷均匀调整，起到防腐效果。此外，缓蚀剂能在金属表面均匀地分布，缓蚀剂能将空气中氧气充分的隔绝，避免氧气对管道造成腐蚀。

结束语

燃气行业关系到千千万万民生，安全是企业的生命线，政府部门要高度重视燃气安全，燃气企业也要加强内部管理。燃气企业要建立健全规章制度，夯实安全生产基础，切实提高业务水平，把安全工作落实到责任人，督促员工认真做好本职工作，要严格遵守相关规章制度，保障燃气管线的安全运行，促进我国燃气事业的可持续发展。

参考文献

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[2]张玉星,邢琳琳,王一君,李夏喜.城镇燃气钢质管道腐蚀原因与对策研究[J].城市燃气,2019(11):22-25.

[3]杨柳,肖坤.浅议城市燃气管道遭受腐蚀的原因[J].化工管理,2018(02):226.