城镇燃气埋地钢管腐蚀控制技术探讨

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埋地燃气管道钢管防腐技术

埋地燃气管道钢管防腐技术

埋地燃气管道钢管防腐技术作者:沈斌来源:《建筑工程技术与设计》2014年第14期【摘要】随着城市各方面的快速发展,城市天然气管网也得到了不断扩展,各种管线纵横交错。

天然气管道由于是埋地敷设,长期受到各种腐蚀的侵害,并且经常发生腐蚀泄漏事故,造成了巨大的直接和间接经济损失。

本文主要对城镇燃气埋地钢管腐蚀控制技术进行探讨,并对各种防腐控制技术措施作了分析比较,为城镇燃气埋地钢管防腐工程提供参考。

【关键词】燃气管道;腐蚀控制;外涂层;阴极保护城镇燃气管道在空气、污水、土壤以及输送介质中会受到腐蚀。

燃气管道的腐蚀会因管道阻塞、结垢等造成的人力、物力消耗,并且管道的腐蚀还造成管道设备非计划性的检修、更换甚至停产,更甚者腐蚀将会造成漏气引起火灾,造成人员伤亡和财产损失。

因此,为了保证城市燃气管道的安全营运,城镇燃气管道的防腐蚀问题至关重要。

一、燃气管道腐蚀原因1.在 H2S、CO2共存于水中的现象,其腐蚀机理主要有下列几种:(1)CO2腐蚀:CO2+H2O+Fe→FeCO3+H2,其阳极反应有四种机理和阴极反应有三种机理,总结为阳极反应Fe→Fe2++e,阴极反应 HCO3-→H++CO32-;其腐蚀类型有局部腐蚀与均匀腐蚀两种。

(2)H2S 腐蚀:H2S 总反应机理还没有统一定论,其阳、阴极反应机理如下:Fe+H2S+H2O→FeHS-al;阳极反应为 FeHS-al→FeHS+al+2e;FeHS+al+H3O+→Fe2++H2S+H2O ;Fe2++HS-→FeS+H+。

阴极反应H2Sad+e→H2S-ad;H2S-+H+ad→H2Sad+Had。

阴极反应主导地位反应还不明确,国内外学者对下列三种说法表示认可:H2S 发生还原反应,其控制因素有两大类: H2S 扩散与电化学极化;H+参与阴极还原反应并且主要有两种途径:H+停留在硫化物表面且产生反应与 H+凭借 H2S 的媒介作用参与反应;H2S、H+、HS-均参与。

埋地钢制燃气管道腐蚀原因和防腐措施探讨

埋地钢制燃气管道腐蚀原因和防腐措施探讨

由于钢制品自身化学特性具有不稳定的性质,所以长期埋在土里就特别容易与其它元素产生化学反应,并且与碱性和酸性物质发生化学反应的速率非常高,这就导致埋地钢制燃气管道的使用寿命大幅度缩短。

埋地钢制燃气于土壤中与周围环境的化学元素情况较复杂,所以到土壤中含有大量的雨水时就会导致钢质燃气管道腐蚀的速率提高。

当埋地钢质燃气管道受到腐蚀时其管道身上就会出现裂缝或者是穿孔问题,这不仅会导致燃气出现大量泄漏,也会引发比较严重的安全事故。

一、埋地钢质燃气管道腐蚀原因1.环境因素导致的微生物、细菌腐蚀因为钢制燃气管道长期被埋于土壤中,又由于土壤中含有大量的化学元素、很多的微生物,再加上土壤中水资源含量非常丰富,所以当下雨时土壤中积累的雨水中的酸性物质和碱性物质就会促进钢质管道发生腐蚀化学反应。

又因为土壤是属于长期封闭的环境,所以氧气含量非常少,这就会使得一些硫酸盐还原菌对钢质燃气管道的腐蚀作用增强。

当细菌与埋地的钢质燃气管道发生化学反应时,可以将硫酸盐慢慢的在电极化学反应中转化为硫化氢,而硫化氢气体又能够与钢质燃气管道中的金属元素发生化学反应,这最终就会导致钢质燃气管道出现腐蚀现象。

虽然土壤中含有的硫酸盐还原菌,这些微生物不能够直接导致钢质燃气管道发生腐蚀反应,但是可以通过电化学原理来导致化学反应的发生,并且促使钢质燃气管道腐蚀的速度增加,从而也可以燃气钢管腐蚀的力度提高。

2.微电池以及宏电池腐蚀由于埋地钢制燃气管道是由钢筋束制作而成的,所以其在化学反应的过程中会让管道变成微电池。

在微电池的影响下,燃气管道的腐蚀与土壤电阻之间没有直接的关系,而是由于管道中的微观金相结构的阴阳电极所决定的。

在微电池的影响下管道的腐蚀发生的速度比较缓慢且速度均匀,但是腐蚀的程度也较小。

而宏电池则是由埋地钢制燃气管道的金属管材以及管道中所含有的金属构件组成。

与微电池的腐蚀相比较,宏电池不仅反应程度高,而且负值面积大。

而钢制管道的腐蚀速度和程度则与所埋土壤的周围环境之间有很大的联系。

城市埋地燃气管道阴极保护防腐技术研究

城市埋地燃气管道阴极保护防腐技术研究

城市埋地燃气管道阴极保护防腐技术研究摘要:经济的发展,人们生活水平的提高,促进城镇化进程的加快。

随着城市化和现代化不断提高,埋置地下的管道与数量也在不断增多,很多地下管道长期与土壤或水接触,会产生化学腐蚀,对管网的安全运行和使用寿命带来重大的危害。

因为燃气管道的腐蚀,需要对管道进行检查,更换,甚至停产,给国家和企业带来了直接或者间接的经济损失。

当燃气管道因为腐蚀穿孔发生漏气现象时,不仅会给环境带来影响,严重时还会引起爆炸和火灾,会给人们带来生命和财产的损失。

本文就城市埋地燃气管道阴极保护防腐技术展开探讨。

关键词:城市埋地燃气管道;牺牲阳极保护;防腐措施引言近年来,燃气管道物理防腐技术与化学防腐技术都有了一定的发展与进步,对其技术成果进行阐述,对我公司燃气供应管道维护具有一定的参考价值。

1埋地燃气管道的腐蚀原因现阶段我国大多数的燃气供气企业正在使用中的燃气管道主要为金属质地的管道,而金属管道本身埋在地下时难免会接触到地下水与氧气,金属质地的管道就会与环境介质产生化学反应,出现腐蚀或穿孔等问题。

同时在地下的金属管道也会产生电化学反应,电位值较低的位置容易失去电子,铁原子转化为铁离子流失,产生腐蚀反应。

埋地燃气管道的腐蚀主要产生在管道接头部分、管道外部以及管道内部,而这几个部分的管道腐蚀原因与管道铺设环境是密不可分的,埋地燃气管道周期介质的腐蚀性、物理性状、湿度及温度情况都会成为燃气管道腐蚀的诱因。

与此同时,部分埋地燃气管道在铺设时尽管设置了相应的防腐措施,但工程后续运营维护阶段并未对燃气管道的使用情况进行检测、维修,这为埋地燃气管道的腐蚀也埋下了隐患,若是燃气管道防腐措施产生老化、变形等问题,那么埋地燃气管道受到腐蚀的可能性就会大大增加。

2加强城市埋地燃气管道防腐的技术措施方法2.1严格按照行业标准进行方案的设计设计方案时因为有工程施工标准,所以必须严格按照行业和国家规范要求的防腐标准,进行施工设计。

钢制埋地燃气管道腐蚀与防腐技术分析

钢制埋地燃气管道腐蚀与防腐技术分析

钢制埋地燃气管道腐蚀与防腐技术分析摘要:地下燃气管道长期接触水和土壤会造成化学腐蚀,影响管网的正常运行和使用寿命。

因此,必须采用先进的防腐技术来合理控制燃气管道的腐蚀。

关键词:钢制埋地;燃气管道腐蚀;防腐技术引言随着中国城市化进程的加快,城市规模也在增加,城市燃气供应也在增加。

为了确保城市的正常运行和人们的正常生活,建设天然气管道已成为当务之急。

由于城市规划和节省空间的需要,城市燃气管道通常需要埋在地下以节省地面空间,但相关问题也会随之而来。

目前,我国埋地钢质燃气管道受到土壤腐蚀、细菌腐蚀、杂散电流腐蚀等多种因素的腐蚀。

近年来,因管道腐蚀泄漏而发生的爆炸事故常有发生,因此,加强钢管的防腐保护,延长钢管的使用寿命迫在眉睫。

1燃气管道防腐现状1.1钢质管道防腐层种类对于管道来说,尤其是钢质管道,防腐蚀的主要措施是增加防腐层、阴极保护等措施联合应用,外部防腐蚀层的设置可以有效的防止腐蚀电流的流动,从而可以减缓腐蚀的速度。

因此,通过防腐蚀层的设置,有效的提高管道的防腐蚀效果,保障管道运行的安全性。

在二十世纪的70年代之前,我国的钢质管道防腐主要是遵循前苏联的方法,在表面涂抹石油沥青达到防腐的效果。

石油沥青在我国的钢质管道中,长期用来防腐蚀层使用,应用范围非常的广泛。

在进入到70—80年代之后,很多防腐蚀材料不断研发和应用,比如胶粘带、双层聚乙烯等,而80年代以环氧煤沥青防腐层为主。

在90年代之后,煤焦油磁漆应用范围不断扩大,而90年代末,以三层聚乙烯、熔结环氧粉末为主要防腐层形式。

而二十一世纪后,管道以三层聚乙烯防腐层为主,大量的投入到管道工程中应用。

1.2钢质管道排流措施城镇地区的地下管线分布复杂,很多燃气管道都与高压输电线路、地铁、埋地管等同时铺设,距离比较近,集中分布在城市土地空间中。

因为杂散电流的长期存在,容易给管道造成腐蚀性作用,所以我国很多地区都发生燃气泄漏、爆炸等事故。

因此,埋地燃气管道的排流缓解就受到人们的重视。

埋地钢制燃气管道腐蚀原因和防腐措施技术

埋地钢制燃气管道腐蚀原因和防腐措施技术
解作用而导 致电池阳极区 的金属被腐 蚀。它的主要来源有 :用于直 流
杂散 电流 是指在规定 电路或者意 图电路 之外的途径流 动的电流 ,
再如 ,由于土壤局 部不均匀性引起 的腐蚀 宏电池作用 ,是 由于在土 壤
中往往存在大 量的石块和垃圾等夹 杂物 ,如果夹杂物 的电线路 等。其 中 以直流 电气化铁路 最具
1 . 4 微生物腐蚀 保证埋地钢制燃气管道 的安全 。
由于埋 地钢制燃气管道埋 于地下 ,地下环境通常 阴冷 潮湿 ,是微 生物最佳 的聚集场所 。在一些缺 氧的土壤坏境 中生活 的增 强腐蚀细菌
3 结 语
城市埋地钢制燃气管道所处 的地下环境非常复杂 , 一旦发生腐蚀 ,
( 如硫酸 盐还原菌 )参加 了腐蚀过程 ,它们是通过参加 电极反应将可 极易 造成燃气泄漏 ,将会给城市 带来难 以挽 回的 巨大危 害和损失 ,从 溶硫酸 盐转化为硫化氢 ,并与 金属发生化学作用 ,从 而产 生腐蚀 。虽 而对城 市的建设和发展造成不利 的影响 。腐蚀作用不仅使金 属本身受
如何做好城市埋 地钢制燃气管道 防腐 是一项艰 巨而耐心 的工作 , 的一种腐蚀 ,特别 是钢制管道的穿孔泄漏 。所 以 ,这是防止燃气 管道 关系着城市燃气输 配系统及 民生 的正常运 作。因此 ,在进行埋地钢 制 腐蚀的重点 。 燃气管道 的建设 时 ,工作人员应该具备 良好 的专业素质和认真 负责 的 1 . 3 杂散 电流腐蚀
因之 一。 而 电阻率取 决于土壤结构性 质 ,例如空 隙度 、渗透率 、含 严格 控制阳极成份 ,同时一定 要选择土壤 电阻率低 的阳极床位置 ,否 水量 、含氧量 、离子含 量和酸碱度。钢制管道腐蚀 的速度和土壤 的电 则容易导致失效。 阻率 成反比 , 所 以土壤的 电阻率越大 ,其腐蚀的速度也就越慢 ,反之 , 2 . 3 防腐作业的规范化 则亦然 。这种情况 所导致的腐蚀往往是 局部性的 ,但也是危 险性 较大

城市燃气埋地钢制管道腐蚀控制技术规程

城市燃气埋地钢制管道腐蚀控制技术规程

城市燃气埋地钢制管道腐蚀控制技术规程一、前言城市燃气是人们日常生活中不可或缺的资源,其供应管道的安全稳定运行十分重要。

由于城市地下环境复杂,燃气管道易受到多种因素的侵蚀、损坏,因此燃气管道的防腐工作至关重要。

本文将从燃气管道防腐的必要性、现状与问题出发,提出防腐控制技术及具体措施,为城市燃气管道的保护提供一定的指导。

二、燃气管道的防腐需求三、防腐技术控制西方国家在燃气管道防腐方面较为先进,主要以外涂、内涂、热浸镀锌等技术作为管道的防护层。

而我国多采用的是聚乙烯、防腐油漆、玻璃钢防腐层等技术。

防腐技术的选择应根据实际情况和技术水平进行决定,确保管道的长时间运行和安全使用。

四、具体措施实施(一)绿色环保应采用绿色环保型防腐材料和防腐技术,尽可能减少对环境的污染。

有条件的地区应该增加共享管道,提高管道的利用率,减少在新建道路上敷设新的管道,从而减轻土地利用压力并减少对环境的影响。

(二)地下管道长期监测应设立管道巡检机构,定期进行管道检测、维护、保养工作,确保管道的安全稳定运行。

建立完善的管理机制,实行巡检记录和统计分析,及时处理管道检测出的问题。

(三)加强管道维护为保证管道的安全稳定运行,应每年对管道进行一次彻底的维护,对外部保护层和内部防腐层进行检修、加固。

同时,还需对管道周围的地下水、土壤进行监测和分析,掌握管道周围环境的变化,以便及时采取措施防止管道受到侵蚀。

五、结论防止管道的腐蚀破坏,保证管道的安全稳定运行,是我们共同的责任。

需要制定具体的技术规范和管道防腐管理制度,采取科学有效的防腐措施,加强对管道的维护和巡检工作,做好环境和安全风险管理,才能保证城市燃气管道的长期稳定运行。

城市埋地燃气钢管防腐措施研究

城市埋地燃气钢管防腐措施研究
Ke y wor d s: g a s; pi p e l i n e; a n t i c o r r o s i o n
0 引言
和6 . 2 . 1 1条规 定 : 新 建 的设 计 压力 大 于 0 . 4 MP a和公
( 1 . B a o j i T o n g c h a n g Ga s E n g i e e r Co . , L t d . , B a li 7 2 1 0 0 4 , C h i n a ; 2 . Ha n g z h o u Ga s( Gr o u p )C o . , L t d . , Ha n g z h o u 3 1 0 0 0 7 , C h i n a )
2 01 3正
管 道 披 木
P i p e l i ne T e c h n i q u e
2 0l 3 No .1
第 1 期
城 市 埋地 燃 气 钢 管 防腐措 施研 究
孟 涛 , 程喜 兵。
7 2 1 0 0 4; 2 . 杭州市燃气( 集 团) 有限公 司 , 浙江杭州 3 1 0 0 0 7 ) ( 1 . 宝鸡市 同昌燃气工程设计有 限责任公司 , 陕西宝鸡
Re s e a r c h o n Ant i c o r r o s i o n Me a s ur e s f o r Bur i e d Ci t y Ga s Pi pe l i ne
MENG Ta o , CHENG Xi . b i n g
了确 定 防腐控 制 系统的基 本 思路 和 主要 因素 , 并得 出研 究结论 , 提 出了几 点 意见 。
关键 词 : 燃气; 钢管; 防腐
中图分类 号 : T E 8

《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规章》CJJ95

《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规章》CJJ95

城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程CJJ95Technical specification for external corrosion control of buried steel pipeline for city gas1 总则1.0.1 为使城镇燃气埋地钢质管道(以下简称管道)腐蚀控制工程达到统一标准、合理设计、规范施工、科学管理的目的,制定本规程。

1.0.2 本规程适用于城镇燃气埋地钢质管道外腐蚀控制工程的设计、施工、验收和管理。

1.0.3 腐蚀控制工程应做到技术可靠、经济合理、保护环境;并应不断采用新技术、新设备、新材料、新工艺,满足腐蚀控制要求,提高经济效益、环境效益和社会效益。

1.0.4 管道腐蚀控制工程除应符合本规程外,尚应符合国家现行有关标准的规定。

2 术语2.0.1 腐蚀corrosion金属与环境介质间的物理——化学相互作用,其结果使金属的性能发生变化,并常可导致金属、环境或由它们组成的作为部分技术体系的功能受到的损伤。

2.0.2 腐蚀速率corrosion rate单位时间内金属遭受腐蚀的质量损耗量或深度损耗量,常以mm/a或g/m2·h表示。

2.0.3 腐蚀控制corrosion control人为改变金属的腐蚀体系要素,以降低金属的质量损耗和对环境介质的影响,保障管道的服役功能。

2.0.4 腐蚀电位corrosion potential在开路条件下,处于电介质中的腐蚀表面相对于参比电极的电位,也称为静止电位(rest potential)、开路电位(open-circuit potential)或自然腐蚀电位(freely corroding potential)。

2.0.5 防腐层coating涂覆在管道及其附件表面上,使其与腐蚀环境实现物理隔离的绝缘材料层。

2.0.6 漏点holiday防腐层的不连续处(孔),导致未被保护的表面暴露于环境中。

2.0.7 电绝缘electrical isolation管道与相邻的其他金属物或环境物质之间,或在管道的不同管段之间呈电气隔离的状态。

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城镇燃气埋地钢管腐蚀控制技术探讨
【摘要】随着城市各方面的快速发展,城市天然气管网也得到了不断扩展,各种管线纵横交错。

天然气管道由于是埋地敷设,长期受到各种腐蚀的侵害,并且经常发生腐蚀泄漏事故,造成了巨大的直接和间接经济损失。

本文主要对城镇燃气埋地钢管腐蚀控制技术进行探讨,并对各种防腐控制技术措施作了分析比较,为城镇燃气埋地钢管防腐工程提供参考。

【关键词】燃气埋地钢管;腐蚀控制;外涂层;阴极保护
埋地钢质燃气管道在空气、污水、土壤以及输送介质中会受到腐蚀。

燃气钢管的腐蚀会因管道阻塞、结垢等造成的人力、物力消耗,并且管道的腐蚀还造成管道设备非计划性的检修、更换甚至停产,更甚者腐蚀将会造成漏气引起火灾,造成人员伤亡和财产损失。

因此,为了保证城市燃气管道的安全营运,城镇燃气埋地钢管的防腐蚀问题至关重要。

1.埋地燃气钢管防腐的要求
《城镇燃气埋地钢制管道腐蚀控制技术规程》CJJ95—2003中3.0.1条规定:城镇燃气埋地钢制管道必须采用防腐层进行外保护。

3.0.2条规定:新建的高压、次高压、公称直径大于或等于100mm的中压管道和公称直径大于或等于200mm 的低压管道必须采用防腐层辅以阴极保护的腐蚀控制系统。

管道运行期间阴极保护不应间断。

6.1.6条规定:新建管道的阴极保护设计、施工应与管道的设计、施工同时进行,并同时投入使用。

《城镇燃气技术规程》GB50494—2009中6.2.10和6.2.11条规定:新建的设计压力大于0.4MPa和公称直径大于等于100mm,且设计压力大于或等于0.01MPa的燃气管道必须采用外防腐层辅以阴极保护系统的腐蚀控制措施,外防腐层应保持完好;采用阴极保护时,阴极保护不应间断。

以上规范要求均为强制性条款,因此对于绝大部分的城市燃气管道均应采用外防腐层和阴极保护相结合的防腐措施,对于以上条文未要求采取阴极保护的管道,从长远看也应设置阴极保护系统。

2.埋地燃气钢管腐蚀控制技术措施
2.1 外涂层防腐措施
(1)外涂层方法防腐可减少或阻断腐蚀电流,进而减缓腐蚀的发生。

目前,埋地燃气钢管常用的外防腐涂层主要有环氧煤沥青、挤压聚乙烯(二层/三层PE)、熔结环氧粉末、聚乙烯胶粘带、石油沥青、煤焦油瓷漆等6种。

(2)埋地燃气管道防腐层根据国家现行标准和行业要求,其应符合下列基
本要求:绝缘电阻不应小于10000Ω·m2;与管道应有良好的粘接性、耐水性和汽渗透性;应具有规定的抗冲击强度,良好的抗弯曲性能和耐磨性能及规定的压痕硬度等机械性能;具有足够的抗阴极剥离能力,良好的耐化学介质性能和耐环境老化性能,且易于修复,工作温度应为-30~70℃;在涂覆过程中不应危害人体健康,不应污染环境。

(3)选择防腐层应考虑下列因素:土壤环境和地形地貌;管道运行工况;管道系统预期工作寿命;管道施工环境和施工条件;现场补口条件;防腐层及其与阴极保护相配合的经济合理性。

对于高压管道、次高压管道、穿越河流管道、穿越公路管道、穿越铁路管道、有杂散电流干扰及细菌腐蚀性较强的管道以及其他需要特殊防护的管道,应采用加强级或选择更安全的防腐层结构。

(4)为保证防腐层涂覆质量,防腐层涂覆宜在工厂进行。

防腐层涂覆前必须对管道表面进行预处理,处理效果应符合标准要求。

防腐层涂覆必须保证完整性、连续性及与管道的牢固粘接。

防腐层涂覆质量应符合相应的标准要求。

防腐后的管道储存搬运应严格按照操作要求,防止防腐层的破坏。

管道敷设时要保证回填土质符合要求,回填后应对防腐层进行全线检测。

2.2 阴极保护措施
2.2.1 强制电流法
强制电流法是通过外部的直流电源向被保护金属管道通以阴极电流,使之阴极极化,从而实现保护的一种方法(见图1)。

一般情况下,1个阴极保护站的保护半径为15~20km,2个保护站之间的保护距离为40~60km.保护电位和保护半径的确定,应根据现场经验、实验测定和理论计算等3个方面综合考虑。

图1 强制电流法原理图
强制电流阴极保护的保护长度可按下列公式计算:
式中:L为单侧保护长度,m;ΔVL为最大保护电位与最小保护电位之差,V;D为管道外径m;JS为保护电流密度,A/m2;R为单位长度管道纵向电阻,Ω/m;D′为管道外径,mm;ρT为钢管电阻率,Ω·mm2·m-1;δ为管道壁厚,mm.
强制电流阴极保护系统的保护电流可按下式计算:
I0=πD·JS·L
式中I0为单侧保护电流,A.
保护电流密度JS根据覆盖层电阻选取,见表1。

表1 保护电流密度的取值
根据经验,一般最小保护电流密度选取如下:新建沥青玻璃布防腐管道所需JS约0.1mA/m2,新建三层PE管道所需JS约0.001mA/m2,旧管道的JS取0.3mA/m2.
2.2.2 牺牲阳极法
牺牲阳极法是由一种比被保护金属电位更低的金属或合金与被保护的金属连接,在电解液(土壤)中,牺牲阳极因较活泼而优先溶解,释放出电流供被保护金属阴极极化,进而实现保护。

牺牲阳极种类主要根据土壤电阻率及被保护管道防腐绝缘层的状况而定。

根据勘测出来的土壤电阻率ρ,可以采用锌阳极或镁阳极。

一般ρ100Ω·m时,选用带状镁阳极;在土壤潮湿的情况下,锌阳极使用范围可扩大到30Ω·m.
确定保护管道长度所需牺牲阳极的质量按下列公式计算:
W=6880L′·D2·Ia·T/(Q·η·η1)
式中:Q为理论发生电量,A·h·kg-1;η为电流效率;η1为阳极利用率;T 为阳极预计使用寿命,a;Ia为最小保护电流密度,A;L′为所需保护的管道长度,m.。

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