埋地燃气钢管的腐蚀与防腐

埋地燃气钢管的腐蚀与防腐

【摘要】随着中国城市建设进程的加快，城市燃气管网也在逐渐扩大，不同管线交错复杂。由于燃气管道通常为埋地敷设，腐蚀成为了破坏埋地管道，导致管道失效的重要原因。埋地管道受到腐蚀侵害后常发生泄露事故，会造成巨大的经济损失和资源浪费，甚至引发煤气中毒、火灾等灾害事故。在燃气管网当中最常用的材质就是钢管，其优点甚多，但其防腐性能较差。本文主要探讨埋地燃气钢管腐蚀的形式和原因以及防腐措施。

【关键词】埋地管燃气管腐蚀防腐

随城市发展越来越快，燃气原料需求也越来越大，国家逐渐扩大了城市的燃气管道网，因此各种管道线路之间错综复杂。由于燃气管道通常为埋地敷设，腐蚀成为了破坏埋地管道，导致管道失效的重要原因。埋地管道受到腐蚀侵害后常发生泄露事故，会造成巨大的经济损失和资源浪费，甚至引发煤气中毒、火灾等灾害事故。钢管是最常用的材质，它强度高、承载应力大且抗冲击性、韧性、严密性和可塑性都很好，焊接及热加工比较方便。但钢管的防腐性能较差，遭到腐蚀危害也最严重。本文主要谈谈埋地燃气钢管腐蚀的形式、原因以及防腐措施。1 埋地燃气钢管腐蚀的形式与原因

要完成埋地燃气钢管防腐的任务，就需要先了解其腐蚀的不同形式以及原因所在。这样才能对症下药，获得良好的防腐效果。其腐蚀形式可分成两种：局部腐蚀、均匀腐蚀。其中最常见且危害最大的是局部腐蚀。而其腐蚀原因则主要为如下四类：

（1）微电池腐蚀。钢管不均匀的微观金相结构使得相近阴阳极之间构成了微电池的作用，进而引起了钢管腐蚀。引发微电池腐蚀作用的阴阳极距离很近，其电极过程直接决定了微电池腐蚀作用的速度。这种原因作用下的腐蚀范围是很均匀的，即所谓的均匀腐蚀。微电池腐蚀危害小，只要在设计管道的时候将钢管的管壁加到足够厚就可以将这个问题解决了。

（2）宏电池腐蚀。由于管线周遭环境不相同，管线四周的物理化学的参数也有较大变化，以致在管道段的两端形成了显著的电位差异，进而发挥出宏电池作用，引发管道腐蚀。在这种原因作用下会生成阳极区局部麻坑，这也是导致管线出现穿孔泄漏问题的重要原因。但其速度影响因素不仅包括电极过程，也包括了土壤电阻率。其速度与土壤电阻率成反比的关系，电阻率越大，其速度就越慢。这种腐蚀原因形成的往往是局部的腐蚀，尤其是穿孔泄漏，危害性是最大的。因此这也成为了埋地钢管防腐重点。

（3）杂散电流腐蚀。如果在管道的附近有外来的电流，一旦它将管线变成了回流电路，就会让管线局部流出电流，进而导致局部坑蚀。当然，这种腐蚀现实中并不常见。

（4）微生物腐蚀。在土壤中存在一些铁菌、硫氧化菌等能够对钢管形成腐蚀作用的菌类。当他们作用于钢管时，会造成不同程度的侵蚀。

在以上四类腐蚀原因中的后三类能采用防腐涂层的办法保护管

道外壁，进而避免钢管同周围环境之间产生电接触，达到有效控制

腐蚀的目的。在同等条件下，管道防腐的效果会受到施工质量的影响。在三通、法兰、焊口、接头、盲板等部位很容易出现防腐问题，成为了防腐施工中的难点所在。作为钢管施工的关键节点之一，除锈的彻底与否直接决定了防腐材料与钢管的结合度。要是结合不好，很容易导致电化学腐蚀。

2 埋地燃气钢管防腐措施

在当前的埋地燃气钢管防腐工作中，绝缘层防腐与电保护防腐是最常见的两种措施。两种方法需要同时运作，若是破坏了绝缘层，电保护防腐这种方法也难以奏效。

2.1 绝缘层防腐措施

管道绝缘层能够隔开管道和土壤，加大两者之间的电阻，进而达到减少腐蚀电流的防腐目的。埋地燃气钢管主要的防腐绝缘层材料包括：煤沥青、石油沥青、和环氧煤沥青、塑料薄膜以及聚氯乙烯的包扎带等。在我国，埋地钢管的防腐层主要采取的是环氧煤沥青。它在管道施工中有严格要求，首先必须要清除钢管表面的油脂、毛刺、污垢及焊渣等附着物。其次进行除锈，使其达规范等级。除锈方法可选用喷射除锈或机械除锈。然后，要处理好钢管表面显示出的缺陷，清除表面磨料及灰尘，保持钢管表面的干净、干燥。若是出现了表面污染和返锈的情况，就应该重新处理表面。最后，涂刷底漆的时候应均匀，且没有凝块、漏涂或者流挂之类的缺陷。底漆干了以后，进行胶带缠绕，要求缠绕紧密且表面平整没有空鼓或褶皱问题。

2.2 电保护防腐措施

按照电化学的腐蚀原理，为避免腐蚀，将埋地燃气钢管都变成阴极区，这样的防腐方法就是电保护防腐法，也叫阴极保护法。它往往又分成了外加电源与牺牲阳极这两种阴极保护法。

2.2.1 外加电源防腐

这种阴极保护法主要通过产生于阴极保护站的直流电源让管道对四周的土壤环境产生负电位，进而达到减少或者防止埋地管道腐蚀的目的。为了充分发挥阴极保护站的作用，最好将其设置于所要保护的管道中间点，以此为中心形成保护圈，半径在30到40千米之间。如果同时运行两个保护站，其产生的负电位就会迭加，因而保护站的保护间距应在40到60千米之间。

这种防腐方法的优势在于：可以根据需要对电流与电压进行调整。非溶电极还可以起到永久防蚀作用，只须支付电费。但是它会对其他的地下管道造成较大的影响。所以，这种方法用于海底管道这种有大电流需求的管道防腐，或者有高电压需求的埋地管道防腐是比较合适的。2.2.2 牺牲阳极防腐

这种阴极保护法主要通过将电位比钢管所负有的金属和被保护的钢管连接起来，以土壤为电解质形成原电池，使得电位高的钢管形成阴极，让电流通过土壤由电位低的阳极流向阴极，进而达到保护管道的目的。这种方法普遍用于城市煤气管道的防腐工作中，常多组布置。其种类繁多，最常见的是镁阳极、锌阳极材料。这种方法的优势在设备成本投入低，施工简单。但不能调节其低电压，因

而电极需要定期进行更换。

除以上两种方法外，还有强制排流防腐方法。它是直接通过导线把金属管道跟直流电电源的负极（产生杂散电流部分）连接起来，让杂散电流直接通过导线流到电源负极，进而对金属管道起到良好的保护作用。2.3 防腐作业规范化

埋地燃气钢管的防腐工作是细致而规范的。因为当前我国广泛使用的是环氧煤沥青绝缘，因而对整个防腐工作的每一层面包括涂层原料、工序、人员以及产品和作业的质量都要进行严格检验和管理，提高材料防腐性能，保证管道运行的顺利。同时，应当记录相关数据，对防腐措施和材料不断改进，以提高防腐管理水平和防腐工作质量。

此外，防腐工作的人员以及负责搬运、吊装的人员职业素质和技能水平也会对防腐质量产生重要影响。因此，要时时培养管道防腐工作人员提高自身职业素质和专业技能的意识，培养责任心。同时，应该适当引进国外同行更为先进的防腐措施和方法。当然，其措施选择要根据埋地管道的实际情况而定，既不能盲目，也不能千篇一律。将防腐工作规范化，是建立健全管道防腐行业管理制度的重要手段，也是完成高质量防腐工作的前提。

3 总结

作为城市埋地燃气管道最常用的管材，钢管在燃气运输业中起着不可忽视的作用。但在运用埋地钢管进行燃气传输的时候，既要看到其优势所在，也要重视钢管本身的金属腐蚀特质，以及施工和维