关于城市燃气管道防腐设计的研究

关于城市燃气管道防腐设计的研究

发表时间：2016-11-22T10:40:49.517Z 来源：《基层建设》2016年17期作者：陈火木路有刚

[导读] 城市燃气是现代化城市的一种主要能源，是必不可少的技术设施之一。

东莞新奥燃气有限公司 523000

摘要：城市燃气是现代化城市的一种主要能源，是必不可少的技术设施之一。城市化进程的不断加快速，增加了地下燃气管道埋设的数量，很多管道直接与土壤或是地下水相接触，会发生腐蚀现象，严重地影响了管道的使用寿命和安全性。本文主要探究了城市燃气管道腐蚀原因分析，城市燃气管道防腐优化设计以及燃气管道的防腐措施，以供参考。

关键词：燃气管道；腐蚀；优化设计；防腐措施

引言：当前，燃气作为一种清洁能源已经走入千家万户，城市中分布的燃气管道也更加密集。燃气在为我们提供便利的同时，也具有自身的特点，如易燃易爆的特点，如果发生燃气泄漏，则容易造成人们生命和财产的损失，因此，要注重对城市燃气管道的保护，做好优化设计以及防腐措施，使燃气管道具备可靠的风险评估。只有这样，才能保证燃气管道的安全，为人们提供安全清洁的能源。

一、城市燃气管道腐蚀原因分析

在城市管道防腐设计中容易出现内壁腐蚀问题和外壁腐蚀问题。在对燃气管道防腐设计中出现内壁问题和外壁问题分析之前，应该先对造成燃气管道腐蚀原因进行分析。管道在对燃气进行输送的时候，可能会含有硫化物、二氧化碳、氧及硫化氢等腐蚀性化合物，其一旦与金属管道发生反应，就会引起化学腐蚀，即便是化学腐蚀性较弱，危害性小，长期下去也会使管道表面出现凹穴，甚至穿孔。出现这种问题主要原因是电化学腐蚀。造成电化学腐蚀主要原因是其电极和电位不同。金属发生化学反应时，电极电位会变得较容易失去电子形成阳极。如果电极电位较高的部分获得电子，其就会形成阴极。如果有氧和氯化氢存在，其就会生成氢氧化铁化合物。此外管道腐蚀与周围环境、土壤及相应防腐措施效果也有一定关系。其城市燃气管道防腐设计中的内壁问题来说，出现内壁腐蚀问题的主要原因是天然气中含有水分，其与管道金属接触后会发生化学反应形成化学原电池，进而腐蚀管道内壁。再加上天然气本身含有腐蚀性化学物质，会加剧管道内壁腐蚀速度；而对于城市燃气管道设计中的外壁腐蚀问题来说，其则是管道腐蚀最为严重的部分，其之所以是腐蚀最严重的部分。是因为埋地管道地下环境比较复杂，容易产生电化学腐蚀和细菌腐蚀。当钢管埋入地下后，其会发生化学腐蚀，这种腐蚀是部分全方面性和部位行的腐蚀，其壁管腐蚀厚度及大小几乎是一直的，并不是从简单的管道穿孔就能看出其电化学腐蚀程度的。从中可以看出，城市燃气管道外壁腐蚀主要以电化学腐蚀为主，化学腐蚀和细菌腐蚀为辅。在对管道外壁腐蚀设计的时候，应该着重对电化学腐蚀进行分析。

二、城市燃气管道防腐优化设计

1、绝缘层防腐

管道外包扎绝缘层可以将管道与作为电解质的土壤隔开，并增大管道与土壤间的电阻，从而减小腐蚀电流，达到防腐的目的。对绝缘防腐层的基本要求如下：应有良好的电绝缘性，耐击穿电压强度不得低于电火花检测仪检测的电压标准；应有良好的防水性和化学稳定性；应有一定的机械强度；绝缘防腐层与管道应有良好的黏结性，以保持连续完整；材料来源丰富，价格低廉，便于机械化施工；涂层易于修补。

2、电化学防腐

电化学的保护是指在外部电流的作用下，使金属被腐蚀的电位发生改变，从而降低腐蚀率的一种防腐蚀技术。由于目前金属在工业生产环境以及在自然环境下的腐蚀一般都属于电化学腐蚀，都可以采用电化学保护法，所以电化学保护法在具体的管道腐蚀建设中占据中重要的地位。电保护法具体可以分为阴极保护和阳极保护。所谓阴极保护是指对金属管道加入定量的阴极电流，让金属管道的表面阴极化，将其称为电化学电池中的阴极，从而实现对表面的防腐。这种保护主要适用于水和土壤之中；而阳极跟阴极保护的原理相同，只是为加的电流不同，阳极电流会使金属的表面出现钝化现象，从而可以实现对管道的防腐。这种防腐保护主要用于燃气管道处于强酸、盐类等带来较强腐蚀性的环境下的防腐，而一般的燃气管道也不会置于这些强腐蚀的环境之下，同时阳极保护所需要耗费的成本较高，因此在实际的燃气管道防腐中一般只讨论电保护法中对管道的阴极保护。

3、非金属涂层和包覆层防腐

环氧煤沥青涂料由环氧树脂、煤焦油沥青、固化剂和填料等组成，适用于水下管道及金属构筑物。它耐矿物油及化学药品，漆膜不仅耐磨，而且对金属有很好的附着力。它的施工采用冷敷工艺，因而较石油沥青、煤焦油沥青更优越。但是环氧煤沥青的缺点是施工质量不易保证，除锈质量要求很高。聚乙烯防腐层技术是目前国内外埋地管道外防腐的主要技术之一，聚乙烯防腐层因其防腐性能好、吸水率低、机械强度高等性能。

三、燃气管道的防腐措施

埋地钢管的防腐方法主要针对其电化学腐蚀的三个过程，从阻碍和抑制其中的某一个过程着手。比如可以采取在管道的外壁增加防腐涂层来增大回路电阻，从而减少腐蚀电流；另外，还可从外部增加直流电，对土壤可以形成负电位、阴极的保护，从而消除阴阳极的电位差，从源头上避免阴阳极过程的进行。还有阴极保护法，防腐涂层法治表等，但是如果防腐涂层损坏了，铁露出的部分则会加快局部腐蚀速度。因此，采用防腐涂层保护结合阴极保护才是双重兼顾的好方法，并且经济有效。

城市燃气系统因为地下管网十分密集，阴极保护的外加电源会产生对其它管道的干扰，如果采用一种负电位的金属材料来和钢管相连，也就是牺牲阳极保护法，那么便不会出现这种情况。所以，城市燃气的输气管可以采取防腐涂层和牺牲阳极二者兼并的防腐保护方式。对其他压力比较低的非主干管道，通常会直接采用防腐涂层法，防腐措施就足够了。

牺牲阳极保护法中通常会采用镁合金作为牺牲阳极来保护埋地管道。而在输出电流的过程中，管道会遭到严重的破坏，这样的设计最好是什么使用年限和管道的使用年限必须匹配，不会浪费也不会增加多余的维修费。但必须注意一点，如果土壤电阻率过高，并且被保护管道横穿过水域的话，不适合采取牺牲阳极保护的方法。

采取不同的防腐方法就会导致不同的防腐质量和防腐费用。所以必须根据被保护的钢管的不同用途、不同压力以及其处于的环境还有输送的燃气来全面地、综合地考虑防腐方法和防腐费用。燃气管道的防腐在经济合理性方面必须注意到两个重要部分：一是燃气管网在创建时候时的一次性防腐投资；二是燃气管网在投入运行后产生的自身维护费用。因为城市燃气管网在繁华的市中心地区，投入运营后会产生较高的维护费用，并且很难检修。所以说，应该恰当的增加一次性投资，目的就是可以减少投运之后，对于埋地管道的日常维修工作量