供热管道的防腐蚀研究

供热管道的防腐蚀研究

THE ANTI-CORROSION STUDIES OF

HEAT- SUPPLY PIPELINE

姓名李择绪

学号2012301550094

学院土木建筑工程学院

专业给排水科学与工程

班级一班

摘要

供热管道的腐蚀问题近些年来屡见不鲜，由腐蚀而引起的管道泄漏甚至爆裂的事情也时有发生。然而供热管道的腐蚀防护仍然没有得到足够的重视，腐蚀虽然可以控制但需要投入，而其效益是滞后和间接的。地下金属管道采用阴极保护，可以大大减缓腐蚀速度，虽然增加了1%～3%的成本，但是寿命却可以延长2～3 倍。

供热管道施加阴极保护既有跟其他管道相同的地方，也有自身独有的特点。分析供热管道施加阴极保护的最小保护电位值，确定供、回水管同时施加阴极保护的方式。针对工程实例，分别用牺牲阳极法和深井阳极法设计阴极保护，提出各自的保护方案和运行方式，比较两种方法的优劣。

The corrosion of heat-supply pipeline often happens in recent years,the leak or even burst of the pipeline caused by corrosion occurs from time to time. However, the anticorrosion protection of heat-supply pipeline has not been given sufficient attention,corrosion can be controlled,but need to be invested,and its efficiency is lagging behind and indirect,the use of cathodic protection on underground metal pipeline can greatly slow down the rates of corrosion,although it will cause an increase of 1 % ~ 3% of the cost,but it can extend the life of 2 to 3 times.

Heat-supply pipeline and other pipeline have something in common when imposing cathodic protection; it also has its own unique characteristics. Analysis the minimum protection potential value on heat-supply pipeline imposing cathodic protection,determine the pattern of water supply and return pipe imposing cathodic protection. Combined with project examples,using sacrificial anode and deep well anode cathodic protection，design the protection of their respective programs and operating mode,compare the advantages and disadvantages of both methods.

正文

我国对阴极保护技术的研究和开发应用，起步于新中国成立以后。1958年，原交通部船舶科学研究所开始对船体阴极保护进行试验，在一艘350t 的钢壳船上安装锌合金牺牲阳极。

我国埋地油气管道的阴极保护也始于1958 年，当时仅限于小规模的试验。60 年代初，新疆、大庆、四川等油气田也陆续试用。1965 年，大庆油田、哈尔滨工业大学、华中工学院等单位合作，开展了牺牲阳极法管道阴极保护的现场试验。同年，科学院原催化电化学研究所相继在鱼雷快艇、高速炮艇、护卫舰及500t 货轮上进行强制电流恒电位阴极保护试验。

1968 年，该所还对全长80km、直径426mm、外加沥青绝缘防腐层的螺纹钢管进行了外加电流阴极保护的设计和施工。从70年代起，我国的长输管道开始推广应用阴极保护技术。

在强制电流阴极保护所需的电源设备方面，福建三明无线电二厂生产的KKG 系列恒电位仪于1976 年底通过技术鉴定，并获得了1978 年全国科学大会奖。80年代后期，该厂又开发出KSW型及PS型微机管理恒电位仪。

1991 年，埋地型绝缘接头应用于新疆轮-库输油管道上，打破了绝缘法兰一统天下的局面。

虽然国内阴极保护技术的发展很快，但由于防腐蚀工程是一个长期见效的项目，短期内无法体现出它的利益，阴极保护技术在供热、供水、燃气等市政工程领域发展缓慢。随着城市化的步伐加快，在2010 年，全国将共有666 个大中小型城市，其基础设施的重要组成部分—供水、燃气、供热等在役管线与管燃气管网最早全面实施牺牲阳极阴极保护的典型例子是昆明煤气公司。但哈尔滨工业大学工学硕士学位论文是在对大型城市在役管网实施牺牲阳极保护，量大点多，受到城市布局的制约，难以实施与维护。1998 年，郑州市天然气股份公司率先采用新型深井阳极阴极保护技术和分段预制阳极体专利。在全城一期中低压管网钻建深井阳极20眼，保护面积达600km，埋设镁阳极200 多支作为局部补漏和防杂散电流实施后取得明显的经济和社会效益，大大减少了燃气管线的腐蚀泄漏和抢修维修的费用。

管道的腐蚀控制一般采取覆盖层加阴极保护的联合措施，这一点基本上得到了管道界的认同，在国内现有的近25000km 的长输管道中基本上均采用了阴极保

护，包括油田的集输管道。但对于油田各油井间的管道有的则未加阴极保护；在目前国内的城镇燃气管道中，也只有大城市的干线上采用阴极保护，中小城市及配气管网多数未加阴极保护；城市的钢质供水管道对阴极保护的要求不高，但漏水问题十分严重，有的已高达近50 %[ ]。27供热管道目前广泛采用的绝缘层防腐法保护管道[ ] 28 ，通过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减小腐蚀电流而达到防腐目的，但因绝缘层防腐法自身技术缺陷及工艺水平、材料性能的局限性，单一的方法不能根本性地消除管道的电化学腐蚀；阴极保护法是根据电化学腐蚀原理，使埋地钢管全部成为阴极区而不被腐蚀的，是埋地钢管重要的防腐方法，且应与绝缘层防腐法同时使用，一旦绝缘层被破坏，阴极保护法也很难奏效。阴极保

护技术在供热管道上的应用还处于刚刚起步阶段，而且应用还仅限于区域管道防腐，设计阴极保护时对供热管道自身的特点也没有考虑，仅仅是将石油化工方面的阴极保护的经验应用到供热管道上。

参考文献

1 孙敬清.埋地燃气钢制管道外防腐层检测评价技术及检验软件开发.北京化工大学硕士论文.2004：1

2 Kim JG，Kim YW. Corrosion Science. 2002，43：2011.

3 陈晓晖，郝进锋，王丽波.建筑管道的腐蚀及保护措施.油气田地面工程.2000，21（5）：13

4 林玉珍，杨德均.腐蚀和腐蚀控制原理.中国石化出版社，2007：2

5 Petrojet specification for thermal coating pipeline；2002

6 于宁.直埋热力管道土壤腐蚀与防护.管道技术与设备.2002：44

7 柳玉根.热力管道的腐蚀与防护初探.太原科技.2003，（4）：25

13 Neff D，Reguer S，Bellot-Gurlet L，et al. Structural characterization of corrosion products on archaeological iron. An integrated analytical approach to establish corrosion forms. Journal of Raman Spectroscopy，2004，35: 739~745 14 Neff D，Bellot-Gurlet L，Dillmann P，et al. Raman imaging of ancient rust scales on archaeological iron artefacts for long-term atmospheric corrosion mechanisms study. Journal of Raman Spectroscopy，2006，37:1228~1237