燃氣埋地管道防腐技術研究
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摘 要：根據埋地燃氣管道腐蝕原理及成因，詳細闡述了管道腐蝕的主要影響因素，并分析了燃氣管道常用的防腐技術。
關鍵詞：燃氣管道;防腐;技術
管道運輸是燃氣輸送的主要方式，隨著管道埋地時間的延長，管道自身缺陷、腐蝕破壞，使管道運行狀況日漸變差。燃氣埋地管道被腐蝕后，腐蝕坑深度的變化會造成管道泄漏，減薄的管道在內壓作用下會發生失效。因此，對燃氣埋地管道防腐技術進行深入研究，是最大程度避免燃氣管道腐蝕事故發生的有效途徑。
1 管道腐蝕的定義及原理
1.1 腐蝕的概念
腐蝕是指金屬與環境之間發生的物理--化學相互作用，這種作用使金屬的性能發生變化，并使金屬、環境或者二者構成的組合體系的功能受到損傷，腐蝕的本質是氧化--還原反應。
1.2 埋地管道腐蝕原理
按埋地管道腐蝕機理可分為兩大類：化學腐蝕和電化學腐蝕。前者是指酸溶液對鋼制管道的氧化反應;而后者則是指處于電解質溶液中的氧化還原反應。
2 燃氣管道腐蝕的影響因素
燃氣管道腐蝕的影響因素主要有以下幾方面：①土壤腐蝕。土壤其實是由固、液、氣等多物質組成的多孔性膠質體，土壤本身的空隙中充滿了空氣、水等物質，這種環境使得土壤具有一定的離子導電性。再加上燃氣埋地管道防腐層破損、漏防腐等原因，使得管道與土壤直接接觸。因此，土壤與管道的電化學不均勻性引發了土壤腐蝕。②輸送介質腐蝕。在輸送燃氣的管道中會存在一定的壓力，由輸送介質產生的壓力和壓力波動作用于管道壁使其產生一定應力，這種應力就會擴張管道的腐蝕裂紋。③微生物腐蝕。管道一般埋在凍土層以下比較潮濕的土壤中，這種環境滋生的硫酸鹽還原菌在參與電極反應過程中，將硫酸鹽轉化為鐵和硫化氫，并消耗掉鋼制管道裸露部分的氫膜，最終使鐵發生溶解，進而引發微生物腐蝕。④雜散電流腐蝕。燃氣埋地管道經常會穿過一些高壓電線、電纜區域，這些區域范圍內的電線及電纜經常會產生二次感應交流電，這種交流電會使管道裸露部位產生電化學腐蝕。
3 燃氣管道常用的防腐技術
3.1 管道涂層保護技術
此技術的原理是當管道表面涂有覆蓋層時，覆蓋層就會隔離管道與腐蝕介質。目前應用較多的防腐涂層技術主要有：
3.1.1 煤焦油瓷漆
具有吸水率低、耐植物根莖穿透、絕緣性能好、耐細菌腐蝕、使用壽命長等優點;缺點是低溫易變脆、適宜溫度范圍窄、機械強度較低，在施工作業時會產生有毒氣體，需要采取相關的防護處理措施。
3.1.2 PE兩層結構
具有吸水率低、耐細菌腐蝕、絕緣性能好、耐酸堿鹽、耐溫度變化、機械強度高等優點;缺點是易老化、耐紫外線性能差、抗陰極剝離性能差、與鋼管表面結合力較差。
3.1.3 PE三層結構
同時兼備了熔結環氧粉末、高密度聚乙烯二者的優點。這種材料利用高密度聚乙烯的耐機械損傷性、環氧粉末與鋼管表面牢固結合性，并在二者之間加上特殊膠層形成分子鍵結合的復合結構，從而達到了防腐蝕性能和機械性能的良好結合，是目前大口徑管道的首選涂層。
3.1.4 熔結環氧粉末（FBE）
具有耐化學腐蝕、耐溫度變化、機械強度高、絕緣性能好、與鋼管表面結合牢固等優點;缺點是耐劃傷性能較差、耐磕碰性能較差、耐紫外線性能差，是目前用量最多的防腐層。
3.2 陰極保護技術
3.2.1 犧牲陽極保護技術
此技術是在同一電解質中，通過電位更負的金屬與被保護金屬連接，把該金屬上的電子轉移到被保護金屬去，使得整個被保護金屬處于一個較負的或者相同的電位下。常用的犧牲陽極材料有鋅陽極、鋁陽極、鎂陽極以及這三種材料組成的合金陽極。該技術的主要優點是適用范圍廣，尤其適用于中短距離的輸氣管道;工程量較小、施工方便;陰極剝離的可能性小;生產運行維護簡單?？煽匦暂^差。因此，此方法主要應用于小型的輸氣管線。
3.2.2 外加電流陰極保護技術
此技術是借助外加直流電源和輔助陽極，迫使電流流向被保護金屬，并使該被保護金屬的結構產生陰極極化，從而使管/地電位低于周邊環境。常用的直流電源有恒電位儀、太陽能電池、整流器、風力發電機、熱電發生器和大容量蓄電池等。常用輔助陽極有可溶性陽極、微溶性陽極、不溶性陽極等三類。該技術的優點是輸出電流大且輸出電流可調節;工程量較小;可實現遠程自動化監控;對年限長的管道可補做陰極保護;其缺點是需要專業人員進行維護保養。因此，此技術適合于大口徑、較長距離的輸氣管道，且不受沿線地形限制。
3.3 排流陰極保護技術
此技術是指在周邊環境中存在雜散電流時，通過排除雜散電流來實現對保護金屬施加陰極保護的技術。強制電流一般通過整流器進行排流，當周圍環境存在雜散電流時，一般利用排流進行保護;沒有雜散電流時，可利用整流器供給保護直流電流，使保護體處于陰極保護的狀態。
4 結束語
綜上所述，常用的管道防腐保護方法是涂層保護技術和陰極保護防腐技術，在燃氣管道防腐過程中，一般是將上述兩種技術有機結合起來進行使用，從而最大限度的使管道防腐達到安全、經濟的保護效果。
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