深圳燃气管线的腐蚀与防护设计

　　深圳燃气管线的腐蚀与防护设计           深圳燃气管线的腐蚀与防护设计 		 化学与化工论文   更新：2006-4-11 阅读：   	     深圳燃气管线的腐蚀与防护设计
　　摘要：介绍了燃气管线的腐蚀原因与特点。常用涂层及其特点重要考虑因素。
　　埋地管网是现代化城市必不可少的神经和血管。适当的防腐设计是确保其安全平稳运行的先决条件。因而越来越引起人们的重视。
　　1腐蚀原因与特点
　　埋地管网的腐蚀通常包括四大类，微电池腐蚀、宏电池腐蚀、微生物腐蚀、杂散电流腐蚀。微电池腐蚀的成因在于钢管微观金相结构的不均匀，其腐蚀形态为均匀减薄，只需在设计时考虑足够的钢管壁厚裕量即可，通常不会造成大的损失。宏电池腐蚀的成因则是由于管线穿越不同类型的地质(如粘土和回填渣土)，沿线土壤透气性等物理化学参数有较大变化，导致管段两端存在明显的电位差异，造成的电化学腐蚀。其腐蚀形态是在阳极区生成局部麻坑、是管线穿孔泄漏的重要原因。微生物腐蚀则是土壤中的部分菌类参与腐蚀进程，如硫酸盐还原菌可将硫酸根还原为硫根、促成钢管的腐蚀、其通常发生于特定的土壤(如密实粘土)。杂散电流腐蚀是由于管网沿线地铁或电车的泄漏电流以管线作为回流通路，导致流出点的局部坑蚀。除微电池腐蚀外，其余三类腐蚀都可以通过连续致密的外涂层切断钢管与土壤间的电接触，得到有效的控制。
　　与埋地长输管线相比燃气管线有着自己的特点，其防腐设计应充分加以考虑。
　　(1)其管径通常较小，长度也较短，因而工程造价经济性的考虑可适当降低。
　　(2)管线周边往往有其它市政管道，操作空间较狭窄，不便于大型自动化机械的展开，手工操作工效低，质量保证相对困难。
　　(3)管线位于市区，环境保护的要求严格。
　　(4)直接关系居民生活和社会稳定，管线投运后维修困难。
　　(5)管线事故可能导致严重的人身安全事故，其防护要求较高。
　　(6)管线上各种附件(如弯头、三通、阀门和管件) 很多、不便于流水作业。
　　2常用涂层及特点
　　早期埋地管线防腐基本上是沥青类的一统天下， 随着化学工业的进步和管线向恶劣地带的延伸，涂层 经历了从天然到合成、从热塑到热固的发展历程，环 氧煤沥青、胶带、夹克、环氧粉末先后进入工业防腐 领域。为防腐设计提供了广阔的选择空间，使我们可 根据不同的工况选择相应的防腐方案，达到最佳的投 入产出比。
　　2．1沥青类涂层
　　沥青类涂层包括石油沥青和煤沥青，我国和东欧 多采用石油沥青，西方国家多采用煤沥青。施工时将 熔融的沥青与加强物(如玻璃布)交替缠敷，形成多 层厚涂层。其优点是价格低廉，施工工艺成熟，缺点 足粘结力差，环境污染严重、适用于地质条件相对较 好、土壤电阻率较高的旷野。
　　2．2环氧煤沥青涂层
　　为改善其粘结力和减轻环境污染，在沥青中加入 环氧树脂就制成了环氧沥青涂料。其与玻璃布共同形 成的环氧煤沥青涂层较好满足了燃气管线防腐的需要， 成为北京、天津燃气管线的主流涂层。其缺点在于施 工麻烦、周期长，人为和环境影响因素较大。适用于 地质条件较为复杂，土壤电阻率中等的燃气短管段和 附件。
　　2．3胶带
　　胶带是由聚乙烯单面涂敷胶粘剂而成，施工时直 接缠绕在钢管表面。其突出特点是施工简便，无污染，涂层较薄、强度低。工厂预制的涂层质量均匀可靠、但 在运输过程中注往发生较多破损、现场缠绕的胶带则 张力不均在所难免、使搭接部分粘结不牢，导致水份渗入。我国七十年代在某长输管线首次使用时、外加 电流阴极保护电位无法达标．此后再没有长输管线使 用。而其在深圳、广州等燃’门守线亡有较多应用、们 防腐效果个甚理想。胶带适用于地下水位较低且土制 较好的场合。
　　2．4夹克
　　夹克足在钢管外热挤除一层聚乙烯壳，形成复合管。厚实连续的夹克具有极好的物理化学性能，可适合各种恶劣的环境条件。其只能在工厂预制，防腐质量基本不受人为影响、其缺点在于夹克和钢管间热膨胀系数差异较大、当管内介质温度波动时造成二者相对错动、严重时发牛夹克破损。对十温度波动极小的燃气管线。其影响个大。央克防腐的另一缺点是其对阴极保护电流屏蔽严重，对于不采用外加电流的燃气管线，这也不成为问题。
　　对燃气管线来说、影响夹克防腐效果的足补口和管件必须选用其他材料，日前应用较好的是电融套或热收缩材料、电融套价格偏高、热收缩材料要求较高的操作技巧。
　　2．5环氧粉末涂层
　　环氧粉末是新型的热固涂料。其涂层很薄，但物理化学性能优异。且对阴极保护电流无屏蔽，从而成为西方国家长输管线的首选涂层。与夹克相比，其抗冲击磨损能力稍差，燃气管线通常不采用外加电流阴极保护，故其主要应用在油田、燃气管线上应用很少。
　　2．6复台涂层
　　针对夹克和粉末各自的长处、近年来长输管线涂层开始向复合结构发展，具有代表性的是以环氧粉末为胶粘剂粘结夹克，我国陕北至北京的天然气管线就采用了这种结构。由于造价昂贵。近期不太可能用于市政燃气管线。
　　3防腐设计建议
　　涂层选用的主要考虑因素是技术可靠和经济合理，鉴于燃气管线的特点、其技术可靠尤为重要。甚至可在一定程度上牺牲经济合理、也要确保技术可靠。
　　技术可靠包含两方面的内容、一是建设时期的可靠性，建设时环境、气候、土壤等因素都对涂层的最终性能有重要和直接的影响。所设计的涂层应能在管线建设的具体条件下保证连续完好，才能达到涂层的 用论性能。二是充好涂层的理论寿命满足管线运行条 件下的设计寿命要求，即建设时达到理论性能指标的 涂层。能在管线设计寿命期内完好。另外需加以注意 的是涂层现场操作时必须满足环保要求。
　　根据我国国情、在设计时除了考虑涂层的理论性 能指标外、更需注意减轻所选材料和工艺对人为冈素 的依赖、要尽可能向自动化预制化靠拢、使涂层实际 指标能达到要求。
　　经济合理也要从两个方面加以考虑、一是管线建 设时的一次投资，二是管线投运后的维护费用。考虑 到管线通常位于市区．其维护维修比较困难，费用相 当高，在设计时应适当加大一次投资。以减少管线日 常维修工作量。
　　对于深圳燃气管线的防腐设计，提出以下建议：
　　(1)深圳地处沿海、地下水位和含盐量都较高，土 壤腐蚀性中等偏强、海边滩涂更是强腐蚀区、选用夹 克是一种较好的方案。根据深圳土质情况、一般可采 用普通级。在石方地段可采用加强级。现场补口一般 可采用热收缩材料。对位于人口稠密的地段和重要机 关附近的管段可采用电融套。管件防腐可采用特强级 环氧煤沥青涂层。
　　(2)对位于人[1稠密的地段和重要机关附近的管 段、应加埋牺牲阳极、根据深圳土壤电阻率情况、一 般可采用锌阳极、在土壤电阻率特别高的地段，可考 虑采用镁阳极。
　　(3)深圳即将建设地铁，杂散电流很可能会对地铁 沿线管段产生腐蚀、应未雨绸缪，提前作好排流准备。
　　(4)经过十多年的运行、部分在役管段已进入事故 多发期。应建立定期巡检制度，测定管地电位和涂层 电阻率、建立管线防腐状况数据库。
　　(5)根据管线防腐状况，有计划地进行涂层大修， 以免将来大批管线同时进入大修期而措手不及。
　　(6)组建专业抢修队伍、随时查验涂层缺陷、进行 修补、防患于穿孔泄漏之前。
　　参 考 文 献