淺析燃?xì)夤艿婪栏夹g(shù)及腐蝕評價

摘要：文章通過介紹燃?xì)夤艿赖母g及燃?xì)夤艿婪栏瘻\談燃?xì)夤芡飧g直接評價方法，提供燃?xì)夤艿婪栏p重屏障，以增強防腐效果。

關(guān)鍵詞：微電池腐蝕 宏電池腐蝕 腐蝕評價

埋地燃?xì)怃摴芘c土壤或水長期接觸，會產(chǎn)生化學(xué)腐蝕，對管網(wǎng)的安全運行與使用壽命帶來極大的危害。因此，埋地燃?xì)怃摴鼙仨毑扇∵m當(dāng)防腐控制技術(shù)，確保管網(wǎng)安全運行，延長鋼管使用壽命。目前，埋地燃?xì)怃摴艹Ｓ玫姆栏夹g(shù)為絕緣層防腐法和電化學(xué)保護法，通常這兩種方法是同時使用，提供防腐雙重屏障，以增強防腐效果。

1 燃?xì)夤艿赖母g及防腐

在城市燃?xì)夤芫W(wǎng)中，燃?xì)夤艿酪话悴扇〉叵路笤O(shè)，這容易給金屬管道包括鋼管帶來嚴(yán)重的腐蝕。而且與長輸管道相比，城市燃?xì)夤艿蓝酁榄h(huán)狀、枝狀，管件密布，管道變徑較普遍；隨著城市建設(shè)的進(jìn)展逐步形成并拓展，質(zhì)量缺陷較多；周邊環(huán)境復(fù)雜甚至突變，城市雜散電流干擾嚴(yán)重。這都要求做好鋼管的防腐工作。

1.1 鋼管腐蝕類型 埋地金屬管道的腐蝕形式分為均勻腐蝕和局部腐蝕兩種，多以局部腐蝕為主，其危害性也最大。鋼管在土壤中的腐蝕過程主要是電化學(xué)溶解過程，由于形成了腐蝕電池從而導(dǎo)致管道的銹蝕穿孔。按腐蝕電池陽極區(qū)與陰極區(qū)間距的大小，又可將鋼管的腐蝕形態(tài)分為微電池腐蝕和宏電池腐蝕兩大類。

所謂微電池腐蝕，是指由相距僅為幾毫米甚至幾微米的陽極和陰極所組成的微電池作用所引起的管道腐蝕。其外形特征十分均勻，故又稱均勻腐蝕。由于微陽極與微陰極相距非常近，故微電池腐蝕的速度不依賴于土壤電阻率，僅決定于微陽極和微陰極的電極過程。微電池腐蝕對埋地鋼管的危害性較小。

所謂宏電池腐蝕，是指由相距幾厘米甚至幾米的陽極區(qū)和陰極區(qū)所組成的宏電池作用所引起的管道腐蝕。宏電池腐蝕也稱局部腐蝕。由于陽極區(qū)與陰極區(qū)相距較遠(yuǎn)，土壤介質(zhì)電阻在腐蝕電池回路總電阻中占相當(dāng)大比例，因此宏電池腐蝕的速度除與陽極和陰極的電極過程有關(guān)外，還與土壤電阻率有關(guān)。土壤電阻率大，就能降低宏電池腐蝕的速度。在埋地鋼管表面出現(xiàn)的斑塊狀或孔穴狀的腐蝕即由宏電池腐蝕造成，其危害性相當(dāng)大。

綜上所述，埋地管道在土壤中主要遭受電化學(xué)腐蝕，、該腐蝕分為陽極過程、陰極過程、電流流動三個過程，相互獨立又彼此聯(lián)系，其中一個過程受阻，另兩個過程也受阻，腐蝕電池就會停止和減慢[1]。這給我們采取防腐對策提供了理論依據(jù)。

1.2 鋼管的防腐方法 針對埋地管道電化學(xué)腐蝕的三個過程，鋼管的防腐方法也從抑制其中某一過程入手。如在管道外壁加防腐涂層，可增大回路電阻，減少腐蝕電流；外加直流電源，使鋼管對土壤造成負(fù)電位、形成陰極保護，可消除陰陽極電位差，從根本上停止陰陽極過程的進(jìn)行。防腐涂層法治表，陰極保護法治本。但是一旦防腐涂層破損，露鐵部分會加速局部腐蝕。故防腐涂層與陰極保護相結(jié)合才是表本兼治的方法，經(jīng)濟而有效。

但對于城市燃?xì)庀到y(tǒng)，由于地下管網(wǎng)密集，陰極保護的外加電源對其它管道干擾大，會造成自身受益、他家受害的局面。而采用比鋼管電位負(fù)的金屬材料與鋼管相連的犧牲陽極保護法則不會出現(xiàn)此類情況，因此，城市燃?xì)獾妮敋飧晒軕?yīng)采用防腐涂層與犧牲陽極相結(jié)合的防腐方法。對于其他壓力較低的非主干管道，則一般直接采用防腐涂層法。

在犧牲陽極保護法中，一般采用鎂合金作為犧牲陽極對管道進(jìn)行保護。由于在輸出電流過程中遭受破壞，鎂合金犧牲陽極的設(shè)計使用年限最好與管道的使用年限相匹配，既不產(chǎn)生浪費也不多增加維護費用。但應(yīng)注意的是，當(dāng)土壤電阻率太高和被保護管道穿過水域時，不宜采用犧牲陽極保護[2]。

不同的防腐方法有不同的防腐質(zhì)量和費用，應(yīng)根據(jù)被保護鋼管的不同壓力、不同用途及其所處的不同環(huán)境和輸送的不同燃?xì)猓C合全面地考慮防腐方法和防腐費用。在考慮經(jīng)濟合理性方面應(yīng)注意兩點：其一，燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)時的一次防腐投資；其二，燃?xì)夤芫W(wǎng)運行后的維護費用。由于城市燃?xì)夤芫W(wǎng)位于市區(qū)，投運后維護檢修困難且費用較高。因此，應(yīng)適當(dāng)加大一次投資，以減少投運后管道的日常維修工作量[3]。

2 燃?xì)夤艿赖母g評價

2.1 氣管道的腐蝕評價意義 以往的城市燃?xì)夤艿腊踩芾矶酁楸粍拥氖潞箜憫?yīng)，不但會因事故造成巨大的財產(chǎn)損失和人員傷亡，搶險修復(fù)需要花費巨額費用，而其燃?xì)馐鹿蕰谏鐣性斐刹涣嫉挠绊憽１菊n題所研究的城市埋地鋼質(zhì)燃?xì)夤艿劳飧g直接評價（External Corrosion Direct Assessment，ECDA）是變被動為主動，變事后響應(yīng)為事前檢測預(yù)防，使管道始終處于受控狀態(tài)，根據(jù)外腐蝕檢測結(jié)果有計劃、有針對性地采取維護措施，防止管道失效或事故發(fā)生，將管道大修費用投入到最需要的地方，避免部分管道可能發(fā)生過度維修或欠維修，從而最大限度地節(jié)約成本，保證管道運行始終可靠，從而使管道處于良好的運行狀態(tài)，對延長管道壽命期的作用不言而喻。具體意義如下：

其一，提高系統(tǒng)的可靠性、完整性和安全性，減少突發(fā)性災(zāi)難事故的發(fā)生，保障人身財產(chǎn)安全及減少環(huán)境污染。通過對城市埋地鋼質(zhì)燃?xì)夤艿罊z測和外腐蝕直接評價，可以確定管道防腐層缺陷點和其他薄弱環(huán)節(jié)，并及時采取防范措施，最大限度地降低事故的發(fā)生率，為燃?xì)馐鹿实陌l(fā)生提供了有效的預(yù)報。因此，通過管道外腐蝕直接評價，以確保系統(tǒng)在長時期內(nèi)處于安全高效的運行狀態(tài)，從而提高設(shè)施的使用效率，最大限度的減少因燃?xì)馐鹿实脑斐傻娜藛T傷亡和環(huán)境污染。其二，降低管道風(fēng)險，優(yōu)化風(fēng)險-成本關(guān)系。燃?xì)庀到y(tǒng)風(fēng)險的降低總是以投入成本的增加為代價的，但是成本投入的增長水平和風(fēng)險的降低程度并不成正比關(guān)系。其三，提高管理者的決策水平。城市燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)點多、面廣、線長且大多埋于地下，容易受到各種內(nèi)外因素的影響，日常檢測比較困難。對燃?xì)庀到y(tǒng)管理者而言，最棘手的問題不是事故后應(yīng)采取何種不久措施，而是不知道下一個事故何時、何地會發(fā)生，以及事故后果的嚴(yán)重性。在役燃?xì)夤艿劳飧g直接評價方法通過外防腐層的檢測，向管理者展示系統(tǒng)的運行狀態(tài)，而且便于人們明確在對哪些管道采取維護或更換措施。

2.2 燃?xì)夤艿赖母g評價思路 第一，對燃?xì)夤艿肋M(jìn)行實地勘察，對管道及其周圍環(huán)境的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集、統(tǒng)計、計算，得到第一手的資料作為進(jìn)行管道外腐蝕直接評價數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。第二，選擇有資質(zhì)的防腐層檢測公司管道進(jìn)行間接檢測，確定管道防腐層缺陷程度和位置。第三，根據(jù)間接檢測到結(jié)果進(jìn)行直接檢測，對缺陷點進(jìn)行開挖驗證。確定管道的剩余強度和剩余使用壽命。第四，根據(jù)管道外腐蝕直接評價結(jié)果制定管道維修方案。

在城市燃?xì)忸I(lǐng)域，甚至整個燃?xì)忸I(lǐng)域，鋼管都發(fā)揮了不可替代的重要作用。但是，我們也必須看到由于我們在設(shè)計、施工和維護管理等方面的工作還存在一定問題，導(dǎo)致燃?xì)夤艿缐勖^短，實際輸氣能力與設(shè)計值相差較大，發(fā)生爆管、漏氣等事故，浪費國家物資，妨礙社會穩(wěn)定，影響城市正常建設(shè)和市民日常生活，甚至威脅人民生命和財產(chǎn)的安全。當(dāng)然，發(fā)生以上問題有其他客觀因素的影響，但我們專業(yè)工程技術(shù)人員也應(yīng)當(dāng)負(fù)有一定責(zé)任。我們應(yīng)該除了通過的合理設(shè)計、文明施工、細(xì)心維護、規(guī)范管理外，把燃?xì)夤艿赖母g由被動變?yōu)橹鲃幼兪潞箜憫?yīng)為事前檢測預(yù)防，使管道始終處于受控狀態(tài)，根據(jù)外腐蝕檢測結(jié)果有計劃、有針對性地采取維護措施，防止管道失效或事故發(fā)生，將管道大修費用投入到最需要的地方，避免部分管道可能發(fā)生過度維修或欠維修，從而最大限度地節(jié)約成本，保證管道運行始終可靠，從而使管道處于良好的運行狀態(tài)，延長管道壽命。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳創(chuàng)明.天然氣球罐與管道選材的探討[J].煤氣與熱力，2004，24（9）：510-514.

[2]田再強，袁秀鵬，王芷芳.土壤對埋地鋼管腐蝕的勘測與分析[J].煤氣與熱力，2004，24（4）：231-234.

[3]段常貴主編.燃?xì)廨斉洌ǖ谌妫M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2001.