淺析燃氣管道的腐蝕與控制

【摘 要】對燃煤氣管道腐蝕原因進行了分析，認為管道腐蝕的主要是由于化學腐蝕和電化學腐蝕造成的，并提出了相應預防措施。

【關鍵詞】燃氣管道；化學腐蝕；電化學腐蝕；防護措施

現今社會，埋地管道仍然是燃氣輸送的主要途徑。管道材質基本上為鋼質管材、鑄鐵管材和新型材料如PE管等，但是鋼質管材仍占主導地位。地下管網一般是用手工電弧焊連接焊接鋼管，用石油瀝青加強防腐，直埋地下，從而使管道內外分別直接與燃氣和土壤接觸。經過一段時間使用，燃氣管道可能會發生腐蝕穿孔開裂等現象，但由于管道深埋地下，這種現象很難被發現。燃氣泄漏甚至爆炸等事件已屢見不鮮，輕則影響正常使用，重則危及到人們生命財產安全。因此，通過對管道泄漏的原因進行全面的分析，加強管理，采取必要的防范措施確保供氣安全是十分必要的。管道腐蝕、管材質量問題、設計安裝工藝問題、管道接口松動、其他工程施工影響等等因素都有可能造成管道泄漏，而管道腐蝕往往是主要原因。

一、腐蝕的原因

管道在輸氣過程中，內壁直接與燃氣雜質接觸，使管道受到均勻腐蝕較多，管壁逐漸變薄，但因此產生突然泄漏的可能性較小。管道外壁與土壤接觸，土壤中的石塊、植物根莖、細菌、散雜電流等都會破壞防腐層，使管道發生局部腐蝕。局部腐蝕更大程度上造成了管道泄漏。按腐蝕機理不同腐蝕可分為化學腐蝕、電化學腐蝕、微生物腐蝕等。（1）化學腐蝕。單純由化學作用引起，金屬管道與接觸到的物質直接發生氧化還原反應生成化合物的過程。由于管道受土壤中酸堿化學物質腐蝕，使管道外壁腐蝕變薄。另外燃氣中含有腐蝕性成份，如H2S、CH3CH2SH、CO2、水等雜質對管道內壁形成化學腐蝕，造成泄漏。（2）電化學腐蝕。金屬材料與電解質溶液接觸，形成原電池，通過電極反應產生的腐蝕。一是氧濃差電池腐蝕。市區地下除了燃氣管道外還有供水、供暖、排水等管道，這就造成了不同區域土壤的潮濕程度、透氣程度、含氧程度也大不相同。當管道從含氧不同的土壤中穿過時，氧濃度大的區域電位高，為陰極，氧濃度小的區域電位低，為陽極，從而引起宏觀電池腐蝕——氧濃差電池腐蝕。位于陽極區的管道將逐漸被腐蝕。二是管道內電化學腐蝕。燃氣中含有H2S、CO2、水等雜質除了對管道產生酸腐蝕以外，還在管道表面發生電化學腐蝕。H2S→H++ HS-；HS-→H++S2-，陽極反應：Fe→Fe2+ + 2e，陰極反應：2H++2e→H2；O2+H2O+2e→2OH-，化學反應：Fe2++S2-→FeS；Fe+O2+H2O→Fe（OH）2；4Fe（OH）2+O2+2H2O→4Fe（OH）2。（3）微生物腐蝕。土壤pH值為4.5～9.0時，硫酸鹽還原菌最為活躍，從而導致土壤性質不均勻進而產生氧濃差電池腐蝕

二、防護措施

管道泄漏不僅造成了嚴重的經濟損失，甚至威脅到人們的生命安全。亡羊補牢不如未雨綢繆，因此預防管道泄漏是保證管道安全的首要任務。（1）外壁防護措施。管道外壁可采用瀝青絕緣層、熔結環氧粉末、聚乙烯膠帶、PE三層結構覆蓋層、稀土鋁防腐材料等進行防腐。其中PE三層結構覆蓋層、稀土鋁防腐材料因其更能適應環境，近年來發展迅速。此外還可采用外加電源陰極保護或者添加氧化劑犧牲陽極保護，從而避免管道外壁腐蝕。（2）內壁防護范措施。首先嚴格控制燃氣的生產工藝過程，凈化燃氣，盡量降低硫化氫、二氧化碳、水等雜質的含量。再次在管道內涂防腐材料，防止管道內壁腐蝕。（3）其他防護措施。一是嚴把質量關，嚴格控制管道質量。二是建立完善的設計、監理、施工、驗收體系，保證工程質量，避免運輸施工中損壞管道，提高管網安全運行的可靠性。三是采用新技術、新材料、新工藝，提高管道穩定性，延長管道使用壽命，降低使用成本。四是定期開展管道防護層檢（補）漏工作，以便及時發現并處置隱患。

三、結語

本文主要通過化學腐蝕、電化學腐蝕方面對管道腐蝕泄漏進行了分析并提出了相應改進措施。隨著科學的發展，各種新材料新工藝不斷出現，管道的安全可靠運行性將大為提高，管道的壽命大為延長，帶來的社會效益和經濟效益將是十分可觀的。

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