重庆忠县城市燃气管网腐蚀控制略论

摘要 忠县城区天然气工程是1989年全面投入运行使用的，建设初期长输管线和城区中低压管网均采用石油沥青防腐的无缝钢管焊接，管网总长81km，其中原气源茶木输气管线15km。可是，自1998年以来，以老城区临江路燃气管道严重腐蚀穿孔和焊口、管线开裂频繁发生，专业队伍常年维修也无法保证居民正常用气，2005年以来，城区天然气输损最高达到20%，管道的腐蚀速度逐年加快，腐蚀面积逐渐加大，造成天然气大量泄漏，由此引发了多起天然气不安全事故。

关键词 燃气管网；腐蚀；控制

中图分类号TM4 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）54-0156-02

0 引言

由于土壤对管道的腐蚀、管内输送介质的腐蚀、防腐层的缺陷和早期技术的限制，我国大部分在役城市燃气管线只采用了涂覆层而未采用阴极保护措施，使早期投入使用的燃气管线频繁发生腐蚀穿孔泄漏事故，导致管线经常出现非计划维修或更换，严重影响燃气管网的安全运行，缩短了管线的使用寿命，造成了较大的经济损失。忠县城区天然气工程是1989年全面投入运行使用的，建设初期长输管线和城区中低压管网均采用石油沥青防腐的无缝钢管焊接，管网总长81km，其中原气源茶木输气管线1km。可是，自98年以来，以老城区临江路燃气管道严重腐蚀穿孔和焊口、管线开裂频繁发生，专业队伍常年维修也无法保证居民正常用气，2005年以来，城区天然气输损最高达到20%，管道的腐蚀速度逐年加快，腐蚀面积逐渐加大，造成天然气大量泄漏，由此引发了多起天然气不安全事故。

1 腐蚀成因分析

针对以上事故的发生，根据钢管所处土壤环境，结合钢管腐蚀的基本原理，做如下分析：

1）钢管铺设条件及管道所处环境

（1）1988年公司成立开始几年施工建设期间，施工缺乏技术，经验不足，采用石油沥青防腐，由于工程指挥管理不到位，造成防腐质量极差。

（2）施工人员管理混乱，有的作好的防腐在下管时被破坏，有极个别的还没来得及作防腐就被埋在沟里了。加之沟槽回填质量差，进而，使运行的管道产生不均匀沉降，引起焊口开焊。

（3）各种用电设备接地导线、高压变电接地、各种避雷接地杂乱分布；且由于受城区地理条件限制，老城区人行道较窄，各管线埋设间距不够，特别是高压输电线路和燃气管道平行铺设。

（4）庭院环境卫生治理缺乏有效力度，下水未按规定接入专用管网，造成庭院燃气管道长期处于腐蚀环境状态。

2）管道腐蚀原因

从管道腐蚀现象看，大多数是集中穿孔腐蚀，也有一少部分是均匀腐蚀。结合腐蚀机理及2002年~2005年集中探测结果分析，不难看出电化学腐蚀是忠县管网腐蚀的主要原因，纯化学腐蚀和细菌腐蚀也不同程度地存在。造成管道腐蚀的主要原因有直流杂散电流腐蚀、交流杂散电流、异金属接触产生的腐蚀。

2 燃气管网腐蚀控制方案及措施

2.1落实责任、加强内部管理

1）把好设计施工质量关，从源头做到燃气工程本质安全。新建工程做到规范设计，除严格执行国家相关规范外，公司新制定一系列更加严格的规定及制定标准化操作规程，对设计、施工、验收等每项工作流程进行标准化管理；

2）结合忠县城区的实际情况，对工程施工现场实施规范化管理，加强职工操作技能的培训，全面提高新建工程质量，并落实责任，加强监管。公司每月25日组织相关职能科室对本月工作进行综合大检查；

3）加强管网的安全巡检工作，全面系统地掌握城区人行道和下水道的走向和位置，对全县的人行道、下水道进行定点监测，同时确保冬季的安全输气，除落实四位专职巡检人员分片不间断不定期的巡检外，每年11月对全城主支管网分段试压，发现问题，全员出击，集中整治。同时又制定了事故处理办法和巡线员管理办法等各项安全管理规定，对管网实施严格的监控。

2.2城区管网PE化改造

2000年~2004年，老城区的管网逐年加剧腐蚀，特别是到2004年每两天就接到一次抢险任务，输差增大至20%，引起了我公司高度重视，为了彻底消除管网腐蚀所带来的危害，杜绝燃气泄漏发生并达到施工简单、运行可靠、维修方便、使用寿命长、投资成本低的目的，加之PE管具有安装工艺简单、易操作、无需做防腐处理、工程适应性强、投资成本低等优点，我司对城区所有中低压主支管网进行PE化改造。其方案为：根据现实用气情况，结合长远规划，对忠县城区管网从新设计，在不影响居民供气的前提下，分区、分块，不间断进行施工，总的原则是：按设计图纸进行放线；按线、按图布管焊接；先开沟处理局部障碍，再实施沟下联网打压；外网做完，留下进户；最后带气接口，置换通气；合格后再接入户管。

以PE管取替燃气钢管，作为解决埋地钢管腐蚀的对策，尤其是解决电化学腐蚀，是最佳选择。PE燃气管道具有性能优异，施工简单，运行可靠，维修方便，使用寿命长，投资成本低等优点，以及有一套完善的运行管理方案，实现燃气管网的本质安全运行。

2.3 阴极保护控制措施

根据管网压力及受地形地貌条件不能安装PE管的路段特别是长输管线必须安装钢质管道的，除采用3PE加强级防腐外，我们对钢质管道采用阴极保护方案，避免燃气管网严重腐蚀状况再度发生，达到使燃气管网长期安全运行的目的。阴极保护方案一般有强制电流阴极保护、深井阳极阴极保护和牺牲阳极阴极保护等，必要时可以几种方案并用。我们根据燃气管网布局情况，地下土壤电阻率及杂散电流干扰作用强弱情况，通过技术经济比较，确定忠县钢质管道采用牺牲阳极阴极保护比较经济合理。

为了加强燃气管网的腐蚀控制，有效防止电管道发生电化学腐蚀穿孔，提高管网运行的安全性，延长管道的使用寿命，我们规定：1）所有新建高中压天然气钢质管道必须实施3PE加强级防腐加阴极保护的“双保护措施”；2）在役高中压钢质管道必须有计划分步骤追加阴极保护。

忠县于2004年以后对所有新建灯苏天然气输气管线及茶红天然气输气管线约12km全部采取阴极保护措施，对苏家至水平6km高压管道进行阴极保护技术改造。现忠县所用高压和部分中压燃气管道应用了阴极保护技术，保护总长度达到20多公里。七年来，所有采用阴极保护的燃气管道从未发生电化学腐蚀穿孔泄漏，为忠县天然气管网安全运行提供了可靠的保障，并节约了大量的抢修和维修费用，有效延长了管道的使用寿命，取得了良好的经济效益和社会效益。我公司2010年11月请某地理信息公司对所有阴极保护管线进行了安全评价，从检测结果看出，所有管段防腐层质量评价为优，无破损点，管道无安全隐患，可安全运行。

3 结论

综上所述，城市燃气管道用PE管取替燃气钢管、受条件限制安装的钢质管道采用3PE加强防腐外加阴极保护，作为解决埋地钢管腐蚀的对策，尤其是解决电化学腐蚀，是最佳选择，在此基础上制定一套完善的运行管理方案，完全可实现燃气管网的本质安全运行。