城市天然气埋地钢管防腐之浅见

【摘 要】天然气作为一种清洁能源越来越受到广大市民的青睐，特别是最近几年天然气在城市的普及，为广大市民的生活质量的提高立下了汗马功劳，但与此同时也给燃气安全管理工作带来许多问题。城市天然气管道的安全运行显得尤为重要，埋地钢管的防腐问题值得我们探讨。

【关键词】城市；天然气；管道；防腐；设计

腐蚀是破坏燃气钢管的重要因素之一。金属与周围的介质相接触，产生化学或电化学作用而遭受破坏的过程称为腐蚀。按其腐蚀部位的不同分为内壁腐蚀与外壁腐蚀，燃气管道的腐蚀主要发生在外壁腐蚀上。电化学腐蚀是指电化学活性不同的金属和电解质溶液组成原电池所发生的电化学反应过程。一般两种金属的化学活性相差越大，电解质溶液中的离子浓度越大时，电池反应过程进行的速度亦越大。电化学腐蚀的产生，是因为埋地钢管金属本身结构的不均匀性，不同的表面粗糙度，杂散电流以及作为电解质的土壤的物理化学性质不均匀，PH值不同等因素，在管线各部分之间，构成各种类型的原电池，产生腐蚀电流，使作为阳极区的管道金属离子不断电离而受到腐蚀。化学腐蚀是技术直接与介质接触发生化学作用而引起的金属溶解过程。其它酸性（或碱性）物质附在钢管表面，直接与管壁发生氧化还原反应而产生化学腐蚀。从管道受到的破坏程度上看，电化学腐蚀对埋地管道的威胁最大。下面我就浅谈一下钢管的防腐原理及要求。

天然气埋地钢管的防腐常用管道外壁绝缘层防腐和电保护防腐。这两种方法经常同时使用。

绝缘层防腐法原理是将防腐材料致密地涂覆在经除锈的金属管表面上，高电阻的涂层将金属与腐蚀介质隔开，切断金属电化学腐蚀电池的通路，从而阻止管道金属腐蚀。管道外壁防腐绝缘层必须具有高的绝缘性；足够的机械强度（粘结性、针入度、抗冲击性、耐磨性等）；良好的稳定性（耐大气老化、化学稳定性吸水率、耐高、低温性能好）；具有一定的耐阴极剥离强度的能力；抗微生物腐蚀性能好；防腐层破损后易于修补。

阴极保护是一种用于防治金属在电介质（海水、淡水及土壤等介质）中腐蚀的电化学保护技术，该技术的基本原理是对被保护的金属表面施加一定的直流电流，使其产生阴极极化，当金属的电位负于某一电位值时，腐蚀的阳极溶解过程就会得到有效的抑制。阴极保护就是利用外加手段迫使电解质中被保护金属表面都成为阴极，以达到抑制腐蚀的目的。根据提供阴极电流的方式不同，阴极保护又分为牺牲阳极法和外加电流法两种，前者是将一种电位更负的金属（如镁、铝、锌等）与保护的金属结构物电性连接，通过电负性金属或合金的不断溶解消耗，向被保护物提供保护电流，使金属结构物获得保护。后者是将外部交流电转变成低压直流电，通过辅助阳极将保护电流传递给被保护的金属结构物，从而使腐蚀得到抑制。不论是牺牲阳极法还是外加电流法，其有效合理的设计应用都可以获得良好的保护效果。

采用牺牲阳极法的主要优点有：无需外部电源、对外界干扰少、安装维护费用低、无需征地或占用其他建构筑物、保护电流利用率高等，因此特别适合于城市范围内的埋地钢管腐蚀。强制电流法则有：保护范围大、适合范围广、激励电势及输出电流高、综合费用低等优点，故适合用于长输管线或市郊管线的防腐。如应用于市区范围内时，则由于其会产生干扰电流而影响其他管线及建筑物，且还需要征地或占用建筑物，因此在实施时会带来较大的困难。因此，城市埋地燃气管道防腐的阴极保护宜用牺牲阳极法。当条件许可时，也可采用强制流保护法。目前，在城市燃气输配管网中，已全面采用牺牲阳极法来进行管道防腐。

牺牲阳极选用及布点的技术要求：

1、电防护法在选用时应符合以下要求：①锌阳极不得使用在土壤电阻率>200Ω・O的场合；②镁阳极不宜使用在土壤电阻车>100Ω・O的场合；③外加电流阴极保护法在选用时不受土壤电阻率的限制。

2、采用牺牲阳极法时，选用阳极的保护效果应符合以下要求：①对地电位应达到-0.85V或更负；②通电时，阴极电位较自然电位向负方向变化值应大于300mV；③当土壤或水中含有硫酸盐还原菌，且硫酸根含量大于0.5%时，通电后，对地电位应达到-0.95V或更负。

3、牺牲阳极在埋设时，与保护的燃气管道的距离不宜小于0.3m，也不宜大于7m，埋设深度不宜小于1m，且直埋设在潮湿的土壤中。埋设形式可采用立式或卧式。在阳极与保护管道之间，严禁设置其他金属构筑物。

4、牺牲阳极检测桩、检测头在设置时应符合下列要求：①检测桩、检测头宜设置在燃气主干管沿线；②宜每5组牺牲阳极或至少1Km设置1个检测桩；③检测桩应设置在牺牲阳极附近，且宜安装在管道沿线中土壤腐蚀性强、湿度大、地下水位高或管道绝缘防腐层薄弱的地点；④宜每在每个检测桩附近设置1个检测头。

对于城市天然气管道的防腐问题在还应加强在建设过程中的监管，凡是承接燃气工程设计、施工、监理和检测单位，必须具有相应的资质证书，在其资质等级许可的范围内从事建设活动。设计单位应严格按照工程建设法规、设计标准和有关要求进行工程设计，设计文件必须完备，保证设计质量。将严格按照有关规范对燃气工程设计图进行审查，不符合燃气工程设计标准强制性条文的，施工图审查不予通过。施工单位应按照经施工图审查合格的设计文件和工程建设有关规范、标准、规定的要求进行施工，不得擅自修改图纸、降低管道燃气设施设计标准。需要重点检查的须采取防护措施施工路段的工程施工情况。监理单位要依照法规和工程建设有关规范、标准、规定以及设计文件，对燃气工程建设实施监理，对进场使用的材料、构配件和设备是否符合设计文件要求以及产品出厂合格证、检测报告的有效性进行复验。对于隐蔽工程，要认真作好记录，必要时进行拍照存档。管道燃气工程竣工后，建设单位要依法组织竣工验收，未经验收或验收不合格的，不得交付使用。

结束语

燃气管道的安全运行关系到每个家庭的幸福，没有安全，就没有发展；没有安全、就没有效益；没有安全，就没有幸福生活；安全就应该从源头抓起，埋地钢管的防腐工作不容忽视，燃气安全运行是保障个人生命财产安全的体现，也是我们每个燃气公司每个员工永恒的追求。

参考文献

[1]王蓉.城镇超高压天然气管道设计探讨【J】.福建建设科技，2011年01期.

[2]要建勋，何文海.新时期下燃气规划的新思路【J】.科技信息，2009年07期.