埋地燃气钢管的腐蚀与防腐

1、埋地燃气钢管的腐蚀与防腐目前，燃气管道大多为埋地敷设，一般中、低压管道采用耐 腐蚀的铸铁管或塑料管，而对于输送流量大，压力、温度较高的 燃气时，就必须使用强度更大的钢管。实践证明，埋地铸铁管道 的平均使用寿命为 60-70 年，而钢管只有 20-30 年。可铸铁管、 塑料管的加工、施工和使用受到很多因素的限制，所以，钢管普 遍应用于长距离、大口径、高压输送燃气管道。可钢管的最大弱 点就是耐腐蚀性差，尤其是埋地钢管外壁腐蚀最为严重。因此， 埋地钢管必须采取切实可行的防腐措施， 以确保管道安全运行并 延长其使用寿命。要想做好埋地钢管的防腐工作，首先，要从其根源入手，弄 清埋地钢管的腐蚀原因，抓住病

2、因，从而，对症下药，才能收到 更好的效果。1 埋地钢管的腐蚀原因：电化学腐蚀： 由于管道各部位的金相组织结构不同， 表面粗 糙度不同， 以及做为电解质的土壤其物理化学性质不均匀， 使得 部分区域的金属容易被电离形成阳极区； 而另一部分金属不容易 电离，相对来说电位较正，这部分成为阴极区。电子由电流较低 的阳极区沿着管道流向电位较高的阴极区，再经电介质（土壤） 流向阳极区， 而腐蚀电流从高电位流向低电位， 即从阴极区沿钢 管流向阳极区，再经电解质（土壤）流向阴极区。在阴极区，电 子被电解质（土壤）中能吸收电子的物质（离子、分子）吸收， 使金属失去电子被氧化造成腐蚀，其电化学方程式为：以上三个环节

3、相互联系， 缺一不可。 只要腐蚀电流不断从阳 极区通过土壤流向阴极区， 腐蚀就会不断进行， 直至金属管道造 成穿孔。杂散电流腐蚀： 由于外界各种电器设备接地或漏电， 土壤中 经常会形成杂散电流，其中对埋地钢管危害最大的就是直流电。 其腐蚀原理和电化学腐蚀的原理相同， 只不过是有杂散电流的参 与，使管道的某一范围内产生电位差，行成阴极区和阳极区，并 通过土壤形成回路， 造成管道局部金属发生电化学反应， 失去电 子，被氧化，腐蚀形成。细菌腐蚀： 土壤中的微生物、 细菌对埋地管道的腐蚀与土壤的PH值有关，实验证明，土壤的PH值在5.5-8.5时细菌即能大 量繁殖，而好氧细菌在土壤 PH值不大于2时繁

4、殖十分旺盛，它 的代谢产物是酸性物质， 容易与埋地钢金属管道表面接触后产生 化学反应，造成钢金属管道腐蚀。2 防腐方法：了解了以上几种常见的埋地钢管的腐蚀原因及其特点后， 经 过长期的实践经验的积累， 我国现阶断所采取的埋地钢管防腐主 要方法有以下几种：绝缘层防腐法：主要采用石油沥青，环氧煤沥青，聚乙烯热 塑涂层等防腐绝缘材料。其主要原理就是使金属管道外加涂层，避免金属管道与土壤中的电解质和细菌以及杂散电流的接触， 从而不受腐蚀。石油沥青涂层防腐分为三个等级：普通等级：沥青 底漆沥青玻璃布沥青玻璃布沥青外 保护层；（每层沥青厚度不小于1.5mm总厚度不小于4.0mm。） 加强级防腐为： 沥青底

5、漆沥青玻璃布沥青玻璃布沥青玻璃布沥青外保护层；特加强级防腐为：沥青底漆沥青玻璃布沥青玻璃沥青玻璃布沥青玻璃布沥青外保护层。此方法工艺复杂，涂膜强度差，劳动强度大，严寒地区不宜施工，质 量不稳定。 所以， 我国现阶断一般采用环氧煤沥青涂层的绝缘层 防腐法，它也分为三个等级：普通级：底漆一一面漆一一玻璃 布两层面漆；加强级：底漆面漆玻璃布面 漆玻璃布两层面漆； 特加强级： 底漆面漆玻璃 布面漆玻璃布面漆玻璃布两层面漆。 而聚 乙烯热塑涂层由于加工成本高， 工艺复杂等条件限制极少为大口 径、长距离燃气管道所采用。电保护防腐法： 是指根据电化学腐蚀原理， 使埋地金属管道 全部成为阴极而不被腐蚀， 故又

6、称阴极保护法。 阴极保护法通常 与绝缘层防腐法同时使用， 一旦绝源层被破坏， 电保护法也就无 法正常发挥作用了。 电保护法通常分为牺牲阳极保护法及外加电 源阴极保护法和强制排流保护法三种。牺牲阳极保护法：原理：利用电位比钢（铁）管负的金属与 被保护钢（铁）管道相连，在做为电解质的土壤中形成原电池， 电极电位较高的钢（铁）管道成为阴极，电流不断从电极电位较 低的阳极通过电解质（土壤）流向阴极，从而使管道得到保护。 通常利用电极电位比钢铁负的金属做为牺牲阳极材料，如：镁、 铝、锌及其合金等。 使用牺牲阳极保护法时应注意牺牲阳极与土 壤之间的接触达到最小，被保护金属管道应有很好的防腐绝缘 性，并与不

7、被保护的管道有很好的绝缘性， 土壤电阻率过高或穿 越水域时不宜采用。外加电源阴极保护法： 利用直流电源， 负极与被保护金属管 道连接，使其对土壤造成负电位，成为阴极；正极与废钢材、石 墨、高硅铁等接地阳极连接。 电流从正极通过导线流入接地阳极， 再经过土壤流入被保护金属管道， 再由管道经导线流回负极。 整 个金属管道成为阴极， 与接地阳极构成腐蚀电池， 接地阳极不断 失去电子受到腐蚀， 而金属管道则受到保护。 使金属管道得到保 护的最低电位称为最小保护电位， 反之为最大保护电位。 电位过 小则起不到保护作用，当电位过高时，会使管道防腐层剥离，因 此必须把保护电位控制到一定安全范围内。 工程上一般以硫酸铜 为参比电极，把电位控制在-0.8V-1.2V之间。由于各种条件 制约，目前，一台外加电源阴极保护设备一般能有30KM40KM的保护半径。强制排流保护法： 直接用导线将金属管道与产生杂散电流的 直流电电源负极相连接， 使杂散电流不经过土壤而由导线单向流回电源的负极，达到保护金属管