深圳燃气管线的腐蚀与防护设计讲解

1、深圳燃气管线的腐蚀与防护设计摘要：介绍了燃气管线的腐蚀原因与特点。常用涂层及其特点重要考虑因素。埋地管网是现代化城市必不可少的神经和血管。适当的防腐设计是确保其安全 平稳运行的先决条件。因而越来越引起人们的重视。1腐蚀原因与特点埋地管网的腐蚀通常包括四大类，微电池腐蚀、宏电池腐蚀、微生物腐蚀、杂 散电流腐蚀。微电池腐蚀的成因在于钢管微观金相结构的不均匀，其腐蚀形态 为均匀减薄，只需在设计时考虑足够的钢管壁厚裕量即可，通常不会造成大的 损失。宏电池腐蚀的成因则是由于管线穿越不同类型的地质 ( 如粘土和回填渣 土) ，沿线土壤透气性等物理化学参数有较大变化，导致管段两端存在明显的电 位差异，造成的

2、电化学腐蚀。其腐蚀形态是在阳极区生成局部麻坑、是管线穿 孔泄漏的重要原因。微生物腐蚀则是土壤中的部分菌类参与腐蚀进程，如硫酸 盐还原菌可将硫酸根还原为硫根、促成钢管的腐蚀、其通常发生于特定的土壤 ( 如密实粘土 ) 。杂散电流腐蚀是由于管网沿线地铁或电车的泄漏电流以管线作 为回流通路，导致流出点的局部坑蚀。除微电池腐蚀外，其余三类腐蚀都可以 通过连续致密的外涂层切断钢管与土壤间的电接触，得到有效的控制。与埋地长输管线相比燃气管线有着自己的特点，其防腐设计应充分加以考虑。(1) 其管径通常较小，长度也较短，因而工程造价经济性的考虑可适当降低。(2) 管线周边往往有其它市政管道，操作空间较狭窄，不

3、便于大型自动化机械的 展开，手工操作工效低，质量保证相对困难。(3) 管线位于市区，环境保护的要求严格。(4) 直接关系居民生活和社会稳定，管线投运后维修困难。(5) 管线事故可能导致严重的人身安全事故，其防护要求较高。(6) 管线上各种附件 ( 如弯头、三通、阀门和管件 ) 很多、不便于流水作业。2常用涂层及特点早期埋地管线防腐基本上是沥青类的一统天下， 随着化学工业的进步和管线向 恶劣地带的延伸，涂层 经历了从天然到合成、从热塑到热固的发展历程，环 氧煤沥青、胶带、夹克、环氧粉末先后进入工业防腐 领域。为防腐设计提供了 广阔的选择空间，使我们可 根据不同的工况选择相应的防腐方案，达到最佳的

4、 投 入产出比。21 沥青类涂层 沥青类涂层包括石油沥青和煤沥青，我国和东欧 多采用石油沥青，西方国家多 采用煤沥青。施工时将 熔融的沥青与加强物 （如玻璃布 ）交替缠敷，形成多 层 厚涂层。其优点是价格低廉，施工工艺成熟，缺点 足粘结力差，环境污染严 重、适用于地质条件相对较 好、土壤电阻率较高的旷野。22 环氧煤沥青涂层为改善其粘结力和减轻环境污染，在沥青中加入 环氧树脂就制成了环氧沥青涂 料。其与玻璃布共同形 成的环氧煤沥青涂层较好满足了燃气管线防腐的需要， 成为北京、天津燃气管线的主流涂层。其缺点在于施 工麻烦、周期长，人为和 环境影响因素较大。适用于 地质条件较为复杂，土壤电阻率中等

5、的燃气短管段 和 附件。23 胶带胶带是由聚乙烯单面涂敷胶粘剂而成，施工时直 接缠绕在钢管表面。其突出特 点是施工简便，无污染，涂层较薄、强度低。工厂预制的涂层质量均匀可靠、 但 在运输过程中注往发生较多破损、现场缠绕的胶带则 张力不均在所难免、 使搭接部分粘结不牢，导致水份渗入。我国七十年代在某长输管线首次使用 时、外加 电流阴极保护电位无法达标此后再没有长输管线使 用。而其在深 圳、广州等燃门守线亡有较多应用、们 防腐效果个甚理想。胶带适用于地下 水位较低且土制 较好的场合。24 夹克夹克足在钢管外热挤除一层聚乙烯壳，形成复合管。厚实连续的夹克具有极好 的物理化学性能，可适合各种恶劣的环境

6、条件。其只能在工厂预制，防腐质量 基本不受人为影响、其缺点在于夹克和钢管间热膨胀系数差异较大、当管内介 质温度波动时造成二者相对错动、严重时发牛夹克破损。对十温度波动极小的 燃气管线。其影响个大。央克防腐的另一缺点是其对阴极保护电流屏蔽严重， 对于不采用外加电流的燃气管线，这也不成为问题。对燃气管线来说、影响夹克防腐效果的足补口和管件必须选用其他材料，日前 应用较好的是电融套或热收缩材料、电融套价格偏高、热收缩材料要求较高的 操作技巧。25 环氧粉末涂层环氧粉末是新型的热固涂料。其涂层很薄，但物理化学性能优异。且对阴极保 护电流无屏蔽，从而成为西方国家长输管线的首选涂层。与夹克相比，其抗冲 击

7、磨损能力稍差，燃气管线通常不采用外加电流阴极保护，故其主要应用在油 田、燃气管线上应用很少。26 复台涂层 针对夹克和粉末各自的长处、近年来长输管线涂层开始向复合结构发展，具有代表性的是以环氧粉末为胶粘剂粘结夹克，我国陕北至北京的天然气管线就采 用了这种结构。由于造价昂贵。近期不太可能用于市政燃气管线。3 防腐设计建议涂层选用的主要考虑因素是技术可靠和经济合理，鉴于燃气管线的特点、其技 术可靠尤为重要。甚至可在一定程度上牺牲经济合理、也要确保技术可靠。技术可靠包含两方面的内容、一是建设时期的可靠性，建设时环境、气候、土 壤等因素都对涂层的最终性能有重要和直接的影响。所设计的涂层应能在管线 建设

8、的具体条件下保证连续完好，才能达到涂层的 用论性能。二是充好涂层的 理论寿命满足管线运行条 件下的设计寿命要求，即建设时达到理论性能指标的 涂层。能在管线设计寿命期内完好。另外需加以注意 的是涂层现场操作时必须 满足环保要求。根据我国国情、在设计时除了考虑涂层的理论性 能指标外、更需注意减轻所选 材料和工艺对人为冈素 的依赖、要尽可能向自动化预制化靠拢、使涂层实际 指标能达到要求。经济合理也要从两个方面加以考虑、一是管线建 设时的一次投资，二是管线投 运后的维护费用。考虑 到管线通常位于市区其维护维修比较困难，费用相 当高，在设计时应适当加大一次投资。以减少管线日 常维修工作量。对于深圳燃气管

9、线的防腐设计，提出以下建议：(1) 深圳地处沿海、地下水位和含盐量都较高，土 壤腐蚀性中等偏强、海边滩 涂更是强腐蚀区、选用夹 克是一种较好的方案。根据深圳土质情况、一般可采 用普通级。在石方地段可采用加强级。现场补口一般 可采用热收缩材料。对位 于人口稠密的地段和重要机 关附近的管段可采用电融套。管件防腐可采用特强 级 环氧煤沥青涂层。(2) 对位于人 1 稠密的地段和重要机关附近的管 段、应加埋牺牲阳极、根据深 圳土壤电阻率情况、一 般可采用锌阳极、在土壤电阻率特别高的地段，可考 虑采用镁阳极。沿线管段产生腐蚀、应未雨(3) 深圳即将建设地铁，杂散电流很可能会对地铁 绸缪，提前作好排流准备。(4) 经过十多年的运行、部分在役管段已进入事故 多发期。应建立定期巡检制 度，测定管地电位和涂层 电阻率、建立