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[摘要] 分析了埋地钢管的腐蚀因素及腐蚀类型,并对相应的防腐设计方法进行了探讨。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，越来越引起人们的重视。
[关键词] 天然气 埋地钢管 腐蚀 防腐措施
1、引言
目前随着人们环保意识的提高，世界需求干净能源的呼声高涨。而天然气作为一种干净、高效、方便的清洁型能源，它的开发和利用具有明显的经济效益和社会效益。近几年，银川市政府为创建一个天更蓝、水更清的环保型现代化城市，大力推广天然气的开发与利用。为满足城市对天然气的需求，需要建设一个庞大的埋地输气管网。现在常用的输气管道是钢管和PE管，而使用最多的就是钢管，主要类型有无缝钢管、螺旋钢管和直缝钢管。有数据表明，如果埋地钢管不采取防腐措施，一般2~3年就会腐蚀穿孔，如果采取合理的防腐措施，使用寿命可达30年以上。另外，如果不采取合理的防腐措施保证钢管的安全使用，就会发生因腐蚀穿孔导致的天然气泄漏事故，严重威胁人民的生命财产安全。例如2004年5月29日19时45分，四川省泸州市纳溪区安富城区丙灵路17幢居民楼—1层发生一起压力管道爆炸重大事故，造成5人死亡，1人重伤，34人轻伤，直接经济损失150万元，而事故的直接原因是钢管腐蚀穿孔引起天然气泄漏。而在银川市，近几年也发生了几起因钢管腐蚀穿孔引起的天然气泄漏事故，因发现及时，处理及时而未造成大的安全事故，但也应引起我们的高度重视。所以，做好天然气管道的防腐工作是非常必要的。
2、埋地钢管的腐蚀类型和影响因素
腐蚀是金属材料在周围介质的作用下发生破坏的现象。根据腐蚀的机理，腐蚀主要分化学腐蚀和电化学腐蚀。对于埋地钢管，危害较大的是电化学腐蚀，其腐蚀类型根据腐蚀原因不同有所区别，我们在设计防腐方案时要根据腐蚀类型及因素采取相应的防腐措施。
2.1埋地钢管的腐蚀类型
根据银川市自然条件分析，对于埋地管道，其腐蚀类型主要有微电池腐蚀、宏电池腐蚀、微生物腐蚀和杂散电流腐蚀。微电池腐蚀的成因在于钢管微观金相结构的不均匀，且天然气中残存的水分、O2、H2S、CO2等酸性气体造成的类似于原电池的电化学反应，造成金属腐蚀，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埋地电网的泄漏电流以管线作为回流通路，导致流出点的局部坑蚀。
2.2腐蚀的主要影响因素
从造成金属腐蚀的因素分析，主要与管道的材质、组织结构的均匀性、包含杂质的种类、数量、焊缝熔渣和机械加工残余应力有关，还与土壤性质、电阻率、PH值、含水量、微生物、杂散电流、干扰电流有关。在上述因素综合作用下，埋地钢管的腐蚀速度可用下式表示：ū=(A/nF)ia*104，式中：
ū：金属的腐蚀速度，g/(m2.h)；
A：金属的克原子量，g（在数值上等于原子量）；
n：金属的价数；
F：法拉第常数，F=26.8A.h；
ia：阳极电流密度，A/cm2。
从上式可以看出，形成腐蚀电池的电流强度越大，金属腐蚀速度越快，反之亦然。因此，采取的金属防腐措施应能有效的防止形成腐蚀电池或降低形成腐蚀电池后的电流强度。
3、埋地钢管的防腐设计
为防止埋地钢管被腐蚀，发生天然气泄漏事故，在进行天然气工程设计时就应考虑防腐蚀措施，这主要从选材、工艺设计及防腐蚀方法上进行选择。
3.1选材
根据《城镇燃气设计规范》的要求合理选择符合国家标准的材料，对于城市中低压埋地钢管，选用Q—235B型的钢管即可满足要求。但为了加强城市天然气中低压管网的安全运行，天然气公司现一般选用Q—235A的钢管作为埋地钢管的主要材料。同时可选用PE管替代钢管作为城市中低压天然气输送系统的材料，因为PE管具有防化学腐蚀的特点，可有效的预防因腐蚀而发生的天然气泄漏事故。
3.2工艺设计
由于银川市地下水位和含盐量都较高，土壤腐蚀性中等偏强，根据银川市土质情况、一般采用加强级防腐。对天然气埋地钢管进行工艺设计时，应根据钢管通过地域的环境、气候、土壤等因素进行充分考虑天然气埋地钢管的工艺布置路线。同时严格遵守《城镇燃气设计规范》的相关要求，保证天然气埋地钢管与其它管线的安全间距，尤其是与电力电缆、通信电缆及其附属设施的安全间距，防止发生杂散电流腐蚀。在选择优化的工艺路线的同时，要根据实际情况采取相应的防腐措施。
3.3防腐方法
3.3.1管道内壁涂敷和外壁绝缘层防腐
为加强天然气管道的防腐蚀保护，除要求出井天然气需经脱硫、脱水等一系列净化工艺进行处理，满足国家标准方可进入长输管线，输送到各门站。还可以在天然气管道内表面采用静电粉末喷涂技术覆盖一层环氧树脂，防止钢管内表面腐蚀。对于钢管外表面，可采用绝缘层防腐法进行防腐，其作用主要是利用绝缘层切断钢管与土壤间的电接触。绝缘层防腐要根据管道所处地域的地形、地貌、地质状况正确选择合理的防腐蚀材料。目前常用的有石油沥青、环氧煤沥青、煤焦油瓷漆等。综合银川市的地质条件特点及防腐成本，银川市埋地天然气管道现选用环氧煤沥青作为绝缘层防腐材料。采用加强级防腐，即加工绝缘层时环氧煤沥青的等级及结构是底漆—面漆—玻璃布—面漆—玻璃布—两层面漆。
3.3.2电化学保护法
电化学保护法通过改变金属在电解质溶液中的电极电位，以实现防腐。有阳极保护和阴极保护两种。阴极保护是将埋地钢管作为腐蚀电池的阴极，从而使其不遭受腐蚀，又分为外加电源阴极保护法和牺牲阳极阴极保护法。银川市现有的天然气埋地钢管采用的是牺牲阳极阴极保护法，采用锌或镁作为阳极。由于锌、镁比铁活波，形成腐蚀电池时，锌作为阳极，钢管作为阴极，可以很好的保护钢管不被腐蚀。
4、结束语
天然气埋地钢管的防腐设计涉及到千家万户的安全与幸福，容不得一丝马虎。我们因根据不同的地质状况、土壤性质、含水量等诸多因素，选用不同的管材、防腐蚀材料、防腐蚀系统，以达到可靠、合理、经济的目的，同时加强管网定期巡检工作，防患于未然，确保天然气管网安全运行。
参考文献：
[1] 张志宇，段林峰.化工腐蚀与防护[M].化学工业出版社，2005.
[2] 赵文德.石油天然气管道腐蚀与防护[J].化学工程与装备，2009.7.
[3] 王晓明，冯艳艳.浅议天然气输送管道的腐蚀与防护[J].中国集体经济.上2008,5.
[关键词] 天然气 埋地钢管 腐蚀 防腐措施
1、引言
目前随着人们环保意识的提高，世界需求干净能源的呼声高涨。而天然气作为一种干净、高效、方便的清洁型能源，它的开发和利用具有明显的经济效益和社会效益。近几年，银川市政府为创建一个天更蓝、水更清的环保型现代化城市，大力推广天然气的开发与利用。为满足城市对天然气的需求，需要建设一个庞大的埋地输气管网。现在常用的输气管道是钢管和PE管，而使用最多的就是钢管，主要类型有无缝钢管、螺旋钢管和直缝钢管。有数据表明，如果埋地钢管不采取防腐措施，一般2~3年就会腐蚀穿孔，如果采取合理的防腐措施，使用寿命可达30年以上。另外，如果不采取合理的防腐措施保证钢管的安全使用，就会发生因腐蚀穿孔导致的天然气泄漏事故，严重威胁人民的生命财产安全。例如2004年5月29日19时45分，四川省泸州市纳溪区安富城区丙灵路17幢居民楼—1层发生一起压力管道爆炸重大事故，造成5人死亡，1人重伤，34人轻伤，直接经济损失150万元，而事故的直接原因是钢管腐蚀穿孔引起天然气泄漏。而在银川市，近几年也发生了几起因钢管腐蚀穿孔引起的天然气泄漏事故，因发现及时，处理及时而未造成大的安全事故，但也应引起我们的高度重视。所以，做好天然气管道的防腐工作是非常必要的。
2、埋地钢管的腐蚀类型和影响因素
腐蚀是金属材料在周围介质的作用下发生破坏的现象。根据腐蚀的机理，腐蚀主要分化学腐蚀和电化学腐蚀。对于埋地钢管，危害较大的是电化学腐蚀，其腐蚀类型根据腐蚀原因不同有所区别，我们在设计防腐方案时要根据腐蚀类型及因素采取相应的防腐措施。
2.1埋地钢管的腐蚀类型
根据银川市自然条件分析，对于埋地管道，其腐蚀类型主要有微电池腐蚀、宏电池腐蚀、微生物腐蚀和杂散电流腐蚀。微电池腐蚀的成因在于钢管微观金相结构的不均匀，且天然气中残存的水分、O2、H2S、CO2等酸性气体造成的类似于原电池的电化学反应，造成金属腐蚀，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埋地电网的泄漏电流以管线作为回流通路，导致流出点的局部坑蚀。
2.2腐蚀的主要影响因素
从造成金属腐蚀的因素分析，主要与管道的材质、组织结构的均匀性、包含杂质的种类、数量、焊缝熔渣和机械加工残余应力有关，还与土壤性质、电阻率、PH值、含水量、微生物、杂散电流、干扰电流有关。在上述因素综合作用下，埋地钢管的腐蚀速度可用下式表示：ū=(A/nF)ia*104，式中：
ū：金属的腐蚀速度，g/(m2.h)；
A：金属的克原子量，g（在数值上等于原子量）；
n：金属的价数；
F：法拉第常数，F=26.8A.h；
ia：阳极电流密度，A/cm2。
从上式可以看出，形成腐蚀电池的电流强度越大，金属腐蚀速度越快，反之亦然。因此，采取的金属防腐措施应能有效的防止形成腐蚀电池或降低形成腐蚀电池后的电流强度。
3、埋地钢管的防腐设计
为防止埋地钢管被腐蚀，发生天然气泄漏事故，在进行天然气工程设计时就应考虑防腐蚀措施，这主要从选材、工艺设计及防腐蚀方法上进行选择。
3.1选材
根据《城镇燃气设计规范》的要求合理选择符合国家标准的材料，对于城市中低压埋地钢管，选用Q—235B型的钢管即可满足要求。但为了加强城市天然气中低压管网的安全运行，天然气公司现一般选用Q—235A的钢管作为埋地钢管的主要材料。同时可选用PE管替代钢管作为城市中低压天然气输送系统的材料，因为PE管具有防化学腐蚀的特点，可有效的预防因腐蚀而发生的天然气泄漏事故。
3.2工艺设计
由于银川市地下水位和含盐量都较高，土壤腐蚀性中等偏强，根据银川市土质情况、一般采用加强级防腐。对天然气埋地钢管进行工艺设计时，应根据钢管通过地域的环境、气候、土壤等因素进行充分考虑天然气埋地钢管的工艺布置路线。同时严格遵守《城镇燃气设计规范》的相关要求，保证天然气埋地钢管与其它管线的安全间距，尤其是与电力电缆、通信电缆及其附属设施的安全间距，防止发生杂散电流腐蚀。在选择优化的工艺路线的同时，要根据实际情况采取相应的防腐措施。
3.3防腐方法
3.3.1管道内壁涂敷和外壁绝缘层防腐
为加强天然气管道的防腐蚀保护，除要求出井天然气需经脱硫、脱水等一系列净化工艺进行处理，满足国家标准方可进入长输管线，输送到各门站。还可以在天然气管道内表面采用静电粉末喷涂技术覆盖一层环氧树脂，防止钢管内表面腐蚀。对于钢管外表面，可采用绝缘层防腐法进行防腐，其作用主要是利用绝缘层切断钢管与土壤间的电接触。绝缘层防腐要根据管道所处地域的地形、地貌、地质状况正确选择合理的防腐蚀材料。目前常用的有石油沥青、环氧煤沥青、煤焦油瓷漆等。综合银川市的地质条件特点及防腐成本，银川市埋地天然气管道现选用环氧煤沥青作为绝缘层防腐材料。采用加强级防腐，即加工绝缘层时环氧煤沥青的等级及结构是底漆—面漆—玻璃布—面漆—玻璃布—两层面漆。
3.3.2电化学保护法
电化学保护法通过改变金属在电解质溶液中的电极电位，以实现防腐。有阳极保护和阴极保护两种。阴极保护是将埋地钢管作为腐蚀电池的阴极，从而使其不遭受腐蚀，又分为外加电源阴极保护法和牺牲阳极阴极保护法。银川市现有的天然气埋地钢管采用的是牺牲阳极阴极保护法，采用锌或镁作为阳极。由于锌、镁比铁活波，形成腐蚀电池时，锌作为阳极，钢管作为阴极，可以很好的保护钢管不被腐蚀。
4、结束语
天然气埋地钢管的防腐设计涉及到千家万户的安全与幸福，容不得一丝马虎。我们因根据不同的地质状况、土壤性质、含水量等诸多因素，选用不同的管材、防腐蚀材料、防腐蚀系统，以达到可靠、合理、经济的目的，同时加强管网定期巡检工作，防患于未然，确保天然气管网安全运行。
参考文献：
[1] 张志宇，段林峰.化工腐蚀与防护[M].化学工业出版社，2005.
[2] 赵文德.石油天然气管道腐蚀与防护[J].化学工程与装备，2009.7.
[3] 王晓明，冯艳艳.浅议天然气输送管道的腐蚀与防护[J].中国集体经济.上2008,5.