摘要：天然气是我们生活中常用的一种能源，燃气管道深埋在地下，地下环境复杂，土壤潮湿，管道常年在这种环境中很容易产生腐蚀现象。另外，随着生活、生产废水以及生活垃圾的逐渐增多，地下环境污染严重，加速了地下燃气管道生锈和腐化的现象。燃气管道腐蚀主要表现为穿孔、断裂等，这样不仅影响天然气的正常输送，同时也会给带来巨大的安全隐患。为此，燃气管道防腐工作亟待加强。
关键词：燃气管道；防腐施工；技术方法
引言
目前，燃气应用广泛，大量的燃气需要采用管道的形式输送到千家万户，而地下埋置的管道和管线数量明显增多，管道长期埋置在地下，与水和土壤发生反应，容易产生化学腐蚀问题，因此，必须定期对燃气管道进行检查和更换，否则会对管网的运行和使用年限造成重大的影响。严重时还会引起爆炸、火灾等灾害，给人民生命财产安全带来严重的损失。
一、管道腐蚀的类型
管道防腐是一个综合性的问题，也是世界性难题，管道在复杂环境中长期运营，势必会出现腐蚀问题，而管道腐蚀常见的类型分为内壁腐蚀和外壁腐蚀，下面我们简要分析。
1、内壁腐蚀
内壁腐蚀问题的主要原因是输送管道在输送天然气过程中，因为天然气中含有水分，会形成一层亲水膜，容易产生电化学腐蚀情况；燃气中有硫化氢、氧、二氧化碳等一些化学物质，对燃气管道的内壁产生腐蚀作用。其与管道金属接触后会发生化学反应形成化学原电池，进而腐蚀管道内壁。再加上天然气本身含有腐蚀性化学物质，会加剧管道内壁腐蚀速度。
2、外壁腐蚀
外壁腐蚀一般发生在管道架空或者埋地，而埋地管道地下环境复杂，容易产生化学腐蚀和电化学腐蚀。当钢管埋入地下后，其会发生化学腐蚀，管壁均匀变薄，这对燃气管道的穿孔影响并不大，然而电化学腐蚀产生的局部腐蚀造成管道表面凹凸不平以致穿孔带，来严重的危害。
二、腐蚀分类
1、空气腐蚀
燃气管道在空气中，与水蒸汽、氧气等污染物发生一系列的化学作用，形成的锈蚀现象。
2、燃气自身杂质腐蚀
由于天然气中残存的水分和酸性气体造成的类似原电池的电化学反应和破坏金属晶格的化学反应。这两种反应都造成管壁疏松、脱落以致穿孔，不能再承受压力和输送天然气。
3、流速冲刷腐蚀
在气体流速较高时，由于腐蚀产物被直接冲击的气流带走，新的金属面不断裸露，从而加速了腐蚀。
三、防腐途径及各途径所采用的防腐方法
1、采用耐腐蚀的管材
管道材料的选择直接影响管道防腐效果，管道材料决定了管道了质量，所以，通过使用抗腐蚀性强的材料，能够直接提高管道的防腐性能，并延长管道的使用寿命。我们常见的管道材料有PE管、铸铁管、玻璃管以及一些非金属管道都具有较强的抗腐蚀性。聚乙烯PE管是目前我国燃气工程中较为常见的一种热塑性工程材料，与其它金属材料相比，它具有更强的耐腐蚀性能。
2、非金属涂层和包覆层法
通常来说天然气传输管道都是铺设在地底下的，所以要长期的和土壤接触，而土壤内都含有很多的微生物，这也是造成腐蚀的主要因素，加上土壤的环境给电化学反应提供了很多条件，因此金属管道会受到腐蚀，我们通常对于地下管道的防腐方式都是采用非金属涂层和包覆的方法，让管道和土壤之间形成一道绝缘层。
3、阴极保护法
阴极保护法是从管道的外部给一定量的直流电流，由于输水管道上电流的作用，金属管道表面上的不均匀电位被消除，使其不能产生腐蚀电流，从而达到保护金属不受腐蚀的目的。阴极保护法又分为外加电流法和牺牲阳极法两种。新建的大口径埋地燃气管道必须采用防腐层辅以阴极保护(联合保护)的腐蚀控制系统，且管道运行期间阴极保护不应中断；在役埋地管道(仅有防腐层)应逐步追加阴极保护。
（1）加电流法
外加电流法是通过外部的直流电源装置把必要的防腐电流经埋在地下的电极(阳极)流入金属管道的一种方法。所用的直流电源，通常都是交流电源经整流后得到的，而所用的阳极必须是非溶性物质，如石墨、高硅铸铁等。将阳极埋在地下，周围填充焦炭或炭末等，以降低接地电阻，并扩散产生氧气。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在电极更换较方便的地方，可以使用旧钢管、旧钢轨等较大尺寸的电极。这种方法所用的整流装置由硅整流器和活动电阻组成，也有用恒压稳流器方式的。后者的工况要好些，但价格较高。另外，使用非溶性阳极时，可作为永久性的防蚀措施，除电费外无其他费用。这种方法的缺点是对其他地下管道也会造成一定的影响，即可使其某个地方变为阳极，因此在市区管道相距较近的地区不宜使用。
（2）牺牲阳极法
牺牲阳极法是用比被保护金属管道电位低的金属材料做阳极，和被保护金属连接在一起，利用两种金属之间已有的电位差产生防蚀电流的一种防腐方法。阳极随着流出的电流而逐渐消耗，所以称之为牺牲阳极。这种阳极消耗较快，安设位置必须便于更换。低电位金属材料有镁、镁合金、纯锌、锌合金、铝合金等，一般采用镁合金较多。这种方法的优点是施工简易，设备费用低；缺点是电压低而不能调整，阳极必须定期更换。使用外加电流保护必须使用得当。如果电压相差太大，由于电流分解了土壤中的地下水，产生了氢气，可将管身保护层破坏，反起副作用。
四、城市燃气管道工程中两种防腐措施的结合
在地下燃气管道防腐上要注意多种防腐措施的结合，一方面采用PE夹克管能够有效避免管道与外部土壤的直接接触，更好的对管道起到保护作用，防止管道被腐蚀。另一方面采用牺牲阳极的方法防止管道被地下电化学腐蚀。两种防腐方法相结合，能够更好的防止燃气管被腐蚀。在目前的阳极材料采用上，主要有镁、铝和锌。在具体的选择材料上，要根据施工前对土壤的研究分析来做决定，主要是根据土壤腐蚀的能力，土壤受到腐蚀时主要会表现出土壤电阻率方面的变化。因此，可以通过对土壤电阻率的分析来了解具体的土壤腐蚀程度，判断土壤的腐蚀能力。
1、PE夹克管施工
（1）PE夹克管优势：PE夹克管与传统的防腐措施相比有两方面的优势。首先，除锈方法不同于传统人工除锈，而是采用机械代替人工除锈，避免了人工除锈操作难、除锈责任心不强等问题，使除锈更彻底、更全面。其次，在胶带缠绕上用机械代替施工人员，能够使胶带与管道高度贴合，防腐效果更好。（2）施工检查：PE夹克管的防腐原理是在原有的管道上包聚乙烯防腐层，一般的夹克管都是包有三层防腐层的钢管。但是由于聚乙烯防腐层很容易刮伤受损，特别是在运输和保存的过程中容易导致防腐层破损。因此，要求施工人员在管道施工之前对管道细致察看，确定好管道没有破损再放入管道沟中，一旦发现管道有伤痕，应当采用补伤胶带等对损坏处进行修补，避免管道在后期的使用中被腐蚀（3）管道焊接：在对夹克管焊接之前，应当先采用聚乙烯防腐层对其两端进行保护，这样有利于焊接。在对接管道的焊接上，在对接处要采取防腐措施。焊接工作要建立在管道已经采取过机械除锈，没有锈迹的基础上。
2、牺牲阳极施工要点
（1）在牺牲阳极施工之前，要对施工地点做相应的调查，察看施工沿线的地下土壤情况，了解土壤成分，分析土壤的腐蚀性。安置阳极材料，要注意附近是否有交流电，防止阳极材料被交流电干扰而产生极性转换。管道的铺设和阳极材料安放都应当绕开不平坦的地区。（2）阳极材料安装时，要检查材料与管道之间的位置，禁止在材料与管道之间存在其他金属。（3）为了防止电接触现象的发生，在施工时，一定要做好相关管道之间的防漏电工作，特别是燃气管道如果不做绝缘措施很可能造成安全隐患。（4）为了防止破坏PE夹克管，给夹克管上面的防腐层造成缺口，应该选取没有防腐层的管端裸管作为连接点，连接管道和牺牲阳极。焊接过后，要用溶液将焊接点清洗做全面的清理。（5）牺牲阳极与管道的焊接应当采用铝热进行焊接，焊接过后为避免焊接点受到腐蚀应当对焊接点采取防腐措施，连接点四周也需要采取相应的防腐措施，主要采用牛油胶布等防腐材料。
（6）完成施工前，通过对阳极坑注水保证填料包内有充足的水分，最后进行填土。
3、室内以及架空燃气管道的防腐技术
大部分燃气管道都是埋在地下，但站内管道是架空铺设的，对于室内以及架空铺设的管道也应及时进行防腐处理。由于每个家庭的环境不同，所以管道锈蚀情况各异，经常通风干燥的环境中，管道锈蚀情况较轻，如果室内潮湿，管道锈蚀情况会相对严重，这也与各地气候条件有关。室内和架空燃气管道防腐中，可以对管道穿越楼板或穿墙的地方使用3PE防腐，并且要使用套管加强防腐，并对防水方式的制作加强了要求：作防水试验，从根本上消除了此类问题的发生。
结语
地下土壤腐蚀能力较强，燃气管道在铺设后如果不加强定期的检查与维护，管道腐蚀问题很容易引起安全事故，影响管道的运行和使用寿命。为了加快我国天然气管道建设速度，提高建设质量，应选择高性能、抗腐蚀性强、减阻效果好的管道材料，并采取科学的防腐措施，最大限度的降低腐蚀问题的发生；在条件许可的情况下尽量采用聚乙烯PE管材料，避免地下管道的防腐问题。
参考文献
[1]石仁委,龙媛媛,编著.油气管道防腐蚀工程[M].中国石化出版社,2008.
[2]赵欣.燃气管网信息系统的应用[J].科技资讯.2014(32).
[3]袁轩.天然气管道常用材料的选用[J].科技创新导报.2014(35).
[4]王恩林,徐春国,阮吉斐.燃气管道定期检验的必要性探讨[J].能源与环境.2014(03).
论文作者:邓积虎
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/8
标签：管道论文; 阳极论文; 燃气论文; 土壤论文; 材料论文; 地下论文; 电流论文; 《基层建设》2017年第23期论文;