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摘要：燃气管道是城市重要的地下基础设施之一，它具有不占空间、隐蔽性好和不易损坏等优点，在市政建设中得到了广泛应用。输气管道随着埋设年代久远，管道防腐层也会逐年老化。而外防腐层的老化、破损又会加速管体的腐蚀，若腐蚀严重则可能导致漏气，形成严重的安全隐患。为保障管网输送能力，确保输配管网安全运行，必须有一套完整的行之有效的外腐蚀防护的解决方案。本文介绍了腐蚀原因与特点，谈了燃气管道防腐层施工方法。
关键词：燃气管道；防腐层；施工
管道防腐方法可分为两大类：金属或非金属覆盖的防腐蚀法和电化学防腐蚀法。在金属表面覆盖一层电位低于管材本身的金属，叫做金属覆盖法，覆盖一层绝缘性强的非金属物质，加强管身与外管的绝缘性，叫做非金属覆盖法。大口径钢管的外防腐处理，一般在管外用绝缘材料做一层保护层，以隔绝钢管与其周围土壤中的电解质接触，使其形不成腐蚀电池现象，这样就可达到防止管道腐蚀的目的。
一、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。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；管线周边往往有其它市政管道，操作空间较狭窄，不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；管线位于市区，环境保护的要求严格；直接关系居民生活和社会稳定，管线投运后维修困难；管线事故可能导致严重的人身安全事故，其防护要求较高；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。
二、燃气管道防腐层施工方法
1.绝缘层防腐法。管道外包扎绝缘层可以将管道与作为电解质的土壤隔开，并增大管道与土壤间的电阻，从而减小腐蚀电流，达到防腐的目的。对绝缘防腐层的基本要求如下：应有良好的电绝缘性，耐击穿电压强度不得低于电火花检测仪检测的电压标准；应有良好的防水性和化学稳定性；应有一定的机械强度；绝缘防腐层与管道应有良好的黏结性，以保持连续完整；材料来源丰富，价格低廉，便于机械化施工；涂层应易于修补。目前，国内外埋地钢管所采用的防腐绝缘层种类很多，可根据土壤的腐蚀性能决定防腐绝缘层等级，选用石油沥青、环氧煤沥青、煤焦油磁漆、聚乙烯防腐层、熔结环氧粉末涂层等防腐绝缘材料。
2.石油沥青防腐层。石油沥青作为钢管外防腐材料，据悉已有近百年的历史，它具有耐电压性能好，价格便宜的特点，但是石油沥青的最大缺点是强度低，吸水率大，不耐植物根植穿透，不耐细菌，易老化。石油沥青防腐层通常选择“三油二布 的做法 在土壤腐蚀性强或管道穿越沟渠等重要的地方，则采用“四油三布”加强防腐。
3.环氲煤沥青防腐层。环氧煤沥青涂料由环氧树脂、煤焦油沥青、固化剂和填料等组成，适用于水下管道及金属构筑物。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆它耐矿物油及化学药品，漆膜不仅耐磨，而且对金属有很好的附着力。它的施工采用冷敷工艺，因而较石油沥青、煤焦油沥青更优越。但是环氧煤沥青的缺点是施工质量不易保证，除锈质量要求很高。
4.煤焦油磁漆防腐层。采用煤焦油磁漆作为一种管道涂料，在全世界范围内应用几十年长盛不衰，是因为这种材料防腐性能优良，防腐保护寿命长，且价格便宜，经济实用。煤焦油磁漆适用于各种地下管线防腐，在国外应用广泛，我国也在推广应用，靖边至西安天然气长输管道全部以及西安市天然气管道的局部均应用了煤焦油磁漆。但该材料毒性较大，有致癌物，在发达国家已禁止使用。
5.聚乙烯防腐层。聚乙烯防腐层技术是目前国内外埋地管道外防腐的主要技术之一。聚乙烯防腐层因其防腐性能好、吸水率低、机械强度高等性能，近20年来在国内埋地输水，输气、输油管道上获得了广泛应用。
6.电化学防腐蚀法。电化学防腐蚀法是排流法和阴极保护法的总称，其中尤以排流法更为经济有效。分别有如下：
（1）排流法。当金属管道遭受来自杂散电流的电化学腐蚀时，埋设的管道发生腐蚀处是阳极电位。如果在该处管道和电铁回归线（如变电站的负极或钢轨）之问，用低电阻导线（排流线）连接起来，使杂散电流不经过土壤而直接回到变电站去，就可以防止发生腐蚀，这就是排流法。排流法防腐蚀的效率很高，费用较低，是普遍采用的方法。埋设金属管道和变电站负极连接起来进行排流时，若只有一个变电站电源，而且不可能从电源流入逆电流的情况下，两者可直接用排流线连接，这称为直接排流法。
（2）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。一是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。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。二是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。
燃气易燃、易爆、有毒，其储存、输配、经营和使用过程的每一个环节都容易发生泄漏、爆炸、中毒事故。因此，确保燃气供应各环节的设施安全，十分重要。为加强燃气工程施工质量管理，从工程环节把好安全质量关。
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论文作者:刘雨明
论文发表刊物:《基层建设》2015年16期供稿
论文发表时间:2015/12/17
标签：管道论文; 阳极论文; 电流论文; 沥青论文; 阴极论文; 管线论文; 土壤论文; 《基层建设》2015年16期供稿论文;