摘要：燃气作为城市的主要能源，因其均有清洁优势，在不同城市地区均有重要应用。城镇燃气的运输主要依靠燃气管道，燃气管道在出现腐蚀的情况下，其承压能力会明显下降，增加各类安全事故风险。本文主要探讨城镇燃气管道设计及防腐问题处理，通过对城镇燃气管道特点分析，依靠科学的设计解决燃气管道腐蚀问题，延长燃气管道使用时间，提高燃气管道使用安全性。
关键词：城镇燃气；管道设计；防腐问题；行业规范
燃气在城市市民日常生活中发挥着重要作用，但是也存在较大的安全隐患，比如燃气泄漏、燃气爆炸等，轻则造成财产损失，重则引发安全生产事故，因而燃气管道的设计至关重要，除了遵循行业法规保证设计满足标准外，还应做好燃气管道的防腐处理，消除腐蚀对燃气管道使用安全所产生的影响。本文结合笔者工作经验，探讨城镇燃气管道设计及防腐问题。
一、城镇燃气管道特点分析
城镇燃气是城市小区市民的主要燃料，在使用期间具有以下特点：城市燃气管道主要是为市民服务，也是长输燃气管道的终端，燃气压力明显降低，管道径厚比较大，出现变形的可能性较大；小区内住户较多，因而燃气管道需要纵横交错，存在较多的阀门以及接头，阀门与接头位置成为燃气管道的薄弱点；城市燃气管道以埋地管线为主，埋置深度有限，多分布于道路一侧，道路长期收到各类车辆荷载反复碾压后，会造成局部的沉降，此外，建筑物在施工完成后也会存在沉降，造成管道出现拉力或者压力；燃气管道设计中还需要考虑到后期易于管理以及用户家中燃气管道存在对房屋建筑装饰装修的影响。总之，燃气管道在设计中需要考虑的问题较多[1]。
二、城镇燃气管理设计中防腐处理
1、阴极保护
阴极保护技术在电化学保护技术中应用较多，将一个外加电流施加到被腐蚀金属结构表面，使得被保护腐蚀结构成为阴极，阴极能够抑制金属腐蚀过程中的电子迁移，从而实现对腐蚀结构的保护，避免结构腐蚀或者延迟结构出现腐蚀时间。
城镇燃气管道采用埋地形式，且燃气管道主要为金属管道，随着管道在地下埋置时间的延长，地面下部的水分子与相关离子会对金属管道产生影响，在燃气管道上形成阴极区与阳极区。阳极区随着时间延长逐渐出现局部腐蚀问题，而管道腐蚀会影响到管道的承压能力，增加燃气管道泄露风险。通过上述分析，可对燃气管道采取阴极保护方法，当然阴极保护方法的选择需要综合多项因素，比如阴极保护成本、阴极保护方案实施可行性等。通常在阴极保护方面需要视情况设置防腐绝缘侧[2]。
燃气管道阴极保护方面使用较多的主要是强制电流法与牺牲阳极法。两种方法在实际使用期间均有着各自的特点，其中强制电流法应用范围广，能够输出较高电流，防腐成本较低，有较高的激励电势，使用期间能够对较大范围发挥保护作用，基于以上特点，强制电流法主要用于长输管线阴极保护以及郊区燃气管道防腐，如果在市区燃气管道中应用强制电流法，施加的电流会产生干扰，影响到建筑以及其它管线的布设。牺牲阳极法在使用期间不需要连接外部电源，对周围环境影响较小，安装费用较低，设计中不会占用土地，与强制电流法相比，牺牲阳极方法更具有优势，因而在燃气管道阴极保护方面可选择牺牲阳极方法用于防腐。
2、防腐问题处理
为避免或者延缓燃气管道出现腐蚀，防腐层可选择聚乙烯防腐胶带和热收缩胶带，借助胶带实现空气与燃气管道的有效隔绝，破坏燃气管道发生腐蚀的条件；燃气管道周边的相关垃圾需要定期进行清理 ，避免尖锐物体对燃气管道造成的破坏，对于设置在混凝土楼板中的燃气管道，需要借助工具将燃气管道套住，套管需要伸出混凝土板一定范围，做好套管两端的密封处理。上述设计能够通过对燃气管道腐蚀条件的干扰，避免管道出现腐蚀[3]。
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3、渗漏问题的处理
燃气管道在设计中可通过无缝钢管降低渗漏风险，不过无缝钢管的接头位置为管道中的薄弱环节，容易出现泄露，因而燃气管道在焊接过程中需要重视接头区域的质量控制；设计管道过程中尽可能选择梁底、墙角位置，明确管道在楼板和墙体中的走向，做到心中有数，管道在隐蔽施工前期，气密性检查必不可少，验收合格且符合要求后方可进行后续施工。
4、设计中以现有行业法律法规为依据
牺牲阳极法在应用燃气管道防腐期间，需要明确技术规范要求。按照规范要求，如果土壤中的电阻率超过200Ω·m，此时不宜选择锌阳极；对于土壤电阻率超过100Ω·m的情况，阳极不宜选择镁阳极；外加电流方法在使用方面不会受到土壤电阻率影响，因而不需要考虑土壤的电阻率。
使用牺牲阳极进行燃气管道防腐设计中，使用的阳极应达到一定的保护效果，确保能够在燃气管道阳极保护中发挥作用，按照规范要求，阳极与地面的对地电位需要达到-0.85V或者更负；通电情况下，阴极电位与自然电位相比，其需要相负方向移动，且对应的变化值需要超过300mV；前期检查中，如果燃气管道所处区域内含有硫酸盐还原菌，经过测量后硫酸根含量超过0.5%的，通电后要求对地电位需要达到-0.95V或者更负；
采用牺牲阳极方法防腐且埋设期间，燃气管道于牺牲阳极之间的距离应≥0.3m，同时不超过7m；牺牲阳极的埋置深度需要超过1m，直埋的埋设区域应在潮湿区域；卧式或者立式均可作为牺牲阳极的埋设形式，被保护的燃气管道于阳极中间不允许有金属构筑物存在。
设置牺牲阳极检测桩、检测头的时候，还需要注意以下要求：检测头、检测桩设置区域需要位于燃气主干管沿线；检测桩设置距离为1Km或者每五组牺牲阳极设置1个检测桩；检测桩应与阳极保护较为接近，检测桩设置区域土壤湿度较大、有较大腐蚀性等位置；每个检测桩应设置对应的1个检测头。通过检测头便于了解阴极保护系统是否能够发挥作用以及实际腐蚀保护效果；检测桩则是为了对牺牲阳极装置保护电位进行监测[4]。
5、燃气管道转角设计分析
燃气管道转角设计过程中需要按照《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）要求，管子对接偏差不超过3°；如果室外燃气管道压力超过1.6Mpa，此时管道附件不允许采用轮旋焊缝钢制制作；如果管道转角小于15°，同时采用冷弯弯管，对应的弯管曲率半径需要根据管径大小河流选择；如果管道转角大于15°，可选择热煨弯管；燃气管道设计中，对于存在通球要求管道，弯头的区域率半径需要综合管道设计压力与管径。比如采用机制弯头，曲率半径可选择R=D或者R=1.5D；采用热煨弯管时，R=（4-6）D。
当然实际设计中需要考虑的问题比较多，管道转角方式的设计应综合实际情况。考虑到城市在燃气管道设计过程中，城市内部可利用的空间资源有限，因而在转角方式上可首选机制弯头、热煨弯管，不过在经济费用方面，机制弯头、热煨弯头相对于冷弯弯管、弹性敷设更高，因而在设计中可采取不同管道转角方式，如对地面处于空旷区域的燃气输管道，可采用弹性敷设或者冷弯弯管方式，保证燃气管道设计的经济性。
结束语
燃气管道设计中需要考虑防腐问题，同时应严格遵循现有技术规范，结合燃气管道设计区域特点，综合性的选择出满足技术指标、经济指标以及安全指标的设计方案，为燃气管道的后续施工以及管理奠定基础。
参考文献：
[1]耿景明.城镇燃气管道设计及防腐问题处理[J].全面腐蚀控制,2018,32(08):70-71.
[2]许明明,周鹏飞,赵福兴.城镇埋地燃气管道防腐层检测方法探讨[J].全面腐蚀控制,2017,31(05):65-68.
[3]王祥伟,闫亮平.城镇燃气管道设计及防腐问题处理[J].企业技术开发,2014,33(20):22-27.
[4]林帆.城镇燃气管道设计及防腐问题处理[J].科技创新与应用,2012(14):29.
论文作者:李伟1,王道成2
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/9
标签：管道论文; 燃气论文; 阳极论文; 阴极论文; 城镇论文; 牺牲论文; 电流论文; 《防护工程》2019年第1期论文;