关键词：低压；燃气管道；腐蚀原因；分析
引言
低压燃气管道的腐蚀主要因素有土壤腐蚀、杂散电流腐蚀和输送介质腐蚀，在实际生产中往往是几种腐蚀兼而有之。常见的防腐措施包括：使用缓蚀剂、使用涂层管材、使用耐腐蚀合金管材、使用非金属管材和阴极保护等方法，但上述方法均有各自的优点和不足。在实际生产施工过程中应该综合考虑地质条件、输送介质、工程预算等多方面情况，选择最经济有效的防腐技术。
1腐蚀的原因
对于管道的腐蚀是一个世界性难题，这是腐蚀不仅仅有点化学原因，还有一些化学原因，对燃气管道的腐蚀主要有内壁的腐蚀和外壁的腐蚀两种情况。
1.1内壁腐蚀
输送管道在输送液体的过程中会形成一层亲水膜，容易产生电化学腐蚀情况。在管道中输送燃气的过程中，由于燃气中有硫化氢、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。对内壁的防腐的主要措施就是让燃气净化，让其一些杂质控制在含量值以下。对燃气采取措施的同时，还要对燃气管道的内壁采取措施，在管道内壁用合成树脂或者抗氧化等涂料进行涂抹，可以防止管道内壁的腐蚀，并能降低管壁的粗糙度，相应地提高了管道的输气能力。
1.2外壁腐蚀
对燃气管道的外壁腐蚀的原因非常多，主要分为裸露在地面上的管道和埋在地下的管道，这两种腐蚀的原因有着相同点，但是也有不同点，对于埋在地下的管道主要是通过土壤中的化学物质，这种腐蚀在化学物质作用下，管壁在逐步变薄，这对燃气管道的穿孔影响并不大。外壁的腐蚀穿孔主要来自于电化学腐蚀，但是还有一些其他的腐蚀，例如杂散电流，土壤中的微生物对管道的腐蚀。
2低压燃气管道腐蚀因素
2.1地理环境
地理环境的不断变化会使低压燃气管道发生改变，如环境温度、土壤类型等，如果外界环境中存在较多的不安全气体，当管道与其接触，容易出现各种危险事件，严重的情况下，将会酿成不可挽回的后果。此外，部分低压燃气管道还需要进行二次完善，物力资源将实施重复维修，后续的施工量增大，且焊接质量影响最终低压燃气的效果，一旦焊接质量不佳，将会出现低压燃气泄漏等现象，地面管道施工质量受到较为严重的影响，造成安全事件频发。
2.2土壤腐蚀
土壤腐蚀是低压燃气管道外部腐蚀的主要诱因。土壤是由固相、液相和气相组成的复杂系统，并有多种微生物伴生。土壤具有不均匀性、胶体性、导电性和多孔性等特性，电化学腐蚀是土壤的对低压燃气管道的主要腐蚀形式。由于输送管道通常跨越的地域较广，涉及不同的土壤类型，导致土壤对管道的腐蚀速度和程度也不尽相同，而腐蚀的不均匀性会加剧管道的腐蚀程度。土壤的腐蚀特性是由其理化性质决定的：物理性质、化学性质、电化学性质和微生物性质。其中主要的腐蚀因素包括：①土壤电阻率。土壤电阻率与土壤的含盐量、含水量和孔隙度有关。一般来说，土壤的电阻率越小，其腐蚀性越大；②土壤含水量。土壤中的水含量随季节变化，腐蚀性随含水量呈倒V形变化。当水含量较低时，随含水量的增加溶解盐增多，土壤腐蚀性增大，当达到临界值时，可溶盐完全溶解，水含量的继续增加则会堵塞空隙，抑制溶解氧的扩散，腐蚀性会减小；③pH值。土壤可分为酸性土壤、碱性土壤和中性土壤，随pH值的降低土壤腐蚀性增加；④微生物。微生物在新陈代谢过程中产生的物质与金属管道表面接触后会发生电化学腐蚀；⑤土壤盐分。随土壤可溶盐组分的增加，土壤的导电率变大，使其腐蚀性变大。
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2.3温度的影响
温度对二氧化碳腐蚀速率有着重要影响，一般会出现随着温度升高，二氧化碳腐蚀速率先增加后减小的现象。腐蚀速率变化的本质是温度对碳酸亚铁保护膜的影响，在60℃以前，碳酸亚铁保护膜的溶解度随着温度变化而变化，主要表现为随着温度的升高溶解度出现降低的现象；在60~110℃，由于碳酸亚铁溶解度不断降低，在钢材表面逐步形成具有一定保护能力的碳酸亚铁保护膜，该阶段二氧化碳腐蚀以局部腐蚀为主，在60℃左右，出现腐蚀极大值；在大于110℃后，钢材生成的保护膜由单一的碳酸亚铁保护膜变为碳酸亚铁与四氧化三铁两种保护膜，随着温度的升高，逐步过渡成为单一的四氧化三铁保护膜。
2.4腐蚀防护效果
现在常用的防护手段采用双重措施，即防腐覆盖层与阴极保护层相互结合。此种方法能对外界环境中的不利因素进行全面的阻挡，倘若产生局部剥离情况时，阴极保护层的电流会具备良好的畅通性，保证防护效果较佳，管道被腐蚀的概率大幅度下降。合理的防护手段将保证低压燃气的正常输送，为我国油气管道输送的安全性获得有效的保障。同时应对地面管道施工过程提出高标准的要求，倘若处理不当，就会造成重大的人员与设备伤害事件，监管人员应对管道材料进行严格要求，不得使用劣质产品进行管道施工，否则会具有较大的安全隐患。
3防治措施与建议
3.1环境角度
在沟槽内设置一套水泥隔板，将外部环境与管道隔离，管道外层为土壤，土壤外层为水泥隔板，水泥隔板外层为土壤，土壤的上方和下方分别为地面和地下车库顶层。当雨水从地面渗入土壤中时，水泥隔板的存在可以将水分与管道隔离开。为了避免远离隔板处的土壤水分渗入，将隔板做成封闭式，即隔板与管道形成一个密封的腔体。将此作为管道防腐的第一道防线。
3.2外涂层防腐
埋地集输管道的维修主要以管道腐蚀穿孔为主，发生腐蚀穿孔，不仅造成一定的经济损失，且对环境产生污染。埋地管道防腐层性能的好坏是决定集输管道安全运行的关键因素之一。依据管道维护经验，对于使用寿命要求较长的集输管线，应使用性能较好的防腐材料，避免后期管道维修工作量较大，增加经济成本。在集输管道外进行外涂层处理，将土壤中的腐蚀介质与管道隔离，阻止管道的腐蚀。在管道外防腐层材料选择时，主要考虑到外防腐层韧性、抗老化能力、抗冲击力、电绝缘性、粘滞力等参数。在具体选择防腐材料时，还应结合经济因素进行考虑。如果设计管道的使用寿命较短，选择价格低廉满足防腐条件的防腐层即可。如果设计管道的使用寿命长，应选择性能优良的防腐材料。目前常用的外涂层材料主要有石油沥青、煤焦油瓷漆、FBE粉末、三层结构聚乙烯（在管道外部设置一层黏弹体材料，作为管道防腐的第二道防线，再在黏弹体外部设置一层聚乙烯冷缠带，这样即使有从水泥隔板渗入的水分，也可以通过冷缠带和黏弹体阻止水分与管壁接触。
3.3电化学保护法
牺牲阳极保护法指在低压燃气管道上涂抹一种电位更低的金属或者合金，从而会形成崭新的防腐蚀电池，它将会变成一个良好的腐蚀电极，电流需求量较小的裸管与涂层管道的外露部位都能够形成良好的阴级保护。外加电流法也是一种方法，使保护管道、外加的支流电压的负极互相连接，二者间产生幅度较强的点位差，最终提供源源不断的保护电流，保护的距离十分长，电流与电压能够随时被不断调节，整体的使用范围将会更加广泛。
结束语
对低压燃气管道输送的腐蚀和防腐蚀的情况进行分析，预防各种腐蚀事故的发生，保证长输管道系统安全运行。针对不同的腐蚀类型，以预防金属管道的腐蚀为主，之后进行腐蚀的治理，避免管道严重腐蚀，而影响到低压燃气输送的效率。
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论文作者:吴世豪
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年7期
论文发表时间:2019/7/12
标签：管道论文; 土壤论文; 燃气论文; 低压论文; 亚铁论文; 隔板论文; 内壁论文; 《建筑学研究前沿》2019年7期论文;