腐蚀是引起埋地管道破坏和失效的主要原因之一。天然气管道一般都是埋地敷设,长期受到各种腐蚀的侵害,经常发生腐蚀泄漏事故,造成了巨大的直接和间接经济损失。钢管是燃气管网中应用最多的材质。其主要优点是:强度高、韧性好、承载应力大,抗冲击性和严密性好,可塑性好,便于焊接和热加工,壁厚较薄、节省金属。但其耐腐蚀性较差,需要有妥善的防腐措施。
钢管腐蚀类型
以局部腐蚀为主,其危害性也最大。
微电池腐蚀,是指由相距仅为几毫米甚至几微米的阳极和阴极所组成的微电池作用所引起的管道腐蚀,其外形特征十分均匀,故又称均匀腐蚀。
宏电池腐蚀的成因,则是因为管线所处的周围环境不同,管线周围物理化学参数变化较大,导致管段两端存在明显的电位差异,形成宏电池作用而引起的管道腐蚀。
防腐方法
1.绝缘层防腐法
主要采用石油沥青,环氧煤沥青,聚乙烯热塑涂层等防腐绝缘材料。其主要原理就是使金属管道外加涂层,避免金属管道与土壤中的电解质和细菌以及杂散电流的接触,从而不受腐蚀。此方法工艺复杂,涂膜强度差,劳动强度大,严寒地区不宜施工,质量不稳定。所以,我国现阶断一般采用环氧煤沥青涂层的绝缘层防腐法。而聚乙烯热塑涂层由于加工成本高,工艺复杂等条件限制极少为大口径、长距离燃气管道所采用。
2.电保护防腐法
电保护法分为外加电源保护法(阴极保护)、牺牲阳极保护法和排流保护法。
通过外加直流电源,可以使钢管相对于外部环境形成负电位、从而达到阴极保护的效果,消除形成微电池腐蚀和宏电池腐蚀的阴阳极电位差,从根本上阻止阴阳极过程的进行。但在城市燃气系统中,燃气管道周围往往伴有电力通讯管线和供水、供热管网。
在牺牲阳极保护法应用中,一般采用镁合金作为牺牲阳极对管道进行保护。由于阴极保护系统通过牺牲阳极镁合金,能对钢管提供足够量的电子,使钢管界面呈负电性和达到足够负的电极电位,从而抑阻氧化反应;此时还原反应所需电子完全从牺牲阳极镁合金获得。
3.外加电源阴极保护法
利用直流电源,负极与被保护金属管道连接,使其对土壤造成负电位,成为阴极;正极与废钢材、石墨、高硅铁等接地阳极连接。电流从正极通过导线流入接地阳极,再经过土壤流入被保护金属管道,再由管道经导线流回负极。整个金属管道成为阴极,与接地阳极构成腐蚀电池,接地阳极不断失去电子受到腐蚀,而金属管道则受到保护。