姜泓昊

摘 要：腐蝕是城市地下燃?xì)夤艿雷顬槌Ｒ姷膯栴}之一，當(dāng)管道被腐蝕之后，會(huì)導(dǎo)致穿孔，管道內(nèi)的介質(zhì)則會(huì)泄漏，由此不僅會(huì)使資源白白浪費(fèi)，還會(huì)造成一定范圍內(nèi)的環(huán)境污染，嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)引起爆炸，從而危及人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。為此，對(duì)城市地下燃?xì)夤艿肋M(jìn)行有效地腐蝕防護(hù)顯得尤為必要?；诖它c(diǎn)，文章從城市地下燃?xì)夤艿栏g問題分析入手，論述了城市地下燃?xì)夤艿栏g的防護(hù)。

關(guān)鍵詞：城市;地下燃?xì)夤艿?腐蝕;防護(hù)措施

一、城市地下燃?xì)夤艿栏g問題分析

（一）城市地下燃?xì)夤艿栏g危害

城市地下燃?xì)夤艿赖闹饕饔檬沁M(jìn)行燃?xì)夥峙?，保證用戶的燃?xì)夤?yīng)。燃?xì)夤艿栏g則是指在管道周圍介質(zhì)的作用下，使管道本身產(chǎn)生損耗與破壞的過程，從能量轉(zhuǎn)換的角度上講，被腐蝕的物質(zhì)通常會(huì)處于能量較高的狀態(tài)，而腐蝕產(chǎn)物則會(huì)處于能量較低的狀態(tài)，由于二者之間存在能量差，為達(dá)到釋放多余能量的目的，高能會(huì)向低能過渡，這樣便會(huì)產(chǎn)生腐蝕。城市地下燃?xì)夤艿垒斔偷慕橘|(zhì)為天然氣，它的主要成分為甲烷，在一定的區(qū)域內(nèi)天然氣的濃度過高會(huì)導(dǎo)致人體窒息甚至死亡，并且作為燃料，天然氣也會(huì)引起爆炸。當(dāng)城市地下燃?xì)夤艿酪蚋g穿孔之后，天然氣便會(huì)順著穿孔的位置外泄，所有泄漏到環(huán)境中的天然氣是無法進(jìn)行有效回收的，由此會(huì)對(duì)空氣、水體及土壤造成污染，進(jìn)而給人體健康帶來危害。后果十分嚴(yán)重，必須對(duì)此予以高度關(guān)注和重視。

（二）城市地下燃?xì)夤艿栏g成因

1.內(nèi)壁腐蝕原因

在地下燃?xì)夤艿赖膬?nèi)壁上，水會(huì)生成一層比較薄的水膜，由此為原電池腐蝕提供了條件，這樣會(huì)使管道內(nèi)壁產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象。同時(shí)，地下燃?xì)夤艿垒斔偷慕橘|(zhì)為天然氣，其中含有硫化氫及其它腐蝕性化合物，這些物質(zhì)與管道內(nèi)壁相互作用后，會(huì)產(chǎn)生相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而引起內(nèi)壁腐蝕。

2.外壁腐蝕的原因

（1）土壤因素

地下燃?xì)夤艿烙捎诼裨O(shè)在土壤當(dāng)中，與土壤直接接觸，由此使得土壤成為管道外壁腐蝕的主要環(huán)境因素之一。土壤本身是由三種物質(zhì)形態(tài)組成，即氣、液、固，它的顆粒之間包含大量的空氣、水和鹽，由此使得土壤具備電解質(zhì)的特征，而電解質(zhì)與地下燃?xì)夤艿赖耐夥栏瘜娱L(zhǎng)時(shí)間接觸后，容易造成腐蝕破壞。

（2）雜散電流因素

所謂的雜散電流具體是指大小不定、方向隨意，能夠在土壤中流動(dòng)的電流，這種電流的產(chǎn)生原因與軌道電車、敷設(shè)在地下的電纜漏電以及接地裝置等有關(guān)。相關(guān)研究結(jié)果表明，雜散電流會(huì)引起集中腐蝕，由此會(huì)對(duì)地下燃?xì)夤艿赖耐獗谠斐蓢?yán)重?fù)p壞。雜散電流腐蝕要比土壤腐蝕更加嚴(yán)重。

3.微生物腐蝕

通過對(duì)部分城市地下燃?xì)夤艿赖母g問題進(jìn)行研究分析后發(fā)現(xiàn)，有將近50%左右的問題都是由于微生物腐蝕引起的。任何材質(zhì)的管道都無法避免受到微生物腐蝕的影響，據(jù)統(tǒng)計(jì)參與地下燃?xì)夤艿栏g的微生物有以下幾種：腐生菌、硫酸鹽還原菌、鐵細(xì)菌、真菌等等。這些微生物長(zhǎng)期存在于土壤當(dāng)中，與硫元素及硫化物作用后，會(huì)成生硫酸，從而對(duì)地下燃?xì)夤艿赖耐獗谠斐筛g。

二、城市地下燃?xì)夤艿栏g的防護(hù)

（一）城市地下燃?xì)夤艿栏g防護(hù)的現(xiàn)狀

1.防腐涂料的應(yīng)用現(xiàn)狀

在外防腐層中應(yīng)用的防腐涂料有以下幾種：石油瀝青、煤焦油瀝青、環(huán)氧瀝青、聚氨酯石油瀝青、煤焦油磁漆、環(huán)氧粉末等等。

2.陰極保護(hù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

從國(guó)內(nèi)城市地下燃?xì)夤艿缿?yīng)用陰極保護(hù)措施的實(shí)際情況上看，雖然達(dá)到了一定的腐蝕防護(hù)效果，但也存在一些問題，主要體現(xiàn)在犧牲陽極的安裝方面，較為典型且具有代表性的問題如下：犧牲陽極的接線與管道之間未進(jìn)行牢固焊接，導(dǎo)致運(yùn)行后發(fā)生脫落，由此使得焊點(diǎn)成為漏點(diǎn);犧牲陽極的測(cè)試樁數(shù)量不夠，且日常維護(hù)不到位，致使陽極的保護(hù)作用無法獲得充分發(fā)揮。除犧牲陽極之外，外加電流陰極保護(hù)的效果也差強(qiáng)人意。

（二）發(fā)達(dá)國(guó)家城市地下燃?xì)夤艿栏g防護(hù)措施

1.三層PE

三層PE采用當(dāng)前較為先進(jìn)的制作工藝：在金屬管道表面先噴涂一層環(huán)氧底漆，然后將管道按照一定的旋轉(zhuǎn)速度送入到凃敷區(qū)，通過第一臺(tái)擠出機(jī)在管道表面纏繞膠黏劑薄膜，并在膠黏劑處于融化狀態(tài)時(shí)，由第二臺(tái)擠出機(jī)擠出聚乙烯薄膜并纏繞在膠黏劑外部，從而形成涂層。這種結(jié)構(gòu)將PBE的高粘結(jié)性、抗氧化性、耐化學(xué)腐蝕性和耐陰極玻璃性與高密度聚乙烯的抗潮氣、電絕緣以及抗機(jī)械損傷等性能有機(jī)地結(jié)合到一起，從而使涂料具有優(yōu)良的抗腐蝕性能，使用年限可以達(dá)到40年以上，但由于造價(jià)較高，僅在歐洲一些比較發(fā)達(dá)的國(guó)家得到應(yīng)用。我國(guó)在西氣東輸管道工程中對(duì)這種防腐涂料進(jìn)行了使用。

2.雙層PBE

這是一種由美國(guó)奧布林公司研發(fā)的雙層環(huán)氧防腐涂料，其將單層PBE的防腐蝕性能與表層塑性PBE的抗機(jī)械損傷性能進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，從而使得防腐涂層具有如下優(yōu)點(diǎn)：粘結(jié)性強(qiáng)、耐土壤應(yīng)力、耐沖擊、抗陰極剝離以及使用溫度高等等。該防腐涂料與三層PE在很多性能上都所差無幾，而它的價(jià)格卻要比三層PE低很多，隨著工藝技術(shù)的逐步完善，使其更具推廣使用價(jià)值。我國(guó)第三大港口城市寧波，在城市地下燃?xì)夤芫W(wǎng)建設(shè)中采用的就是雙層PBE，達(dá)到了良好的防腐效果。

3.無機(jī)防腐材料

目前，在燃?xì)夤艿婪栏袘?yīng)用的材料基本上都是有機(jī)涂層，雖然經(jīng)過不斷地優(yōu)化改進(jìn)，但卻仍然無法消除老化的問題，而有機(jī)防腐材料的問世使這一問題的解決成為可能。俄羅斯在上個(gè)世紀(jì)80年代開始生產(chǎn)搪瓷管道，在這方面的技術(shù)工藝較為成熟。

（三）城市地下燃?xì)夤艿栏g防護(hù)的優(yōu)化之道

1.優(yōu)化管道檢測(cè)

對(duì)燃?xì)夤艿肋M(jìn)行定期檢查和安全性能檢測(cè)，及時(shí)采取修復(fù)或改造措施消除安全隱患。具體如下：定期進(jìn)行燃?xì)夤艿佬孤z查、走向檢查、地面標(biāo)志檢查、地表環(huán)境檢查等宏觀檢查;在檢測(cè)中，將防腐層不開挖檢測(cè)（PCM）和陰極保護(hù)有效性檢測(cè)（CIPS）作為檢測(cè)重點(diǎn)。其中，PCM檢測(cè)需每隔50m測(cè)出該管段的電流，在測(cè)定之后繪制管道電流衰減曲線，若電流衰減平穩(wěn)，則說明管道防腐層完好，反之則說明管理防腐層老化或破損;在CIPS檢測(cè)中，要根據(jù)檢測(cè)結(jié)果判斷管道的保護(hù)電位是否達(dá)到規(guī)定要求，若未達(dá)到要求，則要及時(shí)采取保護(hù)措施。

2.優(yōu)化施工質(zhì)量管理

加強(qiáng)燃?xì)夤艿劳夥栏瘜拥氖┕べ|(zhì)量管理，具體措施如下：盡快改造仍在使用的環(huán)氧煤瀝青舊管道，采用三層聚乙烯涂層進(jìn)行改造;在新管道施工中，要檢查管道外防腐層是否出現(xiàn)損傷，在外防腐涂層安裝之后進(jìn)行電火花檢測(cè)，待檢測(cè)合格后覆土;對(duì)管道懸空段填塞細(xì)土，從管道兩側(cè)回填，采用機(jī)械與人工相結(jié)合的方式回填;在周圍干擾源多的管道區(qū)域，安裝長(zhǎng)效參比電極，提高測(cè)量數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。

3.優(yōu)化外加電流保護(hù)

在高中壓門站內(nèi)的地下燃?xì)夤艿乐袘?yīng)采用外加電流的陰極保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，該系統(tǒng)包括參比電極、整流器、恒電位儀和陽極地床。其中，整流器需三相交流電提供動(dòng)能，所以還需配置電源配電箱。將預(yù)組裝式金屬氧化物陽極和導(dǎo)氣管埋設(shè)在深井式陽極地床內(nèi)，在陽極井內(nèi)的接線箱里并聯(lián)陽極電纜，將其引到恒電位儀。為保護(hù)導(dǎo)氣管，需砌筑井座和井蓋，并將硫酸銅參比電極埋深在管道附近，通過定期檢測(cè)保證保護(hù)電位達(dá)到-850mV的規(guī)定要求。

結(jié)束語

綜上所述，城市地下燃?xì)夤艿赖母g是較為常見的問題之一，是影響燃?xì)夤艿肋\(yùn)行安全性的重要因素。為此，應(yīng)當(dāng)對(duì)管道腐蝕的危害及原因進(jìn)行分析，并根據(jù)地下燃?xì)夤艿栏g防護(hù)的現(xiàn)狀，采取有效的方法和措施，對(duì)腐蝕防護(hù)進(jìn)行合理優(yōu)化，從而減少并避免管道腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，為地下燃?xì)夤艿赖陌踩?、可靠運(yùn)行提供保障。

參考文獻(xiàn)

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