论文部分内容阅读
【摘 要】 埋地长输管道由于年代长久管道老化而遭受到腐蚀是一种正常现象。为了有效控制长输管道的腐蚀，本文将具体分析埋地长输管道的防腐方法和长输管道阴极保护方法，并详细分析了阴极保护中容易出现的故障，对故障产生的原因及如何查找故障位置进行分析，希望能为从事管道阴极保护工作提供一定的指导。
【关键词】 埋地管道；防腐；阴极保护
一、前言
钢质埋地管道因发生电化学腐蚀往往对社会造成严重危害，实践证明控制管道腐蚀的主要方法是防腐层和阴极保护。相关规定对于管道阴极保护有详实的规定，尤其是在城镇天然气管道的铺设、施工管理中，更高要求在整个技术过程中的高压、次高压等管理，形成管道腐蚀管理与阴极保护的整体功能，将能收到更大的保护效果。
二、埋地长输管道腐蚀的原因和危害
埋地长输管道腐蚀的原因主要是来自大自然的外力破坏，如土壤酸碱度偏高、白蚁或老鼠啃食、泥石流山体滑坡、电化学腐蚀等方面，这些现象都会对管道外表原有的防护层造成破坏和老化。由于管道外层的剥落覆盖层长期处于腐蚀当中，常会出现技术人员所兼顾不到的腐蚀死角，死角的产生原因有以下几个方面：
1、为了保证伊通联合站油气长输管道的安全运行，在设计过程中，设计工程师们会在管道的转角、弯头和跨越部位采取一些保护措施，例如设置固定墩、套管保护等，一旦工程师们忽视这些地方的防腐措施，就会出现保护不到的死角。
2、由于伊通联合站油气长输管道的施工漫长而复杂，在不少恶劣的施工环境下造成的施工技术有限，从而直接导致了防腐质量的下降，防腐保护层没有起到对管道本体保护的作用，当腐蚀介质侵入时就会产生保护不到的死角。例如，受到施工环境的制约，在伊通联合站油气长输管道中的一段管道没能按照石油沥青的最低等级要求进行施工，这对日后管道的修养维护会造成难以补救的问题。
3、在长输管道的运行过程中，土壤的物理和化学性质、电流干扰、周边温度等方面都有可能对管道的防腐层表面产生影响，直接导致防腐层和管道表皮发生剥落现象。随着水分物质渗入到剥落后所在的空间内部，就会逐渐会产生一个破坏的死角。上述死角如果不尽快采取相应的防腐保护措施，就会导致长输油气管道因腐蚀原因造成的泄露状况，造成巨大的经济损失，而且天然气和石油的泄露会对周边的环境造成非常严重的生态污染。所以，建立起一套管道防腐措施和质量控制对于延长管道的使用寿命来说，绝对是一件刻不容缓的事情。
三、埋地长输管道的防腐方法
1、管道涂层技术
在管道表皮的外部施加保护隔离层是一种应用广泛的管道保护方法，它使得管道本体和空气、土壤、水分等自然外界环境发生分离，从而保护了管道本体免遭自然环境腐蚀的破坏。目前，国内外长输管道采用最多的涂层是三层结构聚乙烯防腐（3PE），它的全称为熔结环氧/挤塑聚乙烯结构防护层，主要由单层熔结环氧粉末底层、粘粘剂中间层和高密度聚乙烯防护外层所组成的，防护厚度达3—5mm。
2、PCM检测技术多频管中电流法（PCM）检测技术能够补充管道涂层技术的不足，一方面涂层材料本身就具有透水性漏点，另一方面涂层也会在管道施工的施工过程中遭到损害。因此，多频管中电流法技术作为管道防腐的第二层保护是十分必要的。PCM技术主要是为管道施加阴极电流，这样在腐蚀环境下就会出现足够多的电子来阻止管道金属失去电子，这样就能够不让管道涂层在失去电子保护的情况下逐渐腐蚀。
如果多频管中电流法（PCM）所提供的保护电流不足或是所提供的保护电流被屏蔽掉，管道的保护就不能达到预期的效果。为了防止这一问题的出现，技术工程人员事先应该采用导电性能较好的合成材质涂层，当阴极电流不足时，管道腐蚀的过程就会收到涂层电流的保护而放缓脚步，阴极保护在短时间内也不会被屏蔽。因此涂层保护和PCM检测技术是相辅相成的，管道保护的关键还在于确保施工质量的优质。
四、阴极保护简介
1、牺牲阳极阴极保护
牺牲阳极阴极保护作为一种有效的保护措施，在整个电解质的过程中，尤其是金属电子转移与保护金属的综合功能，能形成一种较负的电位，这种方式具备有简单轻便等特点，也不需要外加电源的作用，不会轻易产生腐蚀干扰的作用，在保护笑星或者低于土壤电阻率环境下的金属结构模式。尤其是在当前的城市管道、小型储罐中，都有很大的运用空间。从当前的研究来看，在牺牲阳极的使用寿命上来看，一般都是在3年左右，这种方式保护失败的原因，主要是阳极表面生成了一种不导电的硬壳，这种硬壳会阻碍阳极所处位置的电阻率，形成相对较高的电阻率，不利于长输管道的整体保护作用，因此，在阴极保护的作用下，可以选择土壤电阻率相对较低的阳极床位置，形成整体效果的综合运用。
2、外加电流阴极保护
在外加电流阴极保护的技术中，可以使用外加直流电进行辅助阳极保护的效果，从而有效的迫使电流从土壤中形成金属保护的效果，将保护金属的结构电位从而低于周边环境，这种外加电流阴极保护的方式主要是用于保护大型或者土壤电阻率相对较高的金属结构，譬如一些长输管道等，这样能具有更大的功能与效果。
3、阴极保护的优点
（1）长距离电流分布均勻。
（2）柔性阳极可敷设在距离管道较近范围内，提供完全保护，又不对邻近金属设施产生干扰。
（3）即使管子涂层严重破损，甚至无覆盖层情况下，也可确保阴极保护电流的均匀。这些优点使得柔性阳极为城区地下管道提供长期的、稳定的保护成为可能。但是该保护方法需要长期的、稳定的电源供应，需要安装仪器、设备的空间，须进行常年的运行维护，施工中还须克服使用焦粉带来的诸多问题。这在城区的地下管道上采用时也是需要克服的一个难点。
五、埋地长输管道的质量控制
1、质量控制的准备工作 工程的质量控制是保障工程能否顺利施工的前提条件，同样的道理，埋地长输管道在掌握到防腐方法和技术之后，如何保证防腐施工质量的好坏就必须要有一套质量控制系统。一般而言，在长输管道防腐施工之前就应该制定一套质量规范程序，在经过监理工程人员的审批过后，相关的施工技术人员才能够进行具体的防腐工作。另外，防腐工作必须严格参照制定好的作业指导书要求，上级部门对施工人员进行培训考核之后，成绩合格者就能直接上岗了。
2、质量控制要点
（1）管道表皮防护质量控制
管道表皮的一系列防护措施，如除锈操作、喷涂漆物、化学物包裹等程序都是在统一的标准化车间内完成的。该质量控制由于自动化程度较高，无需人为的技术性操作，所以控制主要体现在对车间防腐检查人员的监督上，其中主要包括对防腐原材料的检查以及对检测工序的监管。这种质量控制要求简便，通过车间规范的质量控制，产品合格率都能达到要求。
（2）管道施工的质量控制
在管道施工中常会遇到防腐涂层损害的各种情况，例如在管道搬运时，按照规定运输车上必须放有木质支撑物和软胶垫，防止在搬运过程中因为碰撞而损害管道表面的防腐涂层。
（3）管道在修复防腐程序中的质量控制
由于一些人为原因，管道的防腐涂层不可避免地要受到某些损害，在修复这些损伤的过程当中同样需要严格的质量控制。例如修补口表面的处理，应该先采用砂砾石喷砂处理，粗糙度要求达到21/2等级，添加氮化盐的比例不得大于20毫克/平方米，三层结构聚乙烯防腐（3PE）与热收缩套搭接处的25毫米内也必须做喷砂处理措施。
六、结束语
防腐涂层是对埋地管道外壁的全面保护，主要是针对均匀腐蚀而言，阴极保护则主要以点保护为主，是针对防腐涂层的破损处。埋地长输管道的防腐方法和质量控制关系到整个管道工程的安危，为了长期地、有效地实施管道保护，应该采用防腐涂层和阴极保护的双重保护措施。
参考文献：
[1]康勇，何凡：《石油天然气管道运行中的阴极保护探讨》，《科技传播》，2011年03期
[2]王丽丽，孙建：《埋地管道阴极保护方法探讨》，《现代商贸工业》，2010年03期
[3]陈勝利，兰志刚，宋积文，王在峰：《长输天然气管线的腐蚀与防护》，《全面腐蚀控制》，2011年01期
[4]刘新领，姚秀程：《城镇燃气输配管网阴极保护系统失效问题的有效应对措施及分析》，《城市燃气》，2009年07期
【关键词】 埋地管道；防腐；阴极保护
一、前言
钢质埋地管道因发生电化学腐蚀往往对社会造成严重危害，实践证明控制管道腐蚀的主要方法是防腐层和阴极保护。相关规定对于管道阴极保护有详实的规定，尤其是在城镇天然气管道的铺设、施工管理中，更高要求在整个技术过程中的高压、次高压等管理，形成管道腐蚀管理与阴极保护的整体功能，将能收到更大的保护效果。
二、埋地长输管道腐蚀的原因和危害
埋地长输管道腐蚀的原因主要是来自大自然的外力破坏，如土壤酸碱度偏高、白蚁或老鼠啃食、泥石流山体滑坡、电化学腐蚀等方面，这些现象都会对管道外表原有的防护层造成破坏和老化。由于管道外层的剥落覆盖层长期处于腐蚀当中，常会出现技术人员所兼顾不到的腐蚀死角，死角的产生原因有以下几个方面：
1、为了保证伊通联合站油气长输管道的安全运行，在设计过程中，设计工程师们会在管道的转角、弯头和跨越部位采取一些保护措施，例如设置固定墩、套管保护等，一旦工程师们忽视这些地方的防腐措施，就会出现保护不到的死角。
2、由于伊通联合站油气长输管道的施工漫长而复杂，在不少恶劣的施工环境下造成的施工技术有限，从而直接导致了防腐质量的下降，防腐保护层没有起到对管道本体保护的作用，当腐蚀介质侵入时就会产生保护不到的死角。例如，受到施工环境的制约，在伊通联合站油气长输管道中的一段管道没能按照石油沥青的最低等级要求进行施工，这对日后管道的修养维护会造成难以补救的问题。
3、在长输管道的运行过程中，土壤的物理和化学性质、电流干扰、周边温度等方面都有可能对管道的防腐层表面产生影响，直接导致防腐层和管道表皮发生剥落现象。随着水分物质渗入到剥落后所在的空间内部，就会逐渐会产生一个破坏的死角。上述死角如果不尽快采取相应的防腐保护措施，就会导致长输油气管道因腐蚀原因造成的泄露状况，造成巨大的经济损失，而且天然气和石油的泄露会对周边的环境造成非常严重的生态污染。所以，建立起一套管道防腐措施和质量控制对于延长管道的使用寿命来说，绝对是一件刻不容缓的事情。
三、埋地长输管道的防腐方法
1、管道涂层技术
在管道表皮的外部施加保护隔离层是一种应用广泛的管道保护方法，它使得管道本体和空气、土壤、水分等自然外界环境发生分离，从而保护了管道本体免遭自然环境腐蚀的破坏。目前，国内外长输管道采用最多的涂层是三层结构聚乙烯防腐（3PE），它的全称为熔结环氧/挤塑聚乙烯结构防护层，主要由单层熔结环氧粉末底层、粘粘剂中间层和高密度聚乙烯防护外层所组成的，防护厚度达3—5mm。
2、PCM检测技术多频管中电流法（PCM）检测技术能够补充管道涂层技术的不足，一方面涂层材料本身就具有透水性漏点，另一方面涂层也会在管道施工的施工过程中遭到损害。因此，多频管中电流法技术作为管道防腐的第二层保护是十分必要的。PCM技术主要是为管道施加阴极电流，这样在腐蚀环境下就会出现足够多的电子来阻止管道金属失去电子，这样就能够不让管道涂层在失去电子保护的情况下逐渐腐蚀。
如果多频管中电流法（PCM）所提供的保护电流不足或是所提供的保护电流被屏蔽掉，管道的保护就不能达到预期的效果。为了防止这一问题的出现，技术工程人员事先应该采用导电性能较好的合成材质涂层，当阴极电流不足时，管道腐蚀的过程就会收到涂层电流的保护而放缓脚步，阴极保护在短时间内也不会被屏蔽。因此涂层保护和PCM检测技术是相辅相成的，管道保护的关键还在于确保施工质量的优质。
四、阴极保护简介
1、牺牲阳极阴极保护
牺牲阳极阴极保护作为一种有效的保护措施，在整个电解质的过程中，尤其是金属电子转移与保护金属的综合功能，能形成一种较负的电位，这种方式具备有简单轻便等特点，也不需要外加电源的作用，不会轻易产生腐蚀干扰的作用，在保护笑星或者低于土壤电阻率环境下的金属结构模式。尤其是在当前的城市管道、小型储罐中，都有很大的运用空间。从当前的研究来看，在牺牲阳极的使用寿命上来看，一般都是在3年左右，这种方式保护失败的原因，主要是阳极表面生成了一种不导电的硬壳，这种硬壳会阻碍阳极所处位置的电阻率，形成相对较高的电阻率，不利于长输管道的整体保护作用，因此，在阴极保护的作用下，可以选择土壤电阻率相对较低的阳极床位置，形成整体效果的综合运用。
2、外加电流阴极保护
在外加电流阴极保护的技术中，可以使用外加直流电进行辅助阳极保护的效果，从而有效的迫使电流从土壤中形成金属保护的效果，将保护金属的结构电位从而低于周边环境，这种外加电流阴极保护的方式主要是用于保护大型或者土壤电阻率相对较高的金属结构，譬如一些长输管道等，这样能具有更大的功能与效果。
3、阴极保护的优点
（1）长距离电流分布均勻。
（2）柔性阳极可敷设在距离管道较近范围内，提供完全保护，又不对邻近金属设施产生干扰。
（3）即使管子涂层严重破损，甚至无覆盖层情况下，也可确保阴极保护电流的均匀。这些优点使得柔性阳极为城区地下管道提供长期的、稳定的保护成为可能。但是该保护方法需要长期的、稳定的电源供应，需要安装仪器、设备的空间，须进行常年的运行维护，施工中还须克服使用焦粉带来的诸多问题。这在城区的地下管道上采用时也是需要克服的一个难点。
五、埋地长输管道的质量控制
1、质量控制的准备工作 工程的质量控制是保障工程能否顺利施工的前提条件，同样的道理，埋地长输管道在掌握到防腐方法和技术之后，如何保证防腐施工质量的好坏就必须要有一套质量控制系统。一般而言，在长输管道防腐施工之前就应该制定一套质量规范程序，在经过监理工程人员的审批过后，相关的施工技术人员才能够进行具体的防腐工作。另外，防腐工作必须严格参照制定好的作业指导书要求，上级部门对施工人员进行培训考核之后，成绩合格者就能直接上岗了。
2、质量控制要点
（1）管道表皮防护质量控制
管道表皮的一系列防护措施，如除锈操作、喷涂漆物、化学物包裹等程序都是在统一的标准化车间内完成的。该质量控制由于自动化程度较高，无需人为的技术性操作，所以控制主要体现在对车间防腐检查人员的监督上，其中主要包括对防腐原材料的检查以及对检测工序的监管。这种质量控制要求简便，通过车间规范的质量控制，产品合格率都能达到要求。
（2）管道施工的质量控制
在管道施工中常会遇到防腐涂层损害的各种情况，例如在管道搬运时，按照规定运输车上必须放有木质支撑物和软胶垫，防止在搬运过程中因为碰撞而损害管道表面的防腐涂层。
（3）管道在修复防腐程序中的质量控制
由于一些人为原因，管道的防腐涂层不可避免地要受到某些损害，在修复这些损伤的过程当中同样需要严格的质量控制。例如修补口表面的处理，应该先采用砂砾石喷砂处理，粗糙度要求达到21/2等级，添加氮化盐的比例不得大于20毫克/平方米，三层结构聚乙烯防腐（3PE）与热收缩套搭接处的25毫米内也必须做喷砂处理措施。
六、结束语
防腐涂层是对埋地管道外壁的全面保护，主要是针对均匀腐蚀而言，阴极保护则主要以点保护为主，是针对防腐涂层的破损处。埋地长输管道的防腐方法和质量控制关系到整个管道工程的安危，为了长期地、有效地实施管道保护，应该采用防腐涂层和阴极保护的双重保护措施。
参考文献：
[1]康勇，何凡：《石油天然气管道运行中的阴极保护探讨》，《科技传播》，2011年03期
[2]王丽丽，孙建：《埋地管道阴极保护方法探讨》，《现代商贸工业》，2010年03期
[3]陈勝利，兰志刚，宋积文，王在峰：《长输天然气管线的腐蚀与防护》，《全面腐蚀控制》，2011年01期
[4]刘新领，姚秀程：《城镇燃气输配管网阴极保护系统失效问题的有效应对措施及分析》，《城市燃气》，2009年07期