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摘要：文章分析了供热管道腐蚀的机理和形态及供热管道腐蚀的因素，依据供热管道的特点以及管道腐蚀因素和机理，利用分级评价的方法对均匀腐蚀、局部腐蚀、点蚀管道进行分级评价，分析了供热管道自身材料流体情况管道外部环境对管道腐蚀的影响并介绍了常用的腐蚀研究方法。
关键词：管道检测；供热管道；腐蚀；温度；供热管道；影响因素；研究方法
一、前言
随着我国供热需求的不断增长以及供热管道迅速发展其安全性与完整性的问题也就日益受到人们的关注。供热管道的腐蚀问题近些年来屡见不鲜，由腐蚀而引起的管道泄漏甚至爆裂的事情也时有发生。然而供热管道的腐蚀防护仍然没有得到足够的重视，腐蚀虽然可以控制但需要投入，而其效益是滞后和间接的。
二、研究的目的和意义
管道运输是与铁路、公路、航空、水运并驾齐驱的五大运输方式之一，作为一种特殊的运输方式，管道运输越来越广泛地用于各行业及城镇燃气、供水、供热系统中，已成为现代工业和国民经济的命脉。管道腐蚀的发生严重制约了输送能力，增大投资费用，威胁人身安全。采用有效的防腐蚀措施，可以使管道使用寿命大大提高。随着人们对城市建设、环境保护、节约能源要求的不断提高，在城市热网建设中热力管道直埋技术的应用越来越普及。为此有必要对管道实施定期检测及完整性评价。
三、腐蚀机理
所谓腐蚀是指金属表面在周围介质的作用下，由于化学或电化学作用的结果而产生的破坏。微电池腐蚀、宏电池腐蚀、杂散电流腐蚀和微生物腐蚀是腐蚀的主要形态。供热管道的材质一般是碳素钢，金属管道的腐蚀是管道在周围介质的作用下发生的化学变化破坏：电化学变化破坏或物理溶解破坏现象。可见，金属管道的腐蚀是包括管道本身和环境介质两者在内的一个综合反应作用过程。供热管道的腐蚀一般都属于电化学腐蚀。金属腐蚀是包括材料和环境介质两者在内的一个具有反应作用的体系。随着非金属材料特别是合成材料的迅速发展，它的破坏同样引起了人们的注意，腐蚀科学的现代含义已经扩展到非金属材料和金属材料的变质方面，金属材料在土壤中的腐蚀与其他环境中的腐蚀一样，是一个多影响因素的复杂过程。
四、腐蚀影响因素
1、水质因素
水质对内腐蚀影响很大，纯水对金属没有腐蚀性，但由于系统补水带入溶解物质，其中部分物质受热产生二氧化碳气体，使金属遭到溶解氧的腐蚀。
2、管道因素
钢管内壁质量的好坏对钢管内腐蚀起着相当重要的作用，为减少管道内腐蚀，要对钢管进行必要的处理。
3、水温因素
水温是热力管网区别于其他管网的重要因素。由于热水管网温度高，管道受热膨胀产生巨大热应力，在直埋管道上体现的尤为明显。
4、腐蚀环境
埋地管道所处的环境是土壤腐蚀环境，不同的土壤其腐蚀的程度差异很大。管沟内的腐蚀因素主要是管沟内温度、湿度、地下水位高低以及管沟内的通风状况，造成这类腐蚀的因素比较多。
5、土壤的含盐量
土壤的含盐量与土壤腐蚀性强弱有一定的对应关系。土壤中含盐量大，则电导率也增加，因而增加了土壤腐蚀性。
6、水与气的含量
土壤中水和气的含量相互制约，含水量多时，含气量较少；而含水量较少时，含气量增多。当水和气的含量达到某一特定比例时，土壤腐蚀性将会达到最大。在干湿不定的土壤中，水和气的含量交替变化，这样的土壤腐蚀性较强。
7、土壤温度
土壤温度越高，管道的外腐蚀越严重，因为温度较高的土壤会使土壤腐蚀电化学过程中的阴极扩散和离子化加剧，从而直接导致外腐蚀加速。
8、材料的耐蚀性
一般来说，碳钢的成分对土壤腐蚀性的影响不大，影响较大的是金属材料本身的相结构和组织等。
9、土壤的电阻率
土壤电阻率是土壤导电能力的综合反应，电阻率越小，土壤的腐蚀性就越强烈。因此，土壤电阻率是对土壤腐蚀性评价的重要参数之一。
10、溶解氧浓度的影响
在氧腐蚀情况下，溶解氧参与到阴极反应中，溶解氧浓度的变化将直接影响腐蚀的程度，其浓度越大腐蚀越剧烈。
11、其它溶解气体的影响
在供热系统中，如果热水中同时含有二氧化碳和溶解氧，其中二氧化碳会加速氧腐蚀，从而加剧管道腐蚀，如果热水中仅含有二氧化碳，管道内也
会产生相应的二氧化碳腐蚀。此外，硫化氢也会导致管道腐蚀程度加深。
五、供热管道腐蚀防护的措施
对金属施加有效的防护方法可以降低金属的腐蚀速率，使其寿命得到延长，故我们采用管道的防腐保护来延长其使用年限。
1、阴极保护
阴极保护电流屏蔽指的是在某种情况下到达保护管线的阴极保护电流减小，当阴极保护电流小于管道所需的最小保护电流后，管道由于得不到有效的保护而发生腐蚀，大致分为涂层剥离、阴极剥离、环境屏蔽、涂层局部失效。
2、防腐层保护
防腐层的破坏主要可以分三个方面：第一是外力损坏，第二是施工的质量引起的破坏，第三是防腐层质量引起的破坏。通过这三个方面的分析，可以采取不同的措施。
1、联合保护
防腐层和电化学保护的同时使用被称为联合保护，是目前最经济合理的防腐蚀措施。完整的防腐层可以提高阴极保护的效率，有效的阴极保护可以为防腐层的破损点提供阴极保护电流，使破损点的管道阴极极化而得到保護，两者之中任意一方出现问题，都会造成防腐系统出现故障。
2、改善供热管道内环境
改善供热管道内环境，使热水水质达标，是管道内腐蚀防腐的主要目标。它主要包括降低热水中溶解氧的浓度；控制热水的酸碱值在规定范围内；控制热水温度，尽量避开腐蚀最强的温度区域；供热系统停止运行时，应及时清理系统中充满杂质的热水，重新充入软化水进行保养等几个方面。 3、良好的施工质量
在管道相接时，除了对工作钢管的焊缝严格要求外，外护壳的焊接也不容忽视，此外管道在埋设前应尽可能清除沟内较大的石块和其他锋利物，以防止管道在填入时外护壳受损。
4、供热参数的合理选择
当系统的供水温度过高时，保温层中的水分将被蒸发，保温层环境得到改善，不仅降低了热损失，更减少了管道的外腐蚀，但是根据内腐蚀的成因分析可知，高温供热将导致内腐蚀程度剧烈。因此，供热温度应根据具体系统和地区因地制宜，通过技术经济分析合理选用。
六、管网安全评估的研究方法
影响腐蚀破坏的因素众多，各种因素与腐蚀破坏之间是復杂的非线型的关系，至今没有一种统一的确定的腐蚀破坏评价方法。目前用于管网安全评估的研究多采用专家评分法、神经网络法以及模糊综合评价法，专家评分法是一种较为通用的评价方法。主要思路是针对腐蚀的影响因素分为若干项目再根据项目制订出相应的评价标准，聘请专家凭借自己的经验按此评价标准给出各项目的评价分值，最后加权给出综合评价。神经网络法反映了输入转化为输出的一种数学表达式，实质是高度非线性函数求全局最优解的过程。供热管网腐蚀是一个多系统、多层次的非线性复杂问题，而神经网络法可以利用已有的供热腐蚀事故数据，运用其自学习和自适应的特点，从典型事故案例中获取管网事故各个因素之间的关系，减少了不利的主观因素影响，对腐蚀问题进行合理的判断，但其存在一定的局限性。模糊综合评价就是对受众多影响因素的事物和对象，根据给出的评价标准和实测值，经过模型模糊变换后，对事物或对象做出总的评价。由于影响供热管道腐蚀的因素关系复杂，供热管道的腐蚀安全评估是一个多因素的风险评定过程，具有不精确性又有随机性，又大多属于模糊性，因此可以采用模糊算法。
七、结语
热力管道是城市基础设施的重要组成部分，热力管网的安全运行关系到社会的公共安全，而热力管道的防腐是一项长期的工作，需要大量投入，目前还没有绝对有效的手段能够一劳永逸的处理，只能通过今后进一步加强管网基础管理与数据统计，提高管网的检测技术水平并继续探索行之有效的腐蚀研究方法进行控制。
参考文献：
[1]林玉珍、杨德均：《腐蚀和腐蚀控制原理》，2007年2月
[2]刘绳：《牺牲阳极保护技术在供热管线防腐工程中的应用》，2008年4月
[3]陈志昕：《在役管道涂层及阴极保护失效模式探讨》，2012年
关键词：管道检测；供热管道；腐蚀；温度；供热管道；影响因素；研究方法
一、前言
随着我国供热需求的不断增长以及供热管道迅速发展其安全性与完整性的问题也就日益受到人们的关注。供热管道的腐蚀问题近些年来屡见不鲜，由腐蚀而引起的管道泄漏甚至爆裂的事情也时有发生。然而供热管道的腐蚀防护仍然没有得到足够的重视，腐蚀虽然可以控制但需要投入，而其效益是滞后和间接的。
二、研究的目的和意义
管道运输是与铁路、公路、航空、水运并驾齐驱的五大运输方式之一，作为一种特殊的运输方式，管道运输越来越广泛地用于各行业及城镇燃气、供水、供热系统中，已成为现代工业和国民经济的命脉。管道腐蚀的发生严重制约了输送能力，增大投资费用，威胁人身安全。采用有效的防腐蚀措施，可以使管道使用寿命大大提高。随着人们对城市建设、环境保护、节约能源要求的不断提高，在城市热网建设中热力管道直埋技术的应用越来越普及。为此有必要对管道实施定期检测及完整性评价。
三、腐蚀机理
所谓腐蚀是指金属表面在周围介质的作用下，由于化学或电化学作用的结果而产生的破坏。微电池腐蚀、宏电池腐蚀、杂散电流腐蚀和微生物腐蚀是腐蚀的主要形态。供热管道的材质一般是碳素钢，金属管道的腐蚀是管道在周围介质的作用下发生的化学变化破坏：电化学变化破坏或物理溶解破坏现象。可见，金属管道的腐蚀是包括管道本身和环境介质两者在内的一个综合反应作用过程。供热管道的腐蚀一般都属于电化学腐蚀。金属腐蚀是包括材料和环境介质两者在内的一个具有反应作用的体系。随着非金属材料特别是合成材料的迅速发展，它的破坏同样引起了人们的注意，腐蚀科学的现代含义已经扩展到非金属材料和金属材料的变质方面，金属材料在土壤中的腐蚀与其他环境中的腐蚀一样，是一个多影响因素的复杂过程。
四、腐蚀影响因素
1、水质因素
水质对内腐蚀影响很大，纯水对金属没有腐蚀性，但由于系统补水带入溶解物质，其中部分物质受热产生二氧化碳气体，使金属遭到溶解氧的腐蚀。
2、管道因素
钢管内壁质量的好坏对钢管内腐蚀起着相当重要的作用，为减少管道内腐蚀，要对钢管进行必要的处理。
3、水温因素
水温是热力管网区别于其他管网的重要因素。由于热水管网温度高，管道受热膨胀产生巨大热应力，在直埋管道上体现的尤为明显。
4、腐蚀环境
埋地管道所处的环境是土壤腐蚀环境，不同的土壤其腐蚀的程度差异很大。管沟内的腐蚀因素主要是管沟内温度、湿度、地下水位高低以及管沟内的通风状况，造成这类腐蚀的因素比较多。
5、土壤的含盐量
土壤的含盐量与土壤腐蚀性强弱有一定的对应关系。土壤中含盐量大，则电导率也增加，因而增加了土壤腐蚀性。
6、水与气的含量
土壤中水和气的含量相互制约，含水量多时，含气量较少；而含水量较少时，含气量增多。当水和气的含量达到某一特定比例时，土壤腐蚀性将会达到最大。在干湿不定的土壤中，水和气的含量交替变化，这样的土壤腐蚀性较强。
7、土壤温度
土壤温度越高，管道的外腐蚀越严重，因为温度较高的土壤会使土壤腐蚀电化学过程中的阴极扩散和离子化加剧，从而直接导致外腐蚀加速。
8、材料的耐蚀性
一般来说，碳钢的成分对土壤腐蚀性的影响不大，影响较大的是金属材料本身的相结构和组织等。
9、土壤的电阻率
土壤电阻率是土壤导电能力的综合反应，电阻率越小，土壤的腐蚀性就越强烈。因此，土壤电阻率是对土壤腐蚀性评价的重要参数之一。
10、溶解氧浓度的影响
在氧腐蚀情况下，溶解氧参与到阴极反应中，溶解氧浓度的变化将直接影响腐蚀的程度，其浓度越大腐蚀越剧烈。
11、其它溶解气体的影响
在供热系统中，如果热水中同时含有二氧化碳和溶解氧，其中二氧化碳会加速氧腐蚀，从而加剧管道腐蚀，如果热水中仅含有二氧化碳，管道内也
会产生相应的二氧化碳腐蚀。此外，硫化氢也会导致管道腐蚀程度加深。
五、供热管道腐蚀防护的措施
对金属施加有效的防护方法可以降低金属的腐蚀速率，使其寿命得到延长，故我们采用管道的防腐保护来延长其使用年限。
1、阴极保护
阴极保护电流屏蔽指的是在某种情况下到达保护管线的阴极保护电流减小，当阴极保护电流小于管道所需的最小保护电流后，管道由于得不到有效的保护而发生腐蚀，大致分为涂层剥离、阴极剥离、环境屏蔽、涂层局部失效。
2、防腐层保护
防腐层的破坏主要可以分三个方面：第一是外力损坏，第二是施工的质量引起的破坏，第三是防腐层质量引起的破坏。通过这三个方面的分析，可以采取不同的措施。
1、联合保护
防腐层和电化学保护的同时使用被称为联合保护，是目前最经济合理的防腐蚀措施。完整的防腐层可以提高阴极保护的效率，有效的阴极保护可以为防腐层的破损点提供阴极保护电流，使破损点的管道阴极极化而得到保護，两者之中任意一方出现问题，都会造成防腐系统出现故障。
2、改善供热管道内环境
改善供热管道内环境，使热水水质达标，是管道内腐蚀防腐的主要目标。它主要包括降低热水中溶解氧的浓度；控制热水的酸碱值在规定范围内；控制热水温度，尽量避开腐蚀最强的温度区域；供热系统停止运行时，应及时清理系统中充满杂质的热水，重新充入软化水进行保养等几个方面。 3、良好的施工质量
在管道相接时，除了对工作钢管的焊缝严格要求外，外护壳的焊接也不容忽视，此外管道在埋设前应尽可能清除沟内较大的石块和其他锋利物，以防止管道在填入时外护壳受损。
4、供热参数的合理选择
当系统的供水温度过高时，保温层中的水分将被蒸发，保温层环境得到改善，不仅降低了热损失，更减少了管道的外腐蚀，但是根据内腐蚀的成因分析可知，高温供热将导致内腐蚀程度剧烈。因此，供热温度应根据具体系统和地区因地制宜，通过技术经济分析合理选用。
六、管网安全评估的研究方法
影响腐蚀破坏的因素众多，各种因素与腐蚀破坏之间是復杂的非线型的关系，至今没有一种统一的确定的腐蚀破坏评价方法。目前用于管网安全评估的研究多采用专家评分法、神经网络法以及模糊综合评价法，专家评分法是一种较为通用的评价方法。主要思路是针对腐蚀的影响因素分为若干项目再根据项目制订出相应的评价标准，聘请专家凭借自己的经验按此评价标准给出各项目的评价分值，最后加权给出综合评价。神经网络法反映了输入转化为输出的一种数学表达式，实质是高度非线性函数求全局最优解的过程。供热管网腐蚀是一个多系统、多层次的非线性复杂问题，而神经网络法可以利用已有的供热腐蚀事故数据，运用其自学习和自适应的特点，从典型事故案例中获取管网事故各个因素之间的关系，减少了不利的主观因素影响，对腐蚀问题进行合理的判断，但其存在一定的局限性。模糊综合评价就是对受众多影响因素的事物和对象，根据给出的评价标准和实测值，经过模型模糊变换后，对事物或对象做出总的评价。由于影响供热管道腐蚀的因素关系复杂，供热管道的腐蚀安全评估是一个多因素的风险评定过程，具有不精确性又有随机性，又大多属于模糊性，因此可以采用模糊算法。
七、结语
热力管道是城市基础设施的重要组成部分，热力管网的安全运行关系到社会的公共安全，而热力管道的防腐是一项长期的工作，需要大量投入，目前还没有绝对有效的手段能够一劳永逸的处理，只能通过今后进一步加强管网基础管理与数据统计，提高管网的检测技术水平并继续探索行之有效的腐蚀研究方法进行控制。
参考文献：
[1]林玉珍、杨德均：《腐蚀和腐蚀控制原理》，2007年2月
[2]刘绳：《牺牲阳极保护技术在供热管线防腐工程中的应用》，2008年4月
[3]陈志昕：《在役管道涂层及阴极保护失效模式探讨》，2012年