论文部分内容阅读
【摘 要】钢制管道是现在燃气公司广泛选用的管道，如何保证其安全运行是燃气企业工作的重中之重。提出了钢制管道腐蚀的因素及应对措施，为燃气企业保证管道的安全性提供了有效依据。
【关键词】钢制管道；防腐层；防腐措施 随着利用率的提高和利用范围的扩展，天然气输送成为燃气使用过程中的关键。现阶段我国燃气管道一般采用钢管和PE管，而钢管施工范围较广，埋地钢管要达到长期安全运行，必须在六个方面有好的基础条件，即高品质的钢管、优良的焊接、合理的防腐措施、正常均衡的操作运行、较强的抗御自然破坏的能力及完善的维护管理体系。目前在国内外管道发生各种破坏性事故的原因中，人为造成的破坏占第一位，管道腐蚀破坏（含应力腐蚀开裂（SCC））占第二位。因此，选择安全、适用、经济的管道防腐层是很重要的。
埋地钢质管道发生腐蚀有四大影响因素：即环境、腐蚀防护效果、钢管材质及制造工艺、应力水平。管道的腐蚀破坏是上述诸因素相互影响的结果。
1.埋地管道所处的环境
埋地管道所处的环境是引起腐蚀的外因，这些因素包括土壤类型、土壤电阻率、土壤含水量（湿度）、pH值、硫化物含量、氧化还原电位、杂散电流及干扰电流、微生物、植物根系等。因此在选择防腐层时，必须综合考虑。
2.防腐效果
腐蚀防护是控制管道是否会发生腐蚀破坏的关键因素。目前管道的腐蚀防护采用了双重措施，即防腐层与阴极保护（外加电流或牺牲阳极）。防腐层至关重要的是能抵御现场环境腐蚀，保证与钢管牢固粘结，尽可能不出现阴极剥离。一旦发生局部剥离，就必须保证阴极保护电流的畅通，达到防护效果。
3.钢管的材质与制造因素
钢管的材质与制造因素是管道腐蚀的内因，特别是钢材的化学组分与微晶结构，非金属组分含量高，如S、P易发生腐蚀，C、Si易造成脆性开裂。微晶细度等级低，裂纹沿晶粒扩展，易发生开裂，加入微量镍、铜、铬可提高抗腐蚀性。在钢管制造过程中，表面存在缺陷如划痕、凹坑、微裂等，也易造成腐蚀开裂。
4.管道操作运行过程中的使用应力
管道操作运行时，输送压力与压力波动是应力腐蚀开裂的又一重要因素。过高的压力使管壁产生过大的使用应力，易使腐蚀裂纹扩展；压力循环波动也易使裂纹扩展。当裂纹扩展达到临界状态时，管道就会发生断裂破坏，甚至引起爆炸（燃气管道）。
5.现行的主要防腐层
目前世界各国埋地钢质管道所使用的防腐层主要有石油沥青、煤焦油瓷漆、挤塑聚乙烯、PE胶带、熔结环氧树指（FBE）及复合覆盖层（含三层PE）。
石油沥青是使用历史最长的防腐涂料，如果腐蚀环境无微生物、无深根植物，那么仍不失为一种经济适用的防腐层，当然它的流淌性不适合高温环境。煤焦油瓷漆也是历史悠久的防腐涂料，它克服了石油沥青的缺陷，但是在较低温度环境下的冷脆却限制了它的使用范围，而且它抗外界机械力破坏强度不高，石方山区不宜使用。熔结环氧树脂是所有防腐涂料中与钢管粘结力最强、抗各种环境腐蚀最好、抗机械冲击最高的防腐涂料，因而在管道应力腐蚀开裂调查中无腐蚀开裂案例，但由于涂敷层薄（不到1mm），抗尖锐物体的冲击较差，在山区地段要慎用。为克服上述缺点，开发了三层PE结构，这是一种将环氧树脂的抗阴极剥离粘结性与聚乙烯的抗冲击强度相结合的复合结构。因此是我公司采用率较高的防腐形式。
各种防腐层有各自的优缺点，应根据管道线路的地质条件、腐蚀环境，因地制宜地选用，并不是价格高就一定好，而是以安全、适用、经济为原则。
6.加强防腐质量的措施
6.1建立防腐层的综合评价方法
建议先行试用因素加权计分法择优选用，以解决管道的设计问题。此方法是先根据线路各段环境条件，列出选用因素，如第一腐蚀因素（主要的）、第二腐蚀因素（次要的）、第三腐蚀因素（更次要的）、地质因素、自然气候因素及价格因素等。然后将各种因素划分一定比例数（总和为1），再将各类覆盖层对应于各因素按百分制打分，最后将覆盖层分数乘以比例数，得出加权计分，据此排列出覆盖层选用次序，供业主与设计者参考。当然，此种方法并不很科学，原因是比例划分与覆盖层评分都有人为因素，因此应请有经验的专业技术人员打分，求加权平均值，可能会更合理一些。
6.2加强钢管表面处理
管道发生应力腐蚀开裂（SCC）主要是由剥离或阴极剥离造成的。由于过去在管道防腐涂敷前對钢管表面除锈处理较简单，造成底漆粘结不牢，因此易发生剥离或阴极剥离。为此，涂敷前的钢管表面必须进行抛丸或喷砂处理，以达到标准要求的洁净度和锚纹深度，确保底漆粘结牢固。
6.3把好现场补口质量
①补口材料与管体防腐层有较好的相容性。
②补口接合部应严密粘牢，必要时可作严密性试验。
③必须认真处理补口处的钢管表面，达到管体表面洁净度的要求。
6.4固定式与移动式防腐作业线相结合
工厂固定式防腐作业生产，由于施工环境好，可提高防腐管的质量。但对于需要长途运输的管材，防腐层易损伤，而现场修补也很难达到满意的效果，故建立防腐作业线应考虑固定与移动相结合，以满足工程现实的需要。
【参考文献】
[1]黄国洪.燃气工程施工，2008：113-118.
[2]陈红萍，刘彬，王艳彦.人工煤气管道内壁腐蚀分析及防腐措施.煤气与热力，2007：13-16.
[3]刘存贵，剧慧斌，张英杰.煤气管道局部腐蚀原因及应对措施.腐蚀与防护，20042（25）：69-70.
【关键词】钢制管道；防腐层；防腐措施 随着利用率的提高和利用范围的扩展，天然气输送成为燃气使用过程中的关键。现阶段我国燃气管道一般采用钢管和PE管，而钢管施工范围较广，埋地钢管要达到长期安全运行，必须在六个方面有好的基础条件，即高品质的钢管、优良的焊接、合理的防腐措施、正常均衡的操作运行、较强的抗御自然破坏的能力及完善的维护管理体系。目前在国内外管道发生各种破坏性事故的原因中，人为造成的破坏占第一位，管道腐蚀破坏（含应力腐蚀开裂（SCC））占第二位。因此，选择安全、适用、经济的管道防腐层是很重要的。
埋地钢质管道发生腐蚀有四大影响因素：即环境、腐蚀防护效果、钢管材质及制造工艺、应力水平。管道的腐蚀破坏是上述诸因素相互影响的结果。
1.埋地管道所处的环境
埋地管道所处的环境是引起腐蚀的外因，这些因素包括土壤类型、土壤电阻率、土壤含水量（湿度）、pH值、硫化物含量、氧化还原电位、杂散电流及干扰电流、微生物、植物根系等。因此在选择防腐层时，必须综合考虑。
2.防腐效果
腐蚀防护是控制管道是否会发生腐蚀破坏的关键因素。目前管道的腐蚀防护采用了双重措施，即防腐层与阴极保护（外加电流或牺牲阳极）。防腐层至关重要的是能抵御现场环境腐蚀，保证与钢管牢固粘结，尽可能不出现阴极剥离。一旦发生局部剥离，就必须保证阴极保护电流的畅通，达到防护效果。
3.钢管的材质与制造因素
钢管的材质与制造因素是管道腐蚀的内因，特别是钢材的化学组分与微晶结构，非金属组分含量高，如S、P易发生腐蚀，C、Si易造成脆性开裂。微晶细度等级低，裂纹沿晶粒扩展，易发生开裂，加入微量镍、铜、铬可提高抗腐蚀性。在钢管制造过程中，表面存在缺陷如划痕、凹坑、微裂等，也易造成腐蚀开裂。
4.管道操作运行过程中的使用应力
管道操作运行时，输送压力与压力波动是应力腐蚀开裂的又一重要因素。过高的压力使管壁产生过大的使用应力，易使腐蚀裂纹扩展；压力循环波动也易使裂纹扩展。当裂纹扩展达到临界状态时，管道就会发生断裂破坏，甚至引起爆炸（燃气管道）。
5.现行的主要防腐层
目前世界各国埋地钢质管道所使用的防腐层主要有石油沥青、煤焦油瓷漆、挤塑聚乙烯、PE胶带、熔结环氧树指（FBE）及复合覆盖层（含三层PE）。
石油沥青是使用历史最长的防腐涂料，如果腐蚀环境无微生物、无深根植物，那么仍不失为一种经济适用的防腐层，当然它的流淌性不适合高温环境。煤焦油瓷漆也是历史悠久的防腐涂料，它克服了石油沥青的缺陷，但是在较低温度环境下的冷脆却限制了它的使用范围，而且它抗外界机械力破坏强度不高，石方山区不宜使用。熔结环氧树脂是所有防腐涂料中与钢管粘结力最强、抗各种环境腐蚀最好、抗机械冲击最高的防腐涂料，因而在管道应力腐蚀开裂调查中无腐蚀开裂案例，但由于涂敷层薄（不到1mm），抗尖锐物体的冲击较差，在山区地段要慎用。为克服上述缺点，开发了三层PE结构，这是一种将环氧树脂的抗阴极剥离粘结性与聚乙烯的抗冲击强度相结合的复合结构。因此是我公司采用率较高的防腐形式。
各种防腐层有各自的优缺点，应根据管道线路的地质条件、腐蚀环境，因地制宜地选用，并不是价格高就一定好，而是以安全、适用、经济为原则。
6.加强防腐质量的措施
6.1建立防腐层的综合评价方法
建议先行试用因素加权计分法择优选用，以解决管道的设计问题。此方法是先根据线路各段环境条件，列出选用因素，如第一腐蚀因素（主要的）、第二腐蚀因素（次要的）、第三腐蚀因素（更次要的）、地质因素、自然气候因素及价格因素等。然后将各种因素划分一定比例数（总和为1），再将各类覆盖层对应于各因素按百分制打分，最后将覆盖层分数乘以比例数，得出加权计分，据此排列出覆盖层选用次序，供业主与设计者参考。当然，此种方法并不很科学，原因是比例划分与覆盖层评分都有人为因素，因此应请有经验的专业技术人员打分，求加权平均值，可能会更合理一些。
6.2加强钢管表面处理
管道发生应力腐蚀开裂（SCC）主要是由剥离或阴极剥离造成的。由于过去在管道防腐涂敷前對钢管表面除锈处理较简单，造成底漆粘结不牢，因此易发生剥离或阴极剥离。为此，涂敷前的钢管表面必须进行抛丸或喷砂处理，以达到标准要求的洁净度和锚纹深度，确保底漆粘结牢固。
6.3把好现场补口质量
①补口材料与管体防腐层有较好的相容性。
②补口接合部应严密粘牢，必要时可作严密性试验。
③必须认真处理补口处的钢管表面，达到管体表面洁净度的要求。
6.4固定式与移动式防腐作业线相结合
工厂固定式防腐作业生产，由于施工环境好，可提高防腐管的质量。但对于需要长途运输的管材，防腐层易损伤，而现场修补也很难达到满意的效果，故建立防腐作业线应考虑固定与移动相结合，以满足工程现实的需要。
【参考文献】
[1]黄国洪.燃气工程施工，2008：113-118.
[2]陈红萍，刘彬，王艳彦.人工煤气管道内壁腐蚀分析及防腐措施.煤气与热力，2007：13-16.
[3]刘存贵，剧慧斌，张英杰.煤气管道局部腐蚀原因及应对措施.腐蚀与防护，20042（25）：69-70.