燃气管道的防腐应用常识

燃气管道的防腐应用常识内容提要城镇燃气钢制管道埋地敷设时都有哪些腐蚀因素？土壤的腐蚀性与哪些因素有关？其腐蚀性等级如何划分？城镇埋地钢制燃气管道绝缘防腐层保护有哪几种等级？应根据哪些因素确定？城镇埋地钢制燃气管道绝缘防腐层保护有哪几种等级？应根据哪些因素确定？管道防腐绝缘层材料应满足哪些基本要求？埋地管道绝缘防腐层有哪几种？常用的沥青防腐绝缘层主要有几种？其各防腐等级的构成如何？埋地钢制管道有几种电保护法？如何确定城镇燃气钢质埋地管道的电保护方案？埋地燃气管道与交流电力线接地体的净距应如何确定？埋地燃气管道与交流电力线接地体的净距应如何确定？大气中对金属管道有哪些腐蚀性物质？其腐蚀程度分哪几类？选择设备、管道外部防腐涂料的原则是哪些？城镇燃气钢制管道埋地敷设时都有哪些腐蚀因素？输送燃气的钢管按其腐蚀部位的不同，分为内壁腐蚀和外壁腐蚀。(l）内壁腐蚀水在管道内壁生成一层亲水膜，形成了原电池腐蚀的条件，产生电化学腐蚀。还由于输送的燃气中可能含有硫化氢、二氧化碳、氧、硫化物或其他腐蚀性化合物直接和金属起作用，引起化学腐蚀。因此，在钢管内壁一般同时存在化学腐蚀及电化学腐蚀。内壁防腐的根本措施首先应是将燃气净化，使其杂质含量达到规范要求的允许值以下。还可以在管道内用合成树脂或环氧树脂等作内涂层，可防止管道内壁的腐蚀，并能降低管壁的粗糙度，相应地68提高了管道的输气能力。(2）外壁腐蚀钢管外壁腐蚀在架空或埋地情况下均可能发生。对于架空钢管的外壁防腐一般用油漆覆盖层防护。而埋地钢管外壁腐蚀的原因比较复杂。其中化学腐蚀是全面性的腐蚀，在化学腐蚀的作用下，管壁厚度的减薄是均匀的，所以从钢管受到穿孔破坏的观点看，化学腐蚀的危害性不大，一般也可采取外壁覆盖层保护。除全面性的化学腐蚀而外，一般还有如下三类腐蚀：l）电化学腐蚀由于土壤各处物理化学性质不同、管道本身各部分的金相组织结构不同，如晶格的缺陷及含有杂质、金属受冷热加工而变形产生内部应力，特别是钢管表面粗糙度不同等原因，使一部分金属容易电离，带正电的金属离子离开金属，而转移到土壤里，在这部分管段上电子越来越过剩，电位越来越负；而另一部分金属不容易电离，相对来说电位较正。因此电子沿管道由容易电离的部分向不易电离的部分流动，在这两部分金属之间的电子有失有得，发生氧化还原反应。失去电子的金属管段成为阳极区，得到电子的这段管段成为阴极区。腐蚀电流沿金属管段从阴极区流向阳极区，然后从阳极区流离管道，经土壤又回到阴级区，形成回路，土壤中发生离子迁移，带正电的阳离子（如H+）趋向阴极，带负电的阴离子（如OH-）趋向阳极。使阳极区的金属离子不断电离而受到腐蚀，使钢管表面出现凹穴，以至穿孔，而阴极则保持完好。2）杂散电流对钢管的腐蚀由于外界各种电气设备的漏电与接地，在土壤中形成杂散电流。其中对钢管危害最大的是直流电，泄漏直流电的设备有电气化铁路和有轨电车的钢轨、直流电焊机、整流器外壳接地和阴极保护站的接地阳极等，在电流离开钢管流人土壤处，管壁产生腐蚀。3）细菌作用引起的腐蚀根据对微生物参与腐蚀过程的研究发现，不同种类细菌的腐蚀行为，其条件各不相同。例如，在缺氧土壤中存在厌氧的硫酸盐还原菌，它能将可溶的硫酸盐转化为硫化氢，使土壤中氢离子浓度增加，加速了埋地钢管的腐蚀过程。硫酸盐还原菌的活动与土壤的声值有关。pH值在4.5-9.0时细菌生长最为适宜，pH值在3.5以下或11.0以上时，细菌的活动完全受到抑制。土壤的腐蚀性与哪些因素有关？其腐蚀性等级如何划分？土壤颗粒内充满空气、水和各种可溶盐，使土壤具有电解质溶液的特征，可以导电。土壤的腐蚀性与土壤的结构、含水量、透气性、导电性、有无各种盐类和酸类等因素有关。干燥土壤对金属的腐蚀作用比潮湿土壤小。当土壤含水量11％-13％时，土壤的腐蚀性最大，而超过20％-24％时；土壤的腐蚀能力趋于下降。被水分饱和的土壤的腐蚀性最小。当含水量经常变化，水分和氧共同对金属起腐蚀作用时，这样的腐蚀最为严重。城市中有污水淤积的土壤，其中的土壤结构各不相同，而且杂质很多，这种土壤的腐蚀性很大。沼泽地区、潮湿的泥炭质土壤以及炉渣履盖的土壤等，腐蚀性也很大。纯砂土对管道的腐蚀作用甚小。研究土壤时，考虑上述全部因素是相当复杂的。应找出一个既易测定、而又基本上能反映土地腐蚀性的物理量。研究结果证明，土壤的电阻率是土壤腐蚀性能的最重要特征，而电阻率又能迅速而较精确地测定。结合我国土壤实际情况，对一般地区土壤腐蚀性分级可按表4.1.65-1确定。表4.1.65-1一般地区土坡腐蚀性分级标准腐蚀性等级强中弱土壤电阻率／(Ω.m)2020-5050对于腐蚀因素较复杂地区，可按《钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范》SY0007的规定，确定腐蚀性指数。然后根据十二项指数的代数和按表4.1.65-2进行分级。表4.1.65-2腐蚀因素复杂地区土坡腐蚀性分级腐蚀性等级强腐蚀中等腐蚀弱腐蚀评价指数之和-10-5～-1050城镇埋地钢制燃气管道绝缘防腐层保护有哪几种等级？应根据哪些因素确定？埋地钢制燃气管道采用绝缘防腐蚀层时，共分为普通、加强和特加强三级。燃气埋地管道涂层防腐等级应根据土壤的腐蚀性、管道的重要程度及所经地段的地质、环境条件等因素确定。当城镇燃气管道在下列情况下，应采用加强级和特加强级：(l）高压、次高压、中压管道和直径≥200mm的低压管道；(2）穿越河流、公路、高速公路、铁路的管道；(3）有杂散电流干扰及存在细菌腐蚀较强的管道；(4）需要特殊防护的管道；(5）厂、站内管道。管道防腐绝缘层材料应满足哪些基本要求？管道防腐绝缘层一般应满足下列基本要求：(l）应有良好的电绝缘性能、涂层电阻不应小于1000Ω.m2、耐击穿电压强度不得低于电火花检测仪检测的电压标准；(2）涂层应具有一定耐剥离的能力；(3）应有足够的机械强度、韧性及塑性。应有一定抗冲击强度、良好的弯曲性、耐磨性、针入度应达到规定指标、良好的粘结性，以保证涂层连续完整；(4）应有良好的防水性和稳定性。耐大气老化性能好、化学稳定性好、耐水性好、足够的耐热性和耐低温性能好等；(5）材料来源充足，价格低廉，便于机械化施工；(6）涂层应易于修补。埋地管道绝缘防腐层有哪几种？常用的沥青防腐绝缘层主要有几种？其各防腐等级的构成如何？目前国内外埋地钢管所采用的防腐绝缘层种类很多，有沥青绝缘层、聚氯乙烯包扎带、防腐胶带、塑料薄膜涂层、酚醛泡沫树脂等塑料绝缘层、环氧粉末喷涂、搪瓷涂层和水泥砂浆涂层等。沥青是埋地管道中应用最多和效果较好的防腐材料。现有的沥青防腐涂料定型产品有煤焦油瓷漆、石油沥青漆、环氧煤沥青等。煤焦油沥青具有抗细菌腐蚀的特点，但有毒性。塑料绝缘层在强度、弹性、受撞击、粘结力、化学稳定性、防水性和电绝缘等方面，均优于沥青绝缘层。沥青防腐绝缘层主要有石油沥青与环氧煤沥青两种。沥青绝缘层由沥青、玻璃布和防腐专用的聚氯乙烯塑料布组成。防腐层结构形式如表4.1.68-1和表4.1.68-2所示。表4.1.68-1石油沥育防腐层等级及结构（mm）防腐层等级防腐涂层结构每层沥青厚度涂层点厚度1234567891011普通防腐沥青底漆沥青玻璃布沥青玻璃布沥青聚氯乙烯膜≈1.5≥4.0加强防腐沥青底漆沥青玻璃布沥青玻璃布沥青玻璃布沥青聚氯乙烯膜≈1.5≥5.5特加强防腐沥青底漆沥青玻璃布沥青玻璃布沥青玻璃布沥青玻璃布沥青聚氯乙烯膜≈1.5≥7.0表4.1.68-2环氧煤沥青防腐层等级及结构（mm）防腐层等级防腐涂层结构总厚度普通防腐底漆—面漆一玻璃布一两层面漆≥0.4加强防腐底漆一面漆一玻璃布一面漆一玻璃布一两层面漆≥0.6特加强防腐底漆一面漆一玻璃布一面漆一玻璃布一面漆一玻璃布一两层面漆≥0.8埋地钢制管道有几种电保护法？埋地钢制管道有三种电保护法：(l)外加电源阴极保护利用外加的直流电源，通常是阴极保护站产生的直流电源，使金属管道对土壤造成负电位保护方法，称为外加电源阴极保护。埋地金属管道达到阴极保护的最低电位值价，由土壤腐蚀性质等因素决定，一般需要通过较长期的实践或在实验室测定来决定其数值。一个阴极保护站的保护半径R＝15～20km，两个站之间的保护距离S＝4O～60km。(2）牺牲阳极保护法采用比被保护金属电极电位更负的金属材料和被保护金属相连，以防止被保护金属遭受腐蚀，这种方法称为牺牲阳极保护法。电极电位较负的金属与电极电位较正的被保护金属，在电解质溶液（土壤）中形成原电池，作为保护电源。电位较负的金属成为阳极，在输出电流过程中遭受破坏，故称为牺牲阳极。牺牲阳极又名为保护器，通常用电极电位比铁更负的金属，如镁、铝、锌及其合金作为阳极。使用牺牲阳极保护时，被保护的金属管道应有良好的防腐绝缘层，此管道与其他不需要保护的金属管道或构筑物之间没有通电性，即绝缘良好。(3）排流保护法为防止地下杂散电流腐蚀可用排流保护法。用排流导线将管道的排流点与电气化铁路的钢轨、回馈线或牵引变电站的阴极母线相连接，使管道上的杂散电流不经土壤而经过导线单向地流回电源的负极，从而保证管道不受腐蚀，这种方法称为排流保护法。如何确定城镇燃气钢质埋地管道的电保护方案？采用涂层保护埋地敷设的钢质燃气管道一般同时采用阴极保护。市区外埋地敷设的燃气管道，当采用阴极保护时，一般采用强制电流方式，其设计应符合国家现行标准（（埋地钢质管道强制电流阴极保护设计规范》SY/T0036的规定。市区内埋地敷设的燃气管道，当采用阴极保护时，一般采用牺牲阳极法，其设计应符合国家现行标准（埋地钢质管道牺牲阳极、阴极保护设计规范》SYFT0019的规定。埋地燃气管道与交流电力线接地体的净距应如何确定？埋地燃气管道与交流电力线接地体的净距应不小于表4.1.71的规定。表4.1.70地下燃气管道与交流电力线接地体的净距电压等级／kV1035110220铁塔或电杆接地体／m13510电站或变电所接地体／m5101530大气中对金属管道有哪些腐蚀性物质？其腐蚀程度分哪几类？选择设备、管道外部防腐涂料的原则是哪些？大气中腐蚀性物质有腐蚀性气体、酸雾、颗粒物、滴溅液等四种。它们对钢材表面腐蚀程度可分为弱腐蚀、中等腐蚀、强腐蚀三种。防腐涂料适用原则为：(l）与被涂物的使用条件相适应；(2）与被涂物表面的材质相适应；(3）底漆与面漆正确配套；(4）经济合理；(5）具备施工条件。