埋地管道腐蝕機理及應對措施

1、<p>　　埋地管道腐蝕機理及應對措施</p><p>　　摘要：介紹了埋地管道的腐蝕機理，分析了影響腐蝕的因素，從內(nèi)、外防腐蝕、陰極保護等方面論述了防腐蝕的應對措施，并指出了防腐蝕層、陰極保護并重的防腐蝕措施的重要性。 </p><p>　　關鍵詞 埋地管道;腐蝕機理;影響因素;對策; </p><p>　　中圖分類號：TU74 文獻標識碼：A 文章編號

2、： </p><p><b>　　引言 </b></p><p>　　管道是流體長距離輸送的主要方式之一，多為隱蔽工程（ 地下或水下），屬半永久性金屬設施。對于埋地管道來說，腐蝕是威脅其長期安全運行的主要因素。管道腐蝕問題遍及國民經(jīng)濟和國防建設的各個部門，大量的管道、構件和閥門等因腐蝕而損壞報廢，既給國民經(jīng)濟帶來巨大損失，也給生產(chǎn)生活造成極大的困難，為了防止或減緩腐蝕

3、速度，有必要大力深入研究腐蝕的原理和應對措施。 </p><p>　　一、管道腐蝕機理分析 </p><p>　　地下管道的腐蝕按照“腐蝕”的定義，是指物質與環(huán)境作用所發(fā)生的破壞。具體到地下管道，就外部環(huán)境而言，是管道材料與土壤環(huán)境介質發(fā)生的化學、物理化學、電化學作用，導致管道的局部或整體的破壞。作為管道的材料，主要有金屬（鑄鐵、鋼、鋼筋）和混凝土等，特別是鋼鐵材料，主要是經(jīng)受電化學腐蝕，

4、而混凝土則受到化學、物理化學腐蝕。此外，管道內(nèi)部的腐蝕是發(fā)生在管道材質與所運送的介質（氣、水等）之間的化學、電化學作用，由于介質的不同，其腐蝕情況也有很大差別。&#160;埋地管道一般用于輸送油、氣，常遇到的腐蝕介質是硫化氫、二氧化碳、有機硫化物、鹽、地層水、礦物質及氧等。硫化氫水溶液是弱酸，二氧化碳的腐蝕是困擾世界石油工業(yè)、同時也是困擾國內(nèi)油氣工業(yè)發(fā)展的一種常見的腐蝕，臺面狀腐蝕是腐蝕過程最嚴重的現(xiàn)象。關于它的腐蝕機理，一般都

5、認為是溶解在水中的二氧化碳和水反應生成碳酸，而后再和金屬離子發(fā)生反應使之被腐蝕，這一機理也很好地解釋了水化學作用和在現(xiàn)場一旦發(fā)生上述過程時，局部腐蝕會突然變得非常嚴重等現(xiàn)象。另外氧腐蝕原理氧腐蝕是最普通的一種腐蝕，凡有空氣、水、水蒸氣存在的場合均會發(fā)生氧腐蝕。腐蝕過程中鐵、氧和水化合形成鐵</p><p>　　二、影響管道腐蝕的因素 </p><p>　　1.影響硫化氫腐蝕的因素影響硫化氫

6、腐蝕的因素有硫化氫質量濃度、酸堿值、溫度、壓力、液體烴類等。含硫天然氣腐蝕性的決定因素是天然氣中硫化氫的分析，而不僅是硫化氫的含量。 </p><p>　　2.影響二氧化碳腐蝕的因素主要有壓力、溫度及水的組成。在一定溫度下，隨著二氧化碳分壓增加，溶液酸堿值下降；隨著溫度的升高，二氧化碳溶解度下降，溶液酸堿值上升。天然氣中的二氧化碳引起的腐蝕類型是深坑型腐蝕和沖蝕，隨著二氧化碳分壓的增加腐蝕加劇。含硫天然氣中的二氧

7、化碳會加速硫化氫對鋼質管道的腐蝕。 </p><p>　　3.土壤腐蝕的影響因素土壤腐蝕性不是由單一指標決定的，必須綜合考慮多種因素。影響埋地鋼質管道腐蝕速度的因素是多方面的，而且各種因素的交互作用也比較復雜。通常有以下幾個因素。 </p><p>　　①使用材料通常為碳鋼：碳鋼的成分對土壤腐蝕的影響不大，但材料本身的相結構和組織變化（如焊縫及熱影響區(qū)）對土壤腐蝕則比較敏感。 </p

8、><p>　?、谕寥罍囟龋和寥罍囟葧岣邥铀偻寥栏g電化學反應中陰極的擴散過程和離子化過程。土壤溫度還對土壤的電阻率、鹽、空氣、水含量、微生物活動產(chǎn)生影響。土壤溫度每升高1攝氏度 ，土壤的電阻率將提高約百分之二；過高的溫度還將促進鋼質管道的防護層材料老化；溫度升高，微生物活動增強，也會使腐蝕作用增大?？梢?，土壤溫度并不能作為一個評價土壤腐蝕的獨立指標，但它能改變土壤的物化性能，從而影響土壤的腐蝕性。 </p&

9、gt;<p>　　③土壤的氧化還原電位：土壤的氧化還原電位是一個綜合反映土壤介質氧化還原強度強弱的指標。土壤的氧化還原電位較高時，土壤的氧化性強，加速鋼質管道的腐蝕，反之腐蝕減慢。土壤的透氣性好時，氧含量較高，土壤處于強氧化條件。由此可見管道埋地時回填土夯實程度也影響著土壤的腐蝕性。土壤的氧化還原電位愈低，土壤中微生物對鋼質管道的腐蝕作用將愈強。有時土壤氧化還原電位值與土壤中微生物的數(shù)量有很好的對應關系，這是仍在研究的課題

10、。但這對于有機質高的土壤介質微生物腐蝕性的預測，還是有參考價值的。 </p><p>　?、芪⑸锔g：亦稱細菌腐蝕，是指細菌在特定的條件下，參與埋地鋼質管道的腐蝕過程。厭氧的硫酸鹽還原菌容易在酸堿值為6-8、透氣性差的土壤中和污染海域的海底污泥中繁殖。其生活過程中，需要氫或某些還原物質將硫酸鹽還原成硫化物，影響土壤腐蝕的因素還有雜散電流、鹽含量、水與空氣的含量、氣候條件、土壤的排水能力和引起覆蓋層破壞的土壤能力

11、等?？傊?，影響土壤腐蝕性的因素很多，影響的途徑各不相同，而且它們之間多數(shù)存在著交互作用，并可能隨時間而變化。 </p><p>　　三、埋地管道腐蝕應對措施 </p><p>　　采用涂層材料進行防腐蝕的理論依據(jù)是管道金屬如果與周圍土壤環(huán)境接觸隔離，則不會發(fā)生腐蝕。雖然靠涂料自身對腐蝕控制不是盡善盡美的，但正確使用時還是非常有效的，但是如果對管道進行涂層和陰極保護的聯(lián)合保護將會使防護更為有

12、效。當涂層被使用的時候，合適的選擇和使用涂層能對大多數(shù)管道表面提供必要的保護，管道如果涂覆完好可以使保護超過99％，如加上陰極保護則可以實現(xiàn)完全保護。各種類型的涂料性能和限制條件、特性和如何施工不相同，但是作為埋地系統(tǒng)金屬管道的涂層類型材料應具有以下理想特性：有效的電絕緣體；有效的阻水能力；施工性能：涂層在管道上的施工可以通過某一種方法，它不會明顯的影響管道的性質并且具有最小的缺陷；抵抗針孔隨時間發(fā)展的能力；與管道表面良好的附著力；抵抗

13、正常的加工、保管(紫外線降解)和安裝的能力：抗陰極剝離性：由于許多管道被陰極保護，涂層與陰極保護必須相容。需要的陰極保護量與涂層的質量和完整性是直接成比例的，陰極保護的陰極可能驅使水通過涂層而且使針孔周圍的粘接界面有剝離的趨勢，沒有涂層能完全抵御陰極保護引起的損害，當要求大電流時，可能產(chǎn)生雜散電流和干擾問題；容易修補：由于不存在絕對完整的管道涂層</p><p>　　除上面的特點外，選擇管道涂層時還應該考慮管道所

14、處的環(huán)境、輸送介質情況和造價等因素。為管道工程項目選擇涂層體系時，設計的最重要的特征是涂層穩(wěn)定性。為此需要的是涂層化合物在管道安裝后和穩(wěn)定的回填后具有高電阻值，而且隨著時間的推移電阻損失很少。管道涂層遭遇破壞的一個主要原因是不當使用。不當使用的高質量材料是毫無用處，因此管道涂層的質量不僅僅體現(xiàn)在它的施工質量上。對施工單位的評價，應考慮下面幾點：經(jīng)驗；信譽；可靠性；嚴格遵守涂料生產(chǎn)商的產(chǎn)品說明書；現(xiàn)代化施工設備；質量控制。 </p&

15、gt;<p><b>　　結束語 </b></p><p>　　總之, 要正確地選擇、實施管道防腐蝕工程，需要盡可能地了解以下兩方面的情況： </p><p>　?、偎猛苛咸匦约跋拗茥l件等； </p><p>　　②實地調(diào)查管道工程所處的各種條件以及管道加工制作信息。 </p><p>　　只有全面地了解

16、這些信息，在選擇合適的保護涂層體系時，才能夠提出切實有效的方法，并提出完備的施工說明書和檢查項目。在有效實施后確保達到最好的涂層效果。 </p><p><b>　　參考文獻 </b></p><p>　?。?］劉玉琴.馮燕桃.彭軒采油用小口徑地下管道薄層防腐蝕涂料配方探討[會議論文]-2007 </p><p>　　［2］張海梅.許國良.彭金