城市埋地天然气管道的腐蚀

论文标题：城市埋地天然气管道的腐蚀名称：大学：学号：类：大学2013年1月11日城市埋地天然气管道腐蚀城市埋地天然气管道腐蚀摘褥子城市下面的地形非常复杂，多种类型的管道也很多，天然气管道埋在城市地下会受到多种因素的影响，随着时间的推移，管道会慢慢腐蚀，对城市产生不利影响。因此，本文对城市埋地天然气管道的腐蚀情况及其危害程度进行了比较，并提出了相应的防腐措施、这种方法所能达到的效果、天然气管道防腐方面的国内外一些案例。关键词：卖场，天然气，因素，保护City buried gas pipeline corrosionAbstracturban undersground terrain is very complicated，and various types of pipe is very much also，Natural gas pipeline buried in urban underg wildergtherefore，in this paper，The city buried gas pipeline corrosion and damage degree in detail，and put forward The corresponding corrosonKeywords: buried、Natural gas、Factors、protection目录摘褥子Abstract引言第一章我国城市埋地燃气管道的现状第二章城市埋地天然气管道腐蚀机理第三章城市埋地天然气管道腐蚀第四章城市埋地天然气管道的防腐措施第五章天然气管道涂层评价第六章智能腐蚀试验设备和技术第七章防腐管理计算机网络第八章国内外管道防腐技术的差距参考文献引言随着城市的现代化和发展，地下管道的种类和数量迅速增加。埋在地下的管道长期受到外部土壤和内部介质的作用，腐蚀造成的经济损失很大。据美国1977年统计，美国每年因腐蚀而造成的经济损失为700亿美元，美国每年有40%的钢铁因腐蚀而损失，其中10%变成完全废物。腐蚀导致管道堵塞，结垢等引起的能源额外消耗也很大。管道的腐蚀常常导致管道设备的计划外维护、更换和计划外生产中断，造成直接和间接的经济损失，同时，由于城市埋天然气管道的维修，也可能引起市民的麻烦。城市煤气管道腐蚀穿孔引起的泄漏事故不仅会污染环境，还会引起爆炸和火灾，造成人员伤亡和财产损失。因此腐蚀的危害不是单纯的经济问题，而是非常严重的社会问题。为了确保城市燃气供应的安全，城市地下燃气管道的腐蚀问题需要受到高度重视和有效控制。第一章我国城市埋地燃气管道的现状1管道表面的除锈不足以满足St3级手动除锈要求。更典型的是钢管和冷凝液缸的表面土坯及铁锈还在，没有任何处理，在上面缠上了防腐蚀胶带。2涂层的总厚度小于1毫米，不符合sy4014-93标准的聚乙烯胶带加强板厚度要求(加强板大于1毫米)。3防腐胶布层粘合不好，起泡，分层形成，或漏水。4防腐带和管道的表面(火炬、弯头、三通、法兰、冷凝液缸等)不符合sym4014-93标准中8N/cm的粘合要求。5沟渠没有先用干燥的沙子填，而是直接用泥土和建筑垃圾填。6黄油磁带的外部防腐磁带严重老化，易碎，没有韧性，强度低。7胶带的底漆被粉末严重老化，几乎没有粘合力。8安装了牺牲阳极的管道大部分未达到sy/t0019-97埋地钢管牺牲阳极阴极保护设计规范(0.85V)。第二章城市埋地天然气管道腐蚀机理2.1管腐蚀机理埋置的金属管形成土壤和电极体系，金属的材料和管道所在的土壤环境的特征特性细微或宏观上有差异，因此金属管道表面的不同部分产生不同的电极电位。一般而言，高电位区域成为腐蚀电池中的阴极，低电位区域成为电池中的正极。阳极腐蚀工艺： Fe=Fe2 2e这个过程就是原子状态下的铁被高价铁离子氧化，产生腐蚀的过程，铁离子与土壤中的其他元素结合，成为铁的腐蚀产物，例如硫酸铁、氧化铁、氧化铁、氧化铁、氢氧化铁等。高电位区可引起其他离子的还原反应。土壤含有氢离子和氧等物质，因此这种氧化介质通过吸收金属腐蚀引起的电子，使系统的电荷保持平衡，从而产生还原反应。其反应方程式如下。O2 H2O 4e=4 (oh)-金属腐蚀过程的电子传输是通过金属管道进行的，离子交换是通过土壤的环境进行的，因此形成了埋藏金属管道的腐蚀点和传输通道。2.2管腐蚀机理在天然气管道输送的介质中，H2S，CO2溶于水，生成酸，碳钢在酸内发生电化学反应腐蚀，阳极部分的铁氧化成Fe2离子，释放出的电子在正极(Fe)流入钢的负极(Fe3C)中被h吸收，还原为氢阳极氧化反应：Fe=fe2e阴极还原反应：2H 2e=H2总反应：Fe 2H=Fe2 H2第三章城市埋地天然气管道腐蚀3.1管腐蚀煤气管的外壁主要受土壤腐蚀、细菌腐蚀、杂散电流、地下水和温度的影响。1土壤的影响：根据管道潮湿的程度，将结构埋在不同的土壤里，膨胀的不均匀性会形成氧浓度电池的腐蚀，沙子中的金属部分容易渗氧，因此电位比较高，也可能是阴极，黏土中的金属部分会缺氧，变成阳极，因此在这两者之间形成氧浓度电池，就像粘土中的金属部分被腐蚀一样，埋在地下的管道(特别是水平直径较大的管子)会根据各处的深度进行氧但如果是微电池效应引起的腐蚀的结论，则与上述完全相反。在黏土中，氧进入更困难，氧脱极化过程更困难，因此腐蚀也更慢，土壤中氧渗透更容易，氧脱极化过程更容易，腐蚀也更快。土壤的水分中，与土壤的组成成分结合，也与固体颗粒的周围紧密地粘在一起，当微小的气孔流动或盐流溶于该水时，土壤形成电解质，此时土壤的导电性与土壤的湿干程度相关，土壤干燥程度越低，阻力越大，土壤水分含量越大，盐含量越多，阻力越小。大部分土壤是中性的，PH值在6-7之间，但也有碱性砂质土和盐碱土等碱性土壤，pH值在7.5-9.5之间，腐殖土和沼气土等酸性，pH值在3-6之间，因此不同碱度的土壤会对埋地天然气管道产生其他腐蚀。2杂散电流引起的腐蚀杂散电流对防止土壤腐蚀引起的腐蚀具有实际意义。杂散电流是由直流电源(如电力列车、电车、焊机、点解槽、电化学保护等)设备造成的，泄漏电流、部分地下设备、地下管道、电缆和混凝土钢筋都容易被这种杂散电流腐蚀。直流电通常从轨道漏入地面，进入地下管道的某个地方。如果从另一个管道流出并回到轨道，则直接电流从管道流出的地方成为腐蚀电池的阳极区，腐蚀破坏发生在这里，据计算，金属的损失量与流动的杂散电流的电量成正比，遵循法拉第定律，如下图所示。可以看出，一安培电流在一年内溶解为约9公斤的铁的电化学腐蚀，杂散电流引起的腐蚀也相当严重。3微生物引起的腐蚀对腐蚀有效的细菌不多。其中最重要的是黄细菌和硫酸盐还原细菌(厌氧菌)。Thiobacillus有两种：硫排放菌和thiobacillus oxidatory，当温度在25-30度以上时，这种细菌无法生存，在地下导管附近，污水发酵结果产生硫硫酸盐，thiobacillus在上面批量生产元素硫，接着用硫酸生产元素硫(2)硫酸盐还原细菌厌氧细菌，如果土壤缺氧，没有氧浓度电池和杂散电流等腐蚀的大型电池，腐蚀过程就很困难，但对于包含硫酸盐的土壤，如果有硫酸盐还原细菌，腐蚀就会顺畅，更严重，主要是在生物体的催化作用下进行腐蚀过程的阴极脱极化反应，大大加速腐蚀。细菌腐蚀本身不是对金属起侵蚀作用，而是细菌生命活动的结构间接影响金属腐蚀的电化学过程，主要影响四种腐蚀过程。在新城市，腐蚀新陈代谢产物的细菌可以产生硫酸、有机酸、硫化物等腐蚀性代谢产物。生命活动影响电极反应的运动过程。改变金属所在环境的状态。破坏金属表面保护性的非金属盖子或缓蚀剂的稳定性。4地下水的影响据分析，夏天有草坪的地区管线容易泄漏，经常给草坪浇水。还有分析称，灌溉用水中，硫酸离子和氯离子比较高，可以加速管线腐蚀。5温度的影响安全记录显示，温度高的季节管线穿孔率比温度低的季节大，因此温度对管线的腐蚀速度也有很大影响。3.2管腐蚀管壁内部腐蚀是由天然气中残留的水分、氧气、硫化氢气体和二氧化碳气体引起的。我国天然气硫量比较高。特别是嘉中京地区的天然气，硫量通常达1%-13%(通常以硫化氢的形式出现)。在管道中，硫化氢和有机硫与水分混合后，与管壁发生反应，产生硫化铁，就会破坏金属晶格，使其容易破碎。与此同时，这种粉末很轻，能堵塞管道，所以重量到达一定程度的空气就会自然爆炸。第四章城市埋地天然气管道的防腐措施4.1改进措施1实施绝缘技术：1)绝缘对象：对保护电流过多的段和保护电流旁边有严重流的段进行绝缘处理，以及影响原始设计保护效果的新段进行绝缘处理。2)绝缘位置：压力调节器出口法兰；新老管道交接办公室。3)绝缘方法：基于原始法兰添加绝缘垫片和绝缘套管，或使用绝缘接头。2牺牲阳极内置1)埋设位置：各地区外部电流阴极保护系统无法保护的段。2)阳极：高效镁合金牺牲阳极。3)阳极间距为40-50米。3杂散电流排放保护对燃气管网的保护电位进行测试，然后使用排气口导线将管道的排水点连接到电气化铁路的轨道、反馈线或牵引变电所的阴极母线，使管道的杂散电流不经过土壤，流向电线的阴极。防止管道腐蚀。这种方法称为径流保护法。4.2地下管线防腐问题1钢埋地管道防腐措施1)压力大于0.4MP的煤气管一般使用钢管，其防腐应使用煤焦油漆或其他优秀防腐材料，管道接口应使用交联聚乙烯热导材料进行防腐处理。2)钢埋管在卸沟前要用电火花探测器检测泄漏，卸沟后要用吊装处重新检查，对发现的缺陷要及时修复，重新检查合格，才能回填。3)埋地钢管的沟槽底部有天然沙层或黄土层的话，允许直接用沙或黄土回填。沙子或黄土是基本的，但杂质少的管沟要用筛子筛一下再填。在泥土复杂、有砖瓦垃圾的关宫里，将沙盘应用15厘米后，下到沟里，在管道上方复盖30厘米的沙子后，在重新填平原来挖出来的土方之前，严禁将砖块石头垃圾放入沟里4)今后，购买相关设备和设备后，应认真进行梅摩尔钢管的回填前，管道涂层的绝缘电阻测量、涂层等级、回填5)今后要新建的钢管为避免二次开挖，必须同时进行阳极保护设计和施工。保护范围包括中压主管、分配管、中压支管，低压管原则上没有阴极保护2使用耐腐蚀性好的材料根据目前国内燃气行业的经验，PE管道是耐蚀性好的埋地燃气管道。压力小于0.4MP、直径小于DN200的埋地管道原则上应始终采用petube，直径大于DN200的埋地燃气管道即使综合投资比较与其他管道没有太大区别，也应采用pepipe。3钢燃气管道横向套管问题(1)对于经过的燃气管道，建议一般道路以下最高1米深，主干道以下最高1.2-1.5米深，不要直接埋电线管。但是直埋管段必须提高一级防腐等级2)由于特殊情况，如果横向燃气管道深度不满意，可以使用钢套，但是套管的管道必须在套管的中心部分应用隔热材料，与电线不电气连接，用镁阳极带保护，套管的两端必须用防水绝缘材料密封。4内壁防腐蚀：内壁防腐蚀的根本措施是净化天然气。严格控制输送气体的质量是延长管线寿命、实施安全气体供应的重要措施，天然气的质量指标必须符合国家的相关标准。防止内壁腐蚀的另一种方法是将两种环氧树脂涂上内部涂层，以防止内壁除锈后内壁腐蚀。4.3防腐方法1使用外部涂层涂层主要在金属表面形成隔热层的连续薄膜，