输气管道阴极保护天然气管道的阴极保护施工方案

输

气

管

道

阴

极

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护

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管

道

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阴

极

保

护

河南汇龙合金材料有限公司

在我国，埋地天然气管道的早期保护方法仅为单一的浸油和玻璃纤维布涂层

方法，大部分在现场工作，因此很难保证除锈和涂层过程的质量。近年来，随着

煤焦油磁漆、环氧粉末、三层PE涂层材料和技术的发展，管道保护寿命大大延

长。但即使钢质管道具有较好的防腐层，在运输过程和现场施工中由于各种原因

造成的防腐层损坏，以及涂层本身也存在孔隙缺陷，这些薄弱部位，往往是管道

早期腐蚀和穿孔的根源。

随着城市现代化的进程，地下构筑物日益拥挤，燃气管道和水管、水管、热力管

网、电力电缆、通信电缆、网络平行敷设或交叉，或在非常狭窄的地下空间内，

再加上地下铁路工程的建设和发展，地下环境越来越复杂，燃气管网由于输送介

质具有爆炸性、易燃性、毒性等危险特性，一旦发生泄漏，其后果是显而易见的，

因此对城市燃气管网的防护水平与安全可靠性的要求越来越高c

城市燃气管线种类多，管线长；外防腐涂层随着建设年代而不同，其质量也参差

不齐，随着时间的推移，防腐层质量逐渐下降，其表现如漏铁点增加、粘附力下

降等。有时管道表面看起来防腐层还完好，但其绝缘电阻却已下降。城市燃气管

线铺设的范围随着城市的扩容而不断增加，燃气管道所经过的环境腐蚀性也各不

相同。燃气管线进入庭院后情况更加复杂，它除了继续与多种管网交织外，管线

埋设都比较浅，弯头、三通比较多，防腐层质量做的都不如市区管线，庭院内随

意开挖的几率比市区管线也大得多。

由于燃气管道各种阀井及伸缩节较多，其连接处的法兰垫片电阻增大，阻碍了阴

极保护电流的流动。而有些管道穿越混凝土与混凝土内的钢筋相搭接或燃气管道

进入用户家中，用户随意在天然气管道与水管间缠绕铁丝，使得天然气管道与自

来水管道电性连接，实施阴极保护时必然使大量的保护电流流失，也增加了再极

保护的难度。

由于城市的发展，城市可利用面积越来越少。浅埋阳极地床占地表面积大，对地

下其它金属结构物分布情况要求条件苛刻，且电流分布不均衡，容易产生干扰和

屏蔽；牺牲阳极由于保护距离有限，尤其对于旧管线使用量加大，间隔距离短,

市政道路开挖困难，使其应用受到了限制。城市燃气管网的这些特殊性都增加了

阴极保护的难度。

相比于煤与石油，天然气作为一-种环保型能源，通过管道连接着气田与下游处理

站和家庭用户。输送天然气的管材一般均为钢管，腐蚀是管材在输送过程中一定

需要解决的问题，其影响着管道的正常工作年限，对天然气运输的安全性存在着

隐患。当天然气防腐措施失效时，会造成天然气输送失败，甚至会导致气田生产

中断，管道损坏等一系列的经济损失[1-2]o

1天然气管道腐蚀类型

1.1外壁腐蚀

天然气管道无论是埋地管线还是架空管线，在运行过程中都会经受着各种恶劣的

自然环境影响c对于架空管线，管道主要受到大气腐蚀，对于埋地管线，管道主

要受到土壤腐蚀，对于海底管道，管道主要受到海水腐蚀。

1.2内壁腐蚀

天然气管道内壁一般与输送的天然气直接接触，所以天然气中含有的腐蚀性气体

杂质成分。

如C02、H2S、02等，是天然气管道内壁腐蚀的主要影响因素。同时，天然气

管材也会在高温、高压、高流速下出现材料性质的变化，影响着管道的抗腐饨能

力。

2天然气管道腐蚀的原因

2.1外壁腐蚀原因

天然气管道外壁因为直接与外界条件接触，所以外部环境会直接导致管道外壁腐

蚀。

2.1.1上壤腐蚀

土壤是一个复杂的介质。一般土壤中均含有气、液、固三相的物质，其中有的部

分还具有一定的导电性。同时，管道各处的结构也不全相同，土壤中还存在着大

量的土壤微生物。因此，影响土壤腐蚀主要有以下因素：1)土壤性质。土壤中

如果存在较大的孔隙度时，这些空隙中能够存在大量水分、微观粒子和气体，当

其与管道直接接触时，容易腐蚀天然气管道外壁c2)电化学腐蚀。土壤中含有

部分导电的溶液和杂乱电流，由于不同溶液有不同的浓度和电位差，对管道也会

产生不同程度的电化学腐蚀。3）微生物。土壤中有时会存在还原菌，还原菌会

将溶解的腐蚀性酸盐转化为还原性酸溶液，降低了土壤的pH值，酸性土壤进而

和管材中的铁及铁合金发生反应，腐蚀并加快了外界对外壁的腐蚀。

2.1.2大气腐蚀

大气腐蚀对于金属腐蚀而言，是最为普通的一种腐蚀方式。大气腐蚀受到管道所

处的地理环境的影响较大，不同地区的管道由于外界气候条件差异大而导致腐蚀

速率差异极大。在含有较多的腐蚀性组分的环境，暴露在空气中的管道腐蚀就会

大大加重。同时，大气腐蚀也与在空气中的水分和氧气的含量有主要关系，管材

在海边的腐蚀速度要远比内陆的管材腐蚀速率高。离海岸越近，空气中水含量越

大，腐蚀程度越高。

2.1.3海水腐蚀

海水像土壤一样，成分比较复杂，含有各种组分，并且是地球上一种天然的电解

质溶液。海水中的管道主要受到海水中盐含量、溶解氧、温度等因素的影响，其

中，海水中的盐会组成电解质，含盐量的大小决定了电解质的浓度，因此必然对

腐蚀产生影响。金属在海水中的腐蚀受吸氧腐蚀的作用，溶解氧浓度越大，传递

速度越大，去极化程度越高。提高温度会