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与此界面有关的因素都会影 响腐蚀过程的进行

发布时间:2019-05-08 13:02

  近十余年,我国的城市燃气事业蓬勃发展,设计、施工和管理等各方面技术都有了很大进步。尤其是今年来,不少城市发展城市燃气事业,对节约能源、保护环境、提高人民生活水平和促进社会经济发展都有重要意义。现代化的城市燃气输配系统是复杂的综合设施,其主要部分是燃气管网。燃气管网主要应用钢管,但是钢管容易腐蚀,所以本文在这里分析了造成钢管腐蚀的机理,并提出了几点防腐措施。关键词:城市燃气;钢管;应用;化学腐蚀:是指金属表面与非电解质直接发生纯化学作用而引起的破坏。也就是说金属直接和介质接触引起的金属离子的溶解过程,在金属表面均匀发生,腐蚀速度缓慢。钢铁在空气中或土壤里的腐蚀就属于这种情况。但很少见,几乎与电化学腐蚀同时发生。

  电化学腐蚀:是指金属表面与离子导电的介质(电解质溶液)发生电化学作用而产生的破坏。也就是金属和电解质组成原电池所发生的金属电解过程。任何一处按电化学机理进行的腐蚀反应至少包含一个阳极反应和一个阴极反应,并以流过金属内部的电子流和介质中的离子流联系在一起。阳极反应,是金属离子从金属转移到介质中和放出电子的过程,阴极反应则是介质中氧化剂组分吸收来自阳极的电子还原过程。金属与电解质之间存在一个带电的界面,与此界面有关的因素都会影响腐蚀过程的进行。其实质是浸在电解质溶液中的金属表面上形成了以金属为阳极的腐蚀电池。包括异金属接触产生的腐蚀原电池、钢管本身成分含量复杂产生的原电池、氧浓差产生腐蚀原电池、盐浓差腐蚀原电池和直流杂散电流腐蚀、交流杂散电流腐蚀。

  丰镇L290直缝钢管价格表细菌腐蚀:细菌对钢铁的腐蚀机理较为复杂,但主要在一些土壤中有以下三种细菌参加腐蚀过程:硫酸盐还原菌、硫氧化菌、铁菌三种。从管道腐蚀现象看,大多数是集中穿孔腐蚀,也有一少部分是均匀腐蚀。结合腐蚀机理,不难看出电化学腐蚀是双阳管网腐蚀的主要原因,纯化学腐蚀和细菌腐蚀也不同程度地存在。直流杂散电流腐蚀是双阳区管网腐蚀的主要原因直流杂散电流腐蚀主要是由于各种车辆产生的静电,各种用电设备接地导线、高压变电接地、各种避雷接地、三线一地、二线一地的接地所产生地下电子流通过燃气管道形成回路系统,通常电子流从土壤进入燃气管道的地方带有负电,称阴极区,若阴极区的电位过负时,管道表面上析出大量的氢,造成防腐绝缘层老化、剥落。

  当电子流由管道的某一绝缘层损坏处流出时,管道带有正电,这一区域称阳极区,处于阳极区的管道,钢管以铁离子的形式溶于周围介质中,形成集中穿孔。交流杂散电流是双阳区管网腐蚀的又一主要原因当管道接近或长距离平行于电力线时,高压电力线将在附近埋地钢管上感应产生二次交流电,出现很高的感应电压,管道周围土壤间产生可达几伏或几十伏的电位差。从而,形成腐蚀原电池。交流杂散电流的腐蚀比直流杂散电流腐蚀速度快,更易形成小孔腐蚀。异金属接触产生的腐蚀原电池、钢管本身成分含量复杂产生的原电池、氧浓差产生腐蚀原电池、盐浓差腐蚀原电池也不同程度的存在。细菌腐蚀的存在可能性很小,即使存在也和其他腐蚀同时发生。在城市燃气管网中。外防腐层破损检测和管道腐蚀状态评价的另一个前沿研究领域就是直流电压梯度法(DCVG)。为广大市民的生活质量的提高立下了汗马功劳,但与此同时也给燃气安全管理工作带来许多问题。城市天然气管道的安全运行显得尤为重要,埋地钢管的防腐问题值得我们探讨。【关键词】城市;天然气;管道;防腐;腐蚀是破坏燃气钢管的重要因素之一。金属与周围的介质相接触,产生化学或电化学作用而遭受破坏的过程称为腐蚀。按其腐蚀部位的不同分为内壁腐蚀与外壁腐蚀,燃气管道的腐蚀主要发生在外壁腐蚀上。电化学腐蚀是指电化学活性不同的金属和电解质溶液组成原电池所发生的电化学反应过程。一般两种金属的化学活性相差越大,电解质溶液中的离子浓度越大时,电池反应过程进行的速度亦越大。电化学腐蚀的产生,是因为埋地钢管金属本身结构的不均匀性。

  燃气管道一般采取地下敷设,这容易给金属管道包括钢管带来严重的腐蚀。而且与长输管道相比,城市燃气管道多为环状、枝状,管件密布,管道变径较普遍;随着城市建设的进展逐步形成并拓展,质量缺陷较多,周边环境复杂甚至突变,城市杂散电流干扰严重。这都要求做好钢管的防腐工作。针对埋地管道电化学腐蚀的三个过程,钢管的防腐方法也从抑制其中某一过程人手。如在管道外壁加防腐涂层,可增大回路电阻,减少腐蚀电流;外加直流电源,使钢管对土壤造成负电位、形成阴极保护,可消除阴阳极电位差,从根本上停止阴阳极过程的进行。防腐涂层法治表,阴极保治本。但是一旦防腐涂层破损,露铁部分会加速局部腐蚀。故防腐涂层与阴极保护相结合才是表本兼治的方法。

  经济而有效。美国等国家已明确规定,采用了防腐涂层的同时必须采用阴极保护。但对于城市燃气系统,由于地下管网密集,阴极保护的外加电源对其它管道干扰大,会造成自身受益、他家受害的局面。而采用比钢管电位负的金属材料与钢管相连的牺牲阳极保则不会出现此类情况,因此,城市燃气的输气干管应采用防腐涂层与牺牲阳极相结合的防腐方法。对于其他压力较低的非主干管道,则一般直接采用防腐涂层法。目前埋地燃气管道常用的外防腐涂层主要有三层PE复合结构、环氧树脂粉末(FBE)、煤焦油瓷漆、环氧煤沥青和PE胶带等五类。三层PE复合结构、环氧树脂粉末防腐涂层性能优异,因而也是欧美国家埋地管道的主要防腐涂层。在我国,从耐用年限、维护费用等全面的经济因素考虑。从而大大提高了原材料的利用率,降低了成本。虽然3PE喷涂法所应用的喷数量较多,但若喷布置合理并不需要占用很大的空间(见图2-2)。新建管道的阴极保护设计、施工应与管道的设计、施工同时进行,并同时投入使用。在实施阴极保护时,应该遵循以下原则:市内管网和短距离管道采用牺牲阳极。长距离输送管道采用外加电流。城镇燃气管道外加电流尽量采用深井阳极系统,最好用恒电流控制。避免对其它管道的干扰,新建管道与旧管道统一考虑。实施阴极保护的合格标准为:保护电位为-850mV(相对于Cu/CuSO4饱和参比电极)或者更负。阴极极化电位不得小于100mV。当土壤中含有硫酸盐还原菌,且硫酸根含量大于0.5%时,保护电位应达到-950mV(相对于Cu/饱和CuSO4)或更负。最大保护电位的限制应根据覆盖层环境确定,以不损坏覆盖层的粘结力为准,一般可取-1.5V(相对于Cu/饱和CuSO4)。

  一般首选三层PE复合结构防腐涂层。在牺牲阳极保中,一般采用镁合金作为牺牲阳极对管道进行保护。由于在输出电流过程中遭受破坏,镁合金牺牲阳极的设计使用年限最好与管道的使用年限相匹配,既不产生浪费也不多增加维护费用。但应注意的是,当土壤电阻率太高和被保护管道穿过水域时,不宜采用牺牲阳极保护。不同的防腐方法有不同的防腐质量和费用,应根据被保护钢管的不同压力、不同用途及其所处的不同环境和输送的不同燃气,综合全面地考虑防腐方法和防腐费用。①燃气管网建设时的一次防腐投资,②燃气管网运行后的维护费用。由于城市燃气管网位于市区,投运后维护检修困难且费用较高,因此应适当加大一次投资,以减少投运后管道的日常维修工作量。

  针对管网的电化学腐蚀,曾经考虑牺牲阳极法或排流法来保护燃气钢管。如采用牺牲阳极法,在电阻率特别大的双阳,由于牺牲阳极的负电位不能人为地自由调整,其保护性能不理想,电位太低,管线得不到保护,电位太高则管线容易大量析氢。对管线不利。且阳极消耗太快,造价太高,如采用外加电流法,由于市街管网多呈枝状,致使整个管网对地电阻特别低,恒电位仪输出过大,无法工作。如加绝缘法兰,工程量过大,且又难以确定排流方向。地下地上电力线路电流干扰,恒电位仪不能正常工作等被论证均不能采用。在城市燃气领域,甚至整个燃气领域,钢管都发挥了不可替代的重要作用。但是,我们也必须看到由于我们在设计、施工和维护管理等方面的工作还存在一定问题。导致燃气管道寿命较短,实际输气能力与设计值相差较大,发生爆管、漏气等,浪费国家物资,妨碍社会稳定,影响城市正常建设和市民日常生活,甚至威胁人民生命和财产的安全。

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