趙文濤

(山東電力建設(shè)第三工程公司 266100)

摘要: 鋼制管道是現(xiàn)在燃氣公司廣泛選用的管道，如何保證其安全運行是燃氣企業(yè)工作的重中之重。提出了鋼制管道腐蝕的因素及應(yīng)對措施，為燃氣企業(yè)保證管道的安全性提供了有效依據(jù)。

關(guān)鍵詞: 鋼制管道;防腐層;防腐措施

隨著利用率的提高和利用范圍的擴展，天然氣輸送成為燃氣使用過程中的關(guān)鍵?，F(xiàn)階段我國燃氣管道一般采用鋼管和PE管，而鋼管施工范圍較廣，埋地鋼管要達到長期安全運行，必須在六個方面有好的基礎(chǔ)條件，即高品質(zhì)的鋼管、優(yōu)良的焊接、合理的防腐措施、正常均的操作運行、較強的抗御自然破壞的能力及完善的維護管理體系自前在國內(nèi)外管道發(fā)生各種破壞性事故的原因中，人為造成的破壞第一位，管道腐蝕破壞(含應(yīng)力腐蝕開裂(SCC))占第二位。因此，選擇安全、適用、經(jīng)濟的管道防腐層是很重要的。

埋地鋼質(zhì)管道發(fā)生腐蝕有四大影響因素:即環(huán)境、腐蝕防護效果鋼管材質(zhì)及制造工藝、應(yīng)力水平。管道的腐蝕破壞是上述諸因素相互影響的結(jié)果。

1埋地燃氣管道的防腐綜合評價

1.1評價指標

基于埋地鋼質(zhì)管道外防腐層所應(yīng)具備的性質(zhì)，如良好的絕緣性、杭陰極剝離能力、保持恒定的電阻率、足夠的強度以及良好的穩(wěn)定性等，對于管道防腐層，主要評價指標有以下幾項:絕緣層電阻率、破損點密度與大小、電流衰減率、電位分布等。綜合考慮土壤對埋地鋼質(zhì)管道的影響，還應(yīng)考慮土壤的電阻率、含水率、pH值、氧化還原電位、土壤中微生物含量等。除對防腐層及土壤腐蝕性進行評價外，還應(yīng)對金屬管體的損傷進行評價。防腐層、土壤腐蝕性的評價指標分別見表1、2。此外，對于雜散電流干擾的評價要求如下:①管道受到直②當管道任意點的管地電位較自然電位正向偏移大于20mV或管道附近土壤的地電位梯度大于0.5mV/m時，可確認受到直流干擾;③當管道任意點的管地電位正向偏移大于100mV或管道附近土壤的地電位梯度大于2.5mV/m時，應(yīng)采取排流保護或其他防護措施。

根據(jù)檢測出的埋地管道數(shù)據(jù)與以上評價指標進行比較，就可以得出管道防腐層、土壤環(huán)境的等級，并根據(jù)不同等級決定管道的修復或更換。管道外防腐層檢測方法的原理、技術(shù)參數(shù)以及相應(yīng)參數(shù)的后處理模型應(yīng)納入分級的范圍。以上指標主要針對間接檢測的評定。在直接檢測中，不同的檢測方法，如電火花檢測、粘接力測試、防腐層厚度檢測、物理性能檢測等均應(yīng)納入到分級范中。

2防腐效果

腐蝕防護是控制管道是否會發(fā)生腐蝕破壞的關(guān)鍵因素。目前管道的腐蝕防護采用了雙重措施，即防腐層與陰極保護(外加電流或犧牲陽極)。防腐層至關(guān)重要的是能抵御現(xiàn)場環(huán)境腐蝕，保證與鋼管牢固粘，盡可能不出現(xiàn)陰極剝離。一旦發(fā)生局部剝離，就必須保證陰極保護電流的暢通，達到防護效果。

3鋼管的材質(zhì)與制造因素

鋼管的材質(zhì)與制造因素是管道腐蝕的內(nèi)因，特別是鋼材的化學組分與微晶結(jié)構(gòu)，非金屬組分含量高，如S、P易發(fā)生腐蝕，C、Si易造成脆性開裂。微晶細度等級低，裂紋沿晶粒擴展，易發(fā)生開裂，加入微量鎳、銅、鉻可提高抗腐蝕性。在鋼管制造過程中，表面存在缺陷如劃痕、凹坑、微裂等，也易造成腐蝕開裂。

4管道操作運行過程中的使用應(yīng)力

管道操作運行時，輸送壓力與壓力波動是應(yīng)力腐蝕開裂的又一重要因素。過高的壓力使管壁產(chǎn)生過大的使用應(yīng)力，易使腐蝕裂紋擴展;壓力循環(huán)波動也易使裂紋擴展。當裂紋擴展達到臨界狀態(tài)時，管道就會發(fā)生斷裂破壞，甚至引起爆炸(燃氣管道)。

5現(xiàn)行的主要防腐層

目前世界各國埋地鋼質(zhì)管道所使用的防腐層主要有石油瀝青、煤焦油瓷漆、擠塑聚乙烯、PE膠帶、熔結(jié)環(huán)氧樹指(FBE)及復合覆蓋層(含三層PE)。

石油瀝青是使用歷史最長的防腐涂料，如果腐蝕環(huán)境無微生物、無深根植物，那么仍不失為一種經(jīng)濟適用的防腐層，當然它的流淌性不適合高溫環(huán)境。煤焦油瓷漆也是歷史悠久的防腐涂料，它克服了石方腐涂油瀝青的缺陷，但是在較低溫度環(huán)境下的冷脆卻限制了它的使用范圍，而且它抗外界機械力破壞強度不高，石方山區(qū)不宜使用。熔結(jié)環(huán)氧樹脂是所有防腐涂料中與鋼管粘結(jié)力最強、抗各種環(huán)境腐蝕最好、抗機械沖擊最高的防腐涂料，因而在管道應(yīng)力腐蝕開裂調(diào)查中無腐蝕開裂案例，但由于涂敷層薄(不到1mm)，抗尖銳物體的沖擊較差，在山區(qū)地段要慎用。為克服上述缺點，開發(fā)了三層PE結(jié)構(gòu)，這是一種將環(huán)氧樹脂的抗陰極剝離粘結(jié)性與聚乙烯的抗沖擊強度相結(jié)合的復合結(jié)構(gòu)。因此是我公司采用率較高的防腐形式。

各種防腐層有各自的優(yōu)缺點，應(yīng)根據(jù)管道線路的地質(zhì)條件、腐蝕環(huán)境，因地制宜地選用，并不是價格高就一定好，而是以安全、適用、經(jīng)濟為原則。

6加強防腐質(zhì)量的措施

6.1建立防腐層的綜合評價方法

建議先行試用因素加權(quán)計分法擇優(yōu)選用，以解決管道的設(shè)計問題。此方法是先根據(jù)線路各段環(huán)境條件，列出選用因素，如第一腐蝕因素(主要的)、第二腐蝕因素(次要的)、第三腐蝕因素(更次要的)、地質(zhì)因素、自然氣候因素及價格因素等。然后將各種因素劃分一定比例數(shù)(總和為1)，再將各類覆蓋層對應(yīng)于各因素按百分制打分，最后將覆蓋層分數(shù)乘以比例數(shù)，得出加權(quán)計分，據(jù)此排列出覆蓋層選用次序，供業(yè)主與設(shè)計者參考。當然，此種方法并不很科學，原因是比例劃分與覆蓋層評分都有人為因素，因此應(yīng)請有經(jīng)驗的專業(yè)技術(shù)人員打分，求加權(quán)平均值，可能會更合理一些。

6.2加強鋼管表面處理

管道發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂(SCC)主要是由剝離或陰極剝離造成的。由于過去在管道防腐涂敷前對鋼管表面除銹處理較簡單，造成底漆粘結(jié)不牢，因此易發(fā)生剝離或陰極剝離。為此，涂敷前的鋼管表面必須進行拋丸或噴砂處理，以達到標準要求的潔凈度和錨紋深度，確保底漆粘結(jié)牢固。

6.3把好現(xiàn)場補口質(zhì)量

①補口材料與管體防腐層有較好的相容性。②補口接合部應(yīng)嚴密粘牢，必要時可作嚴密性試驗。③必須認真處理補口處的鋼管表面，達到管體表面潔凈度的要求。

6.4固定式與移動式防腐作業(yè)線相結(jié)合

工廠固定式防腐作業(yè)生產(chǎn)，由于施工環(huán)境好，可提高防腐管的質(zhì)量。但對于需要長途運輸?shù)墓懿模栏瘜右讚p傷，而現(xiàn)場修補也很難達到滿意的效果，故建立防腐作業(yè)線應(yīng)考慮固定與移動相結(jié)合，以滿足工程現(xiàn)實的需要。

7結(jié)語

本文針對埋地燃氣鋼質(zhì)管道的防腐綜合評價與修復技術(shù)進行了探討。在評價時應(yīng)當選擇合適的綜合評價方法，如層次評價法或模糊綜合評價法等在修復技術(shù)中，新型高效的非開挖燃氣管道修復技術(shù)由于具有施工速度快、環(huán)境交通影響小、經(jīng)濟性好等優(yōu)點，是埋地燃氣管道修復技術(shù)的發(fā)展趨勢。

參考文獻

[1]CJJ51-2001城鎮(zhèn)燃氣設(shè)施運行、維護和搶修安全技術(shù)規(guī)程.

[2]Q/SY93-2004.石油天然氣埋地管道檢驗規(guī)程.

[3]TSGD7004-2010壓力管道定期檢驗規(guī)則一一公用管道.