阴极保护

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燃气管道的防腐和阴极保护的应用

 

埋地钢管的阴极保护是指通过电化学方式使管道阴极极化,使埋地钢管免遭土壤、水分的腐蚀。即用埋地钢管与外加的辅助阳极电性连接,用牺牲阳极材料的腐蚀来代替被保护管道的腐蚀,从而延长管道的使用寿命。  一、管道腐蚀的类型

  管道腐蚀是个世界性的难题,存在化学和电化学的原因,在城市管道防腐设计中容易出现内壁腐蚀问题和外壁腐蚀问题。

(一)、内壁腐蚀。内壁腐蚀问题的主要原因是输送管道在输送天然气过程中,因为天然气中含有水分,会形成一层亲水膜,容易产生电化学腐蚀情况;燃气中有硫化氢、氧、二氧化碳等一些化学物质,对燃气管道的内壁产生腐蚀作用。其与管道金属接触后会发生化学反应形成化学原电池,进而腐蚀管道内壁。再加上天然气本身含有腐蚀性化学物质,会加剧管道内壁腐蚀速度。

(二)、外壁腐蚀。外壁腐蚀一般发生在管道架空或者埋地,而埋地管道地下环境复杂,容易产生化学腐蚀和电化学腐蚀。当钢管埋入地下后,其会发生化学腐蚀,管壁均匀变薄,这对燃气管道的穿孔影响并不大,然而电化学腐蚀产生的局部腐蚀造成管道表面凹凸不平以致穿孔带,来严重的危害。

  二、燃气管道的防腐措施

就燃气管道防腐措施方面,经过多年的经验研究,总结出了一些方法,目前国内外主要采取了以下几种方法:绝缘层防腐法、排流保护法、保护性涂层、电极保护法、新材料的应用等。

  (一)、绝缘层防腐法。绝缘层防腐方法就是通过在管道上涂抹绝

  缘性隔离层,比如使用沥青、玻璃布等一些物质,把管道外壁包裹起来,与土壤形成隔绝的状态,从而避免管道与土壤的直接接触,能够有效的减少管道外壁的腐蚀。这就需要更为完整无损的隔离层,同时还要保护好电绝缘性能和隔水性能。避免出现土壤中的电解质渗透到管道接触面上就可防止电化学腐蚀的发生。管道的绝缘层一般应满足下列基本要求:第一就是要让管道的黏粘处保持完好,让其保持完整,要具有良好的防水性和化学稳定性,材料要抗腐蚀性,便于施工。对埋在地下的燃气管道的防腐材料的种类很多,主要有焦油沥青绝缘、沥青绝缘层、聚氯乙烯包扎带等。在一些管道上涂抹上碳防腐材料,由于碳具有稳定性,不易发生化学反应。

  (二)、排流保护法。排流保护法就是以地下杂散电流方式避免管道与土壤直接接触而发生腐蚀措施。其主要原理是将管道排流导线的排电流和电气化铁路钢轨和变电站的阴极相同,在管道的杂散电流不经过土壤前提下,其能导线引流的方式来防止管道腐蚀。

  (三)、保护性涂层。保护性涂层在在长输管线、石油钻采和城市燃气管道运输中均有使用,根据喷涂部位不同分为内涂层和外涂层,管道内涂层在天然气管道中最主要的作用是减小输差。道内涂层必须具备以下的性能:表面光滑、粗糙度小;耐磨性和硬度,承受管道内砂砾和清管器所造成的磨损;附着力,保证涂层在储运、弯管、敷设、清管和运行中不脱落;耐压性,耐水性和气压及其相关变化;耐热性,管道外涂层施工温度在 200℃以上,因此采用“先内后外”的施工方案,要求其能耐受短期高温。

  三、地下燃气管道实行阴极保护的可行性

  阴极保护一般所需费用较少 , 但它起到延长管道寿命几倍甚至几十倍的作用 , 经济效益十分显著。对于已经穿孔的旧管道 , 施加阴极保护 ,可减少泄漏次数 , 延缓腐蚀速度。虽然城市燃气管道是阴极保护开发的一个新领域 , 但石油、邮电等部门己长期开展其阴极保护的实践 , 可提供丰富的经验 , 在石油化工行业已建立了一整套埋地钢质管道阴极保护技术标准体系。近年来 , 昆明、北京、上海、天津、福州等城市燃气供应部门的阴极保护实践也为城市埋地燃气管道阴极保护打下了基础。同时,国外先进的阴极保护技术也为我们提供了参考。

 

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