埋地燃?xì)夤艿朗浅鞘兄匾牡叵禄A(chǔ)設(shè)施之一，它具有不占空間、隱蔽性好和不易損壞等優(yōu)點(diǎn)，在市政建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。輸氣管道隨著埋設(shè)年代久遠(yuǎn)，管道防腐層也會(huì)逐年老化。而外防腐層的老化、破損又會(huì)加速管體的腐蝕，若腐蝕嚴(yán)重則可能導(dǎo)致漏氣，形成嚴(yán)重的安全隱患。為保障管網(wǎng)輸送能力，確保輸配管網(wǎng)安全運(yùn)行，必須有一套完整的行之有效的外腐蝕防護(hù)的解決方案。

一、外腐蝕防護(hù)的整體解決方案

管道外壁發(fā)生的電化學(xué)腐蝕是埋地鋼質(zhì)燃?xì)夤艿乐饕陌踩[患，也是管道外腐蝕防護(hù)的重點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)對(duì)城市燃?xì)夤艿缽V泛采取管道外加防腐層的防護(hù)措施，也就是將管道外壁整體絕緣，避免了電化學(xué)腐蝕發(fā)生的可能性，從而保證了管道外壁不會(huì)發(fā)生腐蝕。但是要保證管道外壁徹底絕緣，即外防腐層完全完成無一絲缺陷，實(shí)際上是很難實(shí)現(xiàn)的。因此，通常在外加防腐層的同時(shí)，對(duì)管道施加有效地陰極保護(hù)，可以彌補(bǔ)外防腐層的缺陷，確保管道外壁不會(huì)發(fā)生腐蝕。

外腐蝕防護(hù)的整體解決方案分為新建管道和運(yùn)營(yíng)管道兩類。其工作流程如下：

新建管道：根據(jù)管道埋設(shè)施工設(shè)計(jì)進(jìn)行前期勘探，包括土壤電阻率、管道自然腐蝕電位、雜散電流等數(shù)據(jù)的檢測(cè)；設(shè)計(jì)陰極保護(hù)方案，包括采用何種陰極保護(hù)方式(主要有犧牲陽(yáng)極和外加電流兩種)、犧牲陽(yáng)極的種類和數(shù)量、測(cè)試樁的埋設(shè)、雜散電流的排流方案等；埋設(shè)前外防腐層的完整性檢測(cè)，主要采用電火花檢測(cè)；按設(shè)計(jì)進(jìn)行施工；竣工檢測(cè)，主要是外防腐層完整性竣工檢測(cè)、陰極保護(hù)系統(tǒng)參數(shù)檢測(cè)等，用以確認(rèn)防護(hù)方案實(shí)施的有效性。

運(yùn)營(yíng)管道：外防腐層的檢測(cè)，包括防腐層破損定位和防腐層絕緣性能檢測(cè)；陰極保護(hù)系統(tǒng)現(xiàn)狀檢測(cè)；管道腐蝕環(huán)境檢測(cè)，包括土壤電阻率、管道自然腐蝕電位、雜散電流、土壤理化參數(shù)等數(shù)據(jù)的檢測(cè)；管道剩余壽命分析；根據(jù)檢測(cè)結(jié)果設(shè)計(jì)整改方案，包括外防腐層修復(fù)、陰極保護(hù)系統(tǒng)施加或修復(fù)、管道加強(qiáng)修復(fù)等；整改施工后的竣工檢測(cè)，包括外防腐層完整性竣工檢測(cè)、陰極保護(hù)系統(tǒng)參數(shù)檢測(cè)等，用以確認(rèn)整改修復(fù)方案實(shí)施的有效性。

二、重點(diǎn)環(huán)節(jié)的技術(shù)方法及原理說明

(一)外防腐層完整性檢測(cè)

外防腐層可使管道與土壤介質(zhì)絕緣隔絕，避免鋼制管道與周圍土壤發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而造成腐蝕，是一種行之有效的物理防護(hù)方式，但在實(shí)際工程中防腐層受損、老化等情況不可避免。

防腐層狀況檢測(cè)與評(píng)價(jià)是地下管道管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容，通過檢測(cè)與評(píng)估可以為管道維護(hù)管理以及制定維修計(jì)劃提供可靠的科學(xué)依據(jù)。外防腐層完整性檢測(cè)的主要內(nèi)容就是檢測(cè)防腐層的破損位置及防腐層的絕緣性能，從而為防腐層的修復(fù)提供依據(jù)。

防腐層狀況檢測(cè)與評(píng)價(jià)需要先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)手段來完成，從而達(dá)到快速檢測(cè)、有效評(píng)價(jià)的目的。防腐層現(xiàn)狀檢測(cè)有多種方法，包括：直流電壓梯度法(DCVG)、人體電容法、密間隔電位法、多頻管中電流法(PCM)、C-Scan掃描法等。

(二)管道腐蝕環(huán)境檢測(cè)

管道環(huán)境檢測(cè)根據(jù)研究對(duì)象所處環(huán)境不同進(jìn)行檢測(cè)，又可分為大氣環(huán)境、土壤環(huán)境和海水(工業(yè)水)環(huán)境。根據(jù)檢測(cè)地點(diǎn)不同，又可分為現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)室模擬實(shí)驗(yàn)。常用檢測(cè)方法主要有：直接觀察法、無損檢測(cè)法和在線檢測(cè)法。

土壤環(huán)境中的金屬構(gòu)件的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕范疇，腐蝕原電池是其最基本形式，因此能夠促進(jìn)腐蝕電池、影響腐蝕電池土壤理化性能的都能左右土壤腐蝕。因此，通過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試影響土壤腐蝕的幾個(gè)重要因素(土壤電阻率測(cè)試 、氧化還原電位測(cè)定、土壤PH值測(cè)定、腐蝕電位測(cè)量、土壤含鹽含水量測(cè)定及雜散電流干擾測(cè)量)，可以評(píng)估出管道所處土壤腐蝕環(huán)境的強(qiáng)弱，從而為制定管道腐蝕防護(hù)方案提供依據(jù)。

(三)陰極保護(hù)系統(tǒng)參數(shù)檢測(cè)

金屬在土壤中腐蝕主要為電化學(xué)過程。因金屬晶粒不均勻、晶界缺陷等造成其化學(xué)不均勻性，加上土壤的電化學(xué)腐蝕環(huán)境，使得在金屬—土壤相界面上形成多個(gè)腐蝕原電池，造成局部陽(yáng)極為鐵的溶解反應(yīng)，局部陰極為氧的去極化反應(yīng)：

陽(yáng)極過程：Fe→Fe2++2e

陰極過程：O2+2H2O+4e→4OH—

對(duì)鋼質(zhì)管道進(jìn)行陰極保護(hù)，是通過外加陰極電流或與一個(gè)腐蝕電位低于鐵自然電位的金屬(如常用的鎂陽(yáng)極)偶接，將管道電位降至低于局部微陽(yáng)極開路電位從而抑制腐蝕的發(fā)生。采用外防腐層加陰極保護(hù)方式聯(lián)合防腐是一種經(jīng)濟(jì)而科學(xué)的防腐措施，有效的陰極保護(hù)措施可以彌補(bǔ)由于防腐層缺陷的形成的腐蝕隱患。

通常陰保現(xiàn)狀檢測(cè)包括：管地電位、犧性陽(yáng)極開路電位、犧性陽(yáng)極輸出電流、犧性陽(yáng)極接地電阻。

(四)管道剩余壽命分析

管道剩余壽命分析是管道風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的重要指標(biāo)，與管道的管徑、原始壁厚、設(shè)計(jì)壓力、剩余壁厚等參數(shù)有關(guān)。通過對(duì)管道腐蝕最強(qiáng)處或現(xiàn)狀最弱處測(cè)量管道剩余壁厚、剩余強(qiáng)度等數(shù)據(jù)，結(jié)合管道的管徑、原始壁厚、設(shè)計(jì)壓力等計(jì)算出管道的腐蝕速率及剩余壽命，從而對(duì)管道的修復(fù)方案提供設(shè)計(jì)依據(jù)。

(五)管道綜合評(píng)估及管道腐蝕修復(fù)方案

通過對(duì)管道腐蝕現(xiàn)狀、管道剩余壁厚、管道剩余強(qiáng)度等參數(shù)的檢測(cè)，結(jié)合腐蝕環(huán)境、外防腐層現(xiàn)狀、陰?，F(xiàn)狀等檢測(cè)結(jié)果，對(duì)管道的綜合情況進(jìn)行整體評(píng)估，判斷管道的運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)，估算管道的安全運(yùn)營(yíng)壽命。并以此為指導(dǎo)，進(jìn)行管道的整治改造，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)值較高的管段，加以整治，使之進(jìn)入允許的風(fēng)險(xiǎn)范圍內(nèi)。主要的修復(fù)手段包括以下幾方面：

1、管道外防腐層破損嚴(yán)重的管段，對(duì)符合國(guó)家防腐層大修標(biāo)準(zhǔn)的管段進(jìn)行修復(fù)。根據(jù)老化破損面積不同可以采取不同的方式，管段距離較長(zhǎng)，采取整體開挖，去除舊涂層，電動(dòng)砂輪(確保管道基體強(qiáng)度滿足要求，無泄漏點(diǎn))除雜物，重新制作防腐層。管段短小的部位，可以采取熱縮帶修復(fù)。修復(fù)后強(qiáng)化檢驗(yàn)，保證質(zhì)量。

2、管道基體明顯減薄、強(qiáng)度不足部分，采取整體更換管段或金屬修補(bǔ)膠進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。這兩種方式也是根據(jù)要修復(fù)的管段長(zhǎng)度來綜合考慮，較長(zhǎng)管段整體減薄應(yīng)采取換管的方式，局部區(qū)域的深層腐蝕坑采取金屬修補(bǔ)膠的方式。

3、管道陰極保護(hù)系統(tǒng)缺失或無法有效保護(hù)管道時(shí)，要根據(jù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)銀保系統(tǒng)進(jìn)行整改，包括更換或添加犧牲陽(yáng)極、加裝測(cè)試樁以便隨時(shí)監(jiān)測(cè)等。

管道外腐蝕防護(hù)對(duì)管道的安全運(yùn)營(yíng)意義重大，本文通過對(duì)管道外腐蝕防護(hù)整體方案的簡(jiǎn)單論述，希望能對(duì)進(jìn)行相關(guān)工作的同行提供一點(diǎn)參考，為管道安全工作盡一些綿薄之力。

(本文作者：左鑫¹　雷斌² 1、重慶燃?xì)饧瘓F(tuán)股份有限公司技術(shù)中心 2、山東正元地理信息工程有限責(zé)任公司)