摘　要：通過對鋼管腐蝕特點及燃氣管道防腐的分析，提出防腐的采用方案。

關鍵詞：鋼管；燃氣管道；防腐

首先談談燃氣管線的腐蝕原因與特點。常用涂層及其特點重要考慮因素。埋地管網(wǎng)是現(xiàn)代化城市必不可少的神經(jīng)和血管。適當?shù)姆栏O計是確保其安全平穩(wěn)運行的先決條件。因而越來越引起人們的重視。

1 腐蝕原因與特點

埋地管網(wǎng)的腐蝕通常包括四大類，微電池腐蝕、宏電池腐蝕、微生物腐蝕、雜散電流腐蝕。微電池腐蝕的成因在于鋼管微觀金相結構的不均勻，其腐蝕形態(tài)為均勻減薄，只需在設計時考慮足夠的鋼管壁厚裕量即可，通常不會造成大的損失。宏電池腐蝕的成因則是由于管線穿越不同類型的地質(如粘土和回填渣土)，沿線土壤透氣性等物理化學參數(shù)有較大變化，導致管段兩端存在明顯的電位差異，造成的電化學腐蝕。其腐蝕形態(tài)是在陽極區(qū)生成局部麻坑、是管線穿孔泄漏的重要原因。微生物腐蝕則是土壤中的部分菌類參與腐蝕進程，如硫酸鹽還原菌可將硫酸根還原為硫根、促成鋼管的腐蝕、其通常發(fā)生于特定的土壤(如密實粘土)。雜散電流腐蝕是由于管網(wǎng)沿線地鐵或電車的泄漏電流以管線作為回流通路，導致流出點的局部坑蝕。除微電池腐蝕外，其余三類腐蝕都可以通過連續(xù)致密的外涂層切斷鋼管與土壤間的電接觸，得到有效的控制。與埋地長輸管線相比燃氣管線有著自己的特點，其防腐設計應充分加以考慮。

(1)其管徑通常較小，長度也較短，因而工程造價經(jīng)濟性的考慮可適當降低。

(2)管線周邊往往有其它市政管道，操作空間較狹窄，不便于大型自動化機械的展開，手工操作工效低，質量保證相對困難。

(3)管線位于市區(qū)，環(huán)境保護的要求嚴格。

(4)直接關系居民生活和社會穩(wěn)定，管線投運后維修困難。

(5)管線事故可能導致嚴重的人身安全事故，其防護要求較高。

(6)管線上各種附件(如彎頭、三通、閥門和管件)很多、不便于流水作業(yè)。

2 常用涂層及特點

早期埋地管線防腐基本上是瀝青類的一統(tǒng)天下，隨著化學工業(yè)的進步和管線向惡劣地帶的延伸，涂層經(jīng)歷了從天然到合成、從熱塑到熱固的發(fā)展歷程，環(huán)氧煤瀝青、膠帶、PE、環(huán)氧粉末先后進入工業(yè)防腐領域。為防腐設計提供了廣闊的選擇空間，使我們可根據(jù)不同的工況選擇相應的防腐方案，達到最佳的投入產(chǎn)出比。

(1)瀝青類涂層瀝青類涂層包括石油瀝青和煤瀝青，我國和東歐多采用石油瀝青，西方國家多采用煤瀝青。施工時將熔融的瀝青與加強物(如玻璃布)交替纏敷，形成多層厚涂層。其優(yōu)點是價格低廉，施工工藝成熟，缺點足粘結力差，環(huán)境污染嚴重、適用于地質條件相對較好、土壤電阻率較高的曠野。

(2)環(huán)氧煤瀝青涂層為改善其粘結力和減輕環(huán)境污染，在瀝青中加入環(huán)氧樹脂就制成了環(huán)氧瀝青涂料。其與玻璃布共同形成的環(huán)氧煤瀝青涂層較好滿足了燃氣管線防腐的需要，成為北京、天津燃氣管線的主流涂層。其缺點在于施工麻煩、周期長，人為和環(huán)境影響因素較大。適用于地質條件較為復雜，土壤電阻率中等的燃氣短管段和附件。

(3)膠帶膠帶是由聚乙烯單面涂敷膠粘劑而成，施工時直接纏繞在鋼管表面。其突出特點是施工簡便，無污染，涂層較薄、強度低。工廠預制的涂層質量均勻可靠、但在運輸過程中注往發(fā)生較多破損、現(xiàn)場纏繞的膠帶則張力不均在所難免、使搭接部分粘結不牢，導致水份滲入。我國七十年代在某長輸管線首次使用時、外加電流陰極保護電位無法達標。此后再沒有長輸管線使用。

(4) PE防腐在鋼管外加熱擠一層聚乙烯殼，形成復合管。厚實連續(xù)的PE具有極好的物理化學性能，可適合各種惡劣的環(huán)境條件。其只能在工廠預制，防腐質量基本不受人為影響、其缺點在于PE層和鋼管間熱膨脹系數(shù)差異較大、當管內(nèi)介質溫度波動時造成二者相對錯動、嚴重時發(fā)生PE破損。

PE防腐的另一缺點是其對陰極保護電流屏蔽嚴重，對于不采用外加電流的燃氣管線，這也不成為問題。對燃氣管線來說、影響PE防腐效果的補口和管件必須選用其他材料，日前應用較好的是電融套或熱收縮材料、電融套價格偏高、熱收縮材料要求較高的操作技巧。

(5)環(huán)氧粉末涂層是新型的熱固涂料。其涂層很薄，但物理化學性能優(yōu)異。且對陰極保護電流無屏蔽，從而成為西方國家長輸管線的首選涂層。與PE相比，其抗沖擊磨損能力稍差，燃氣管線通常不采用外加電流陰極保護，故其主要應用在油田、燃氣管線上應用很少。

(6)復臺涂層針對PE和粉末各自的長處、近年來長輸管線涂層開始向復合結構發(fā)展，具有代表性的是以環(huán)氧粉末為膠粘劑粘結PE，我國陜北至北京的天然氣管線就采用了這種結構。由于造價昂貴。近期不太可能用于市政燃氣管線。

3 防腐設計建議

涂層選用的主要考慮因素是技術可靠和經(jīng)濟合理，鑒于燃氣管線的特點、其技術可靠尤為重要。甚至可在一定程度上犧牲經(jīng)濟合理、也要確保技術可靠。技術可靠包含兩方面的內(nèi)容、一是建設時期的可靠性，建設時環(huán)境、氣候、土壤等因素都對涂層的最終性能有重要和直接的影響。所設計的涂層應能在管線建設的具體條件下保證連續(xù)完好，

才能達到涂層的用論性能。二是涂層的理論壽命滿足管線運行條件的設計壽命要求，即建設時達到理論性能指標的涂層。能在管線設計壽命期內(nèi)完好。另外需加以注意的是涂層現(xiàn)場操作時必須滿足環(huán)保要求。根據(jù)我國國情、在設計時除了考慮涂層的理論性能指標外，更需注意減輕所選材料和工藝對人為因素的依賴，要盡可能向自動化預制化靠攏、使涂層實際指標能達到要求。經(jīng)濟合理也要從兩個方面加以考慮、一是管線建設時的一次投資，二是管線投運后的維護費用?？紤]到管線通常位于市區(qū)。其維護維修比較困難，費用高，在設計時應適當加大一次投資。以減少管線日常維修工作量。對于張家口燃氣管線的防腐設計，提出以下建議：

(1)張家口地處海拔1400米左右、土質含水量不大含鹽堿量較高，土壤腐蝕性中等偏強、選用PE防腐是一種較好的方案。根據(jù)張家口土質情況、一般采用兩層PE防腐就夠了，特殊地段采取三層PE防腐。現(xiàn)場補口一般可采用熱收縮材料。對位于人口稠密的地段和重要機關附近的管段可采用電融套。管件防腐可采用特強級環(huán)氧煤瀝青涂層。

(2)對于人口稠密的地段和重要機關附近的管段、應加埋犧牲陽極保護、根據(jù)張家口土壤電阻率情況、一般可采用鋅陽極、在土壤電阻率特別高的地段，可考慮采用鎂陽極。

(3)經(jīng)過十多年的運行、部分在役管段已進入事故多發(fā)期。應建立定期巡檢制度，測定管地電位和涂層電阻率、建立管線防腐狀況數(shù)據(jù)庫。

(4)根據(jù)管線防腐狀況，有計劃地進行涂層大修，以免將來大批管線同時進入大修期而措手不及。

(5)組建專業(yè)搶修隊伍、隨時查驗涂層缺陷、進行修補、防患于穿孔泄漏之前。

（本文作者：史慧杰 張家口市煤氣總公司 河北 張家口075000）