埋地钢制燃气管道防腐蚀措施的探讨
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埋地钢制燃气管道防腐蚀措施的探讨
燃气能源已经是现代化的城市首选的清洁能源，燃气管网是保证城市良好运行的基础之一，而气管网敷设的质量，是保证城镇燃气系统安全稳定运行的根本。随着城市燃气耗气量不断增加，配套的燃气管管径亦随之增大，传统的PE燃气管已经不能满足要求，并且由于城市地下管线错综复杂，施工空间有限，大管径钢制埋地燃气管的使用日益增多。钢制埋地管道的防腐一直是施工难点，除了传统的防腐带、3PE防腐等，牺牲阳极阴极保护法也被广泛使用，为了增强防腐效果，加快施工进度，通过设计与现场施工的不断沟通调整，对牺牲阳极阴极保护法提出以下改良。
1、 牺牲阳极保护原理
腐蚀是指因工程材料与其周围的物质发生化学反应而导致解体的现象。通常这个术语用来表示金属物质与氧化物如氧气等物质发生电化学的氧化反应。若使电化学腐蚀发生，必要的前提条件是需要构成电流回路，以及离子的通道。因此，当两种不同的金属连接在一起并浸泡在电解液中的时候，就会发生电化学腐蚀的现象。这种现象被称作原电池，两种金属中较活泼的一个作为阳极，被腐蚀的速度加快，而较不活泼的金属作为阴极，被腐蚀的速度减缓。
为了能够有效的防护腐蚀，钢铁表面的电势因极化而向负电势方向推动，直到所有的表面电势均匀为止。电势均匀以后，电化学腐蚀反应的驱动力就停止了。对于电化学防腐系统，阳极金属材料会在钢铁的影响下发生腐蚀，最终需要更换阳极。
采用牺牲阳极法的主要优点有：无需外部电源、对外界干扰少、安装维护费用低、无需征地或占用其他建构筑物、保护电流利用率高等，因此特别适合于城市范围内的埋地钢管腐蚀。因此，城市埋地煤气管道防腐的阴极保护宜用牺牲阳极法。当条件许可时，也可采用强制流保护法。
2、 阴极保护方法的改进措施
在全面分析了城镇燃气埋管道近几年来的阴极保护施工经验的同时，大量考究城镇规范和相关技术要求的前提下，为了更好的促进城镇燃气埋地管道的阴极保护，因此列出三个关于改进阳极阴极保护法的措施。
2.1针对测试桩结构的改进 2.1测试桩结构的改进
根据《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范（SY/T0019）》以下简称《规范》中的规定检测桩是一个可以对阴极测试提供阴极性能、电位功能、辅助试片等多种功能的一种结构，同时由于不同的管道环境，因此对其结构提出了以下几点要求：
（1）要求测试桩结构多安装在市政道路下方，同时不能影响路面的交通情况，要和地面保持基本平齐。
（2）要具有操作方便的特点，要求检测操作方便、可靠性高，同时在采集数据后还要能快速连接；
（3）密封性要好，要具有良好的防水性能，这样就可以防止电接头由于下雨天或者其它什么原因引起的地面积水的问题长期浸在水中；
（4）要有不易被拆盗的特点，要具有一定的防损功能。
2.2阳极布局原则的调整
在《规范》中有关于管道中牺牲管道分布的规定，牺牲阳极在管道中的分布宜采用单支或集中成组两种方式。由于长输管道通常在郊野，阴极保护大多采用经济和可调的外加电流系统，牺牲阳极仅作为管道建设期间的临时保护措施，或用于外加电源难以落实的荒野地段，无需考虑杂散电流的影响，故进行牺牲阳极保护设计时，为便于管理，往往采用数支阳极构成阳极组，以减少建设和运行工作量。但是因为在城镇土壤中的杂散电流是一普遍存在的问题，因此其电流腐蚀强度也会有一定的区别，实测管地电位最大可达8～9V，这样也就会无形中增加其通过的电流。而在这样的作用下，最多几个月的时间就会使一个普通钢管穿孔，从这方面来说城镇埋地燃气管道腐蚀问题严重与杂散电流的问题息息相关。事实上杂散电流腐蚀，特别是典型的其是有一定的特点的，比如说开发者在检测在挖检测中，可以看到很多金属光洁、这些金属呈蹄型，清晰的边缘、手感也相当不错，一般都不会有分层的现象，但是可以看到黑色的粉末。
在《规范》中也规定，管地电位较自然电位正向偏移100mV 或管道附近土壤中电位梯度大于2.5mV/m时，管道应及时采取排流保护措施。对于城镇埋地管道，杂散电流腐蚀的发生往往是随机而变的，无论是电流方向，还是电流强度，都随外界电力设施的负载情况、地铁轨道的绝缘情况、管道的防腐层情况而变化。从某一方面来说正是由于各种不确定因素的存在，也给日常的排除杂散电流的问题带来了诸多的问题，同时也正是因为排除杂散电流的难，接地排流就成为最适宜的选择。
牺牲阳级不仅具有很好的防止管道腐蚀的功能，事实上牺牲阳极的接流排流效果也是相当明显的。牺牲阳级排流具有适用性强，同时更为重要的是安全，操作也相当简单。排流效果相当强悍，在排流的同时还能很好的管道中杂散电流的问题。因此在国内这一种排流方法也越成为排流方法的首选。但是这种排流方法也有一定的缺点，那就是功率不够大、保护距离还相对较短等问题。
从上面分析的来年，要提高排流效果就要在阳极支数上下功夫，要尽量减少其每组的支数，同时又增加其组数，从而起到阴极电流分配的作用。事实在确定阴极组位置是不是说平均的分布就好，而是要以排流情况来确定阳级组位置的。比如说在杂散电流相对强烈的地方，就選择单支分列，反之选择成组分列。当然了还要考虑到杂散电流的存在并不是规律的，因此也要考虑到一些较弱的地方要怎么排放，从原则上说尽量以每组不超过2支为宜。而对于一些金属建筑物相对较多的地方，建议选择多支阳极分散布置的方法。
2.3测试桩布局原则
同《规范》中的相关规定，，要在两组牺牲阳级管段设立测试桩，这个测试桩的间距不能超过500m。同时考虑到复杂多变的管道周边环境，普遍存在的杂散电流干扰问题，另外，燃气埋地管道阀门、上升立管等地方管件多，两组阳级之间都会有很多管件，而只要通过密间隔电法就可以检测出电位之间的管件了，所以单设检测桩就显得很没有必要。再者，为了更好的促进阳极工作，及时的分析操作中出现失效的原因，就应该检测阳极、管道的连接是否合理。在《规范》也也有规定，如果排流方式选择接地排流的话，那么就要拆卸式连接，而这里的检测桩事实上应该说就起到这样的效果了。
3、 结论
在城镇埋地燃气管道中最合理，最经济的一种防腐蚀方法应该是阴极保护、管道外防腐蚀绝缘层的完美结合。同时由于防腐蚀层在生产到管道安装中由于各原因的影响，因此不可能完全不被损坏，破坏，因此建议在选择防腐蚀绝缘层面时要尽量选择吸水性好的、透气性好的，同时因为土壤溶液具有吸水老化腐蚀的作用，因此就需要与阴极保护的结合，才能更好的保证其防腐蚀效果。作为一种常见的电气学方法，阴极保护不仅可起到很好的防腐蚀作用，同时也可以更好的保护金属体的均匀性，从根本上防止腐蚀电池的问题。不管是在防护新管还是旧燃气管道改造中，应该说这种阴极保护都是非常适用的。
参考文献：
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