導航：安全管理網>> 安全論文>> 特種設備論文>>正文

埋地管道的腐蝕分析及防護措施

文檔作者：楊洪春文檔來源：濟南濟鋼鐵合金廠		點擊數：	更新時間： 2021年11月01日
下載地址：點擊這里	文件大小： 179.41 KB 共2頁	文檔格式： PDF	下載點數： 1 點（VIP免費）

全屏查看

內容預覽 [文件共2頁]

本文件共2頁，如需編輯使用，請下載。

注：預覽效果可能會出現部分文字亂碼（如口口口）、內容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大小：179.41 KB 共2頁文件格式：PDF 下載點數：1 點（VIP會員免費）

下一篇：堿液設備及管道的腐蝕與防護

上一篇：管道水擊原因及防護

文本預覽

僅提取頁面文字內容，供快速閱讀使用。

第36卷第6期
2014年12月
山 東
Shandong
冶 金
Metallurgy
Vnl_36 No．6
December 2014
“ 4 L 4 “ ‘
j經驗交流}
毒1 1 1 1 — — — 1 —
埋地管道的腐蝕分析及防護措施
楊洪春
(濟南濟鋼鐵合金廠．山東濟南250105)
摘 要：分析了埋地管道土壤腐蝕、微生物腐蝕和雜散電流腐蝕的原因，提出了外涂層保護、電化學保護、雜散電流排流保
護等埋地管道外腐蝕的防護措施。
關鍵詞：埋地管道；外腐蝕；影響因素；控制措施
中圖分類號：TG172 文獻標識碼：B 文章編號：1004—4620(2014)06—0067—02
管道是工業生產與民用設施的重要組成部分，
也是管道運輸中的主要設施。隨著我國石化工業的
迅速發展以及城市公用設施建設速度的提高 目前，
石油、天然氣等能源的輸送依靠管道來實現n 。管
道的敷設方式主要有架空和埋地兩種，其中以埋設
在地下為主，管道的腐蝕與防護問題關系到管道的
可靠性以及使用壽命等。
1 埋地管道腐蝕原因分析
埋地管道受著多種腐蝕，主要腐蝕情況有土壤
腐蝕、微生物腐蝕和雜散電流腐蝕。
1．1 土壤腐蝕
土壤是具有固、液、氣三相的毛細管多孔性的膠
質體，土壤的空隙被空氣和水充滿，水中含有一定量
的鹽使土壤具有離子導電性；土壤物理化學性質的
不均勻性和金屬材質的電化學不均勻性，構成了埋
地管道的電化學腐蝕條件，從而產生土壤腐蝕 。
管道在土壤中的電化學腐蝕過程可以由3個步
驟組成 ]。1)在陽極區，鐵溶解變成鐵離子金屬電
解質(土壤)中，其化學反應式為Fe一2e— Fe (陽極
反應)。2)電子由電位較低的陽極區沿管道流到電
位較高的陰極區。故腐蝕電流從高電位流向低電
位，即從陰極區沿鋼管流向陽極區，再流入電解質
(土壤)，然后流向陰極區。3)在陰極區，電子流至陰
極區后被電解質(土壤)中能吸收電子的物質所吸
收。其電化學反應式為：1／20：+H：O+2e---+20H一(中
性或堿性)或2H +2e一一H (酸性)。電化學腐蝕是埋
地管道腐蝕的主要因素。埋地管道的腐蝕除電化學
腐蝕外，還有管道跟土壤中接觸到的物質(一般為非
電解質)直接發生化學反應而引起的一種腐蝕，稱為
化學腐蝕。該種類型腐蝕的化學反應較為簡單，主
收稿日期：2014—04—03
作者簡介：楊洪春，男，1983年生，2007年畢業于山東建筑大學金屬
材料工程專業。現為濟南濟鋼鐵合金廠助理工程師，從事生產技
術管理工作。
要是金屬跟氧化劑之間的氧化還原反應。
1．2 微生物腐蝕
金屬微生物腐蝕(MIC)的危害性已越來越受到
人們的重視-s 。據相關調查研究表明，管道外部的
腐蝕沉積有27％與MIC有關 ]。
1)嗜氧菌的腐蝕。微生物在新陳代謝過程中產
生的一些無機酸和有機酸，造成環境惡劣，從而加速
埋地管道的腐蝕。如氧化鐵桿菌，它能使Fe 氧化
成Fe ，而Fe 有很強的氧化性能，可把硫化物氧化
成硫酸而加速埋地管道腐蝕。即使沒有硫化物存
在，也能加速電化學腐蝕的陽極過程 ]。此外，嗜氧
菌還通過在金屬表面產生氧濃差電池而促進腐蝕。
2)厭氧菌的腐蝕。硫酸鹽還原菌(SRB)是微生
物腐蝕中最重要的菌隨]。SRB在自然界分布很廣，
是典型的專性厭氧菌，在特定的條件下參與埋地管
道的腐蝕過程。硫酸鹽還原菌容易在pH值為6～
8、透氣性差的土壤中繁殖。其生活過程中，需要氫
或某些還原物質將硫酸鹽還原成硫化物：S042-'~"8
[H]一s +4H：0。
反應生成的S 一與Fe 反應生成FeS，從而促進了
陽極的離子化反應：Fe。 +s Fes』，。Booth早在
1968年就通過實驗證明FeS有陰極去極化作用，并
且隨著濃度提高其去極化趨勢愈大 。Gonzalez J E
Gn。。等同樣認為厭氧腐蝕可能主要是由于鐵的硫化
物充當去極化劑而不是通過細菌直接除掉氫。
1．3 雜散電流腐蝕
雜散電流是在地下流動的防護系統設計之外對
金屬管道產生腐蝕破壞作用的電流，主要是由于各
種用電設備的接地與漏電，電焊機的漏電、高壓電力
線在附近埋地管道上感應產生的二次交流電等。雜
散電流腐蝕包括直流雜散電流腐蝕和交流雜散電流
腐蝕。直流雜散電流腐蝕原理與電解腐蝕類似；交
流雜散電流是埋地管道附近高壓電力線產生的二次
感應交流電產生的腐蝕，其腐蝕量較小，但集中腐蝕
性強。
2014年12月 山東冶金 第36卷
2 埋地管道防腐蝕措施
2．1 外涂層保護
外涂層保護是在被保護的埋地管道表面形成一
個連續性電絕緣材料薄層，它的作用是隔離被保護
體與周圍電解質以及非電解質的直接接觸。管道外
防腐層的選用應遵循下列原則 ：1)技術可靠，防腐
蝕性能好，具有較好的機械性能和絕緣性能，水滲透
率低，耐陰極剝離性好，耐植物根穿刺，乃微生物腐
蝕，與鋼質管道粘結力強，易于補扣、補傷等；2)經濟
合理，既能達到防腐蝕效果，又能節約費用；3)因地
制宜，根據現有的技術設備及施工水平，能達到設計
的要求，滿足工程的需要。目前，國內埋地管道已經
采用的防腐蝕外涂層有石油瀝青、煤焦油瓷器
(CTE)、擠出聚乙烯、熔結環氧粉末(FBE)、聚乙烯
兩層結構(2PE)、聚乙烯三層結構(3PE)、環氧煤瀝
青和聚乙烯膠帶等 。
2．2 電化學保護
電化學保護可分為陰極保護和陽極保護n 。陽
極保護是在金屬表面通人足夠的陽極電流，使金屬
電位向正的方向移動，達到并保持在鈍化區，從而防
止金屬的腐蝕。陰極保護是在金屬表面通以足夠的
陰極電流，使金屬表面陰極極化，成為電化學電池中
電位均一的陰極，從而防止其表面的腐蝕。目前，用
于埋地管道電化學保護的方法主要是陰極保護。陰
極保護有犧牲陽極法、強制電流保護法兩種方法n 。
1)犧牲陽極法。將被保護的金屬和一種可以提
高保護電流的金屬或合金(即犧牲陽極)相連，使被
保護體極化從而降低腐蝕速率。在犧牲陽極保護法
中，作為犧牲陽極材料必須能滿足以下要求n ：①化
學穩定性好，自腐蝕率小且腐蝕均勻，有高而穩定的
電流效率；②單位重量產生的電流量大，不易極化，
溶解均勻；③腐蝕產物不污染環境，無公害，產物易
脫落；④ 材料來源廣，加工容易，價格低廉。常用的
犧牲陽極品種有鎂基、鋅基和鋁基合金三類。
2)強制電流保護法。將被保護金屬與外加電源
負極相連，由外部電源提供保護電流，以降低腐蝕速
率。由輔助陽極、參比電極、直流電源和連接電纜組
成。作為輔助陽極材料應滿足以下要求n j：①導電
性能好；②排流量大；③耐腐蝕，消耗量小，壽命長；
④具有一定的機械強度、耐磨、耐沖擊振動；⑤容易
加工、易于安裝；⑥材料易得、價格便宜。輔助陽極
常用的有金屬氧化物、鈦鍍鉑、柔性陽極、磁性氧化
鐵陽極、硅鐵和石墨等。
2．3 雜散電流排流保護
管道沿線與高壓輸電線路近距離平行時，高壓
6R
輸電線、電氣化鐵路會對埋地鋼質管道造成干擾，從
而加劇其腐蝕。依據被干擾管道陽極區有無正負極
性交變采用不同的排流方式，不變時采用直流排流，
交變時采用極性排流，比較復雜時采用強制排流。
趙晉云等 用排流與陰極保護相結合的方式進行
排流保護。在管道與輕軌平行管段采用排流保護，
在管道兩端利用陰極保護對雜散電流的抑制作用來
降低對管道的干擾影響，從而使管道得到保護。
3 結語
綜上所述，外涂層保護是使埋地管道外壁與接
觸介質隔離，實現全面保護，該種保護方式主要針對
均勻腐蝕而言。陰極保護主要是針對防腐蝕涂層的
破損處。由于涂層破損位置的不確定性，必須使整
條管道都處于陰極保護的范圍內。隨著高壓輸電線
路的建設以及鐵路線的電氣化改造等，雜散電流對
埋地管道的干擾越來越受到人們的重視。為了長期
地、有效地對埋地管道進行保護，需要綜合運用外涂
層保護、電化學保護以及雜散電流排流保護。
參考文獻：
[1] 孫勇．埋地金屬管道的腐蝕與防護[J]．化工裝備技術，2005，
26(3)：73—75．
[2] 趙文德．石油天然氣管道的腐蝕與防護[J]．化學工程與裝備，
2009(7)：100—101．
[3] 祝馨．長輸管道的腐蝕與防護[J]．石油化工腐蝕與防護，
2006，23(1)：51-53．
[4] 吳江．地下鋼質燃氣管道腐蝕與防護[J]．煤炭技術，2004，23
(4)：107—108．
[5] 樊友軍，皮振邦，華萍，等．微生物腐蝕的作用機制與研究方法
現狀[JJ．材料保護，2001，34(5)：18—20．
[6] 夏雙輝，戚明友，李建秀．微生物腐蝕機理及對埋地管道腐蝕
防護的影響[J]．全面腐蝕控制，2005，19(3)：27—29．
[7] 侯保榮．海洋腐蝕與防護[M]．北京：科學出版社，1997．
[8] Little BJ，Wagner P．Myths related to mierobiologically influ—
enced corrosion[J]．Mater Prerform，1997，36(6)：40—44．
[9] 呂人豪．工業循環冷卻水中微生物腐蝕危害及其控制[c]／／國
家科委腐蝕科學學科組．1979年腐蝕與防護學術報告會議論
文集．北京：科學出版社，1982．
[10] Gonzalez JE G，Santana F JH，Mirza—Rosca J C．Effect ofbac—
terial biofilm on 3 16 SS corrosion in natural seawater by EIS[J]．
CorosionScience，1998，40(12)：2141—2154．
[11] 黃春芳．原油管道輸送技術[M]．北京：中國石化出版社，
2003．
[12] 劉劍鋒，王文娟，馬健偉．埋地管道腐蝕機理及應對措施[J]．
石油化工腐蝕與防護，2006，23(6)：20—22．
[13] 彭在美．城市天然氣管網外防腐層的選用[J1．管道技術與設
備，2002(4)：30—32．
[14] 劉凱，馬麗敏，陳志東，等．埋地管道的腐蝕與防護綜述[J]．
管道技術與設備，2007(4)：36—38．
[15] 孫勇．埋地金屬管道的陰極保護應用與探討[J]．石油和化工
設備。2005．8(6)：32—33．

網友評論 more

特種設備論文最新內容

05-06