煤氣管網(wǎng)腐蝕狀況分析與整改

楊杰

（攀枝花市煤氣總公司）

煤氣管網(wǎng)腐蝕狀況分析與整改

楊杰

（攀枝花市煤氣總公司）

攀枝花市煤氣管網(wǎng)腐蝕狀況形成的原因、管道防腐及管網(wǎng)整改的措施。

煤氣管網(wǎng)；腐蝕；整改

我市城區(qū)大部分煤氣管網(wǎng)于1981年建成投入使用，截至目前，這些管道的使用時間已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常使用年限，管道老化、腐蝕嚴(yán)重，漏氣事故經(jīng)常發(fā)生，安全隱患十分嚴(yán)重，根據(jù)建設(shè)部的要求，使用年限超過15年的燃?xì)夤艿蓝家M(jìn)行管網(wǎng)的安全評估和管網(wǎng)的改造規(guī)劃。市城市管理局在2008年初委托四川眾望安全環(huán)保技術(shù)咨詢有限公司對1981～1985年建成投入使用的小區(qū)煤氣管網(wǎng)進(jìn)行了安全現(xiàn)狀評估，其評估結(jié)論是：①由于攀枝花市煤氣總公司1981～1985年敷設(shè)的煤氣管網(wǎng)已超期服役8年以上，大部分管道存在腐蝕、灰堵嚴(yán)重的情況，不僅造成用戶端煤氣運行壓力低、流量小，影響了用戶的正常使用，同時管道穿孔漏氣的情況較為普遍，管道運行安全系數(shù)低，容易引發(fā)煤氣中毒、火災(zāi)、爆炸等事故，該管網(wǎng)已構(gòu)成重大安全隱患。②根據(jù)室外管道老化、腐蝕的具體情況推斷，室內(nèi)管道管網(wǎng)的腐蝕、老化程度應(yīng)與室外管道已達(dá)到同等程度，鑒于煤氣屬易燃易爆有毒氣體，且由于室內(nèi)為封閉空間，一旦發(fā)生煤氣泄漏很容易積聚將造成人員中毒，還易引起火災(zāi)爆炸事故，而造成重大的人員傷亡和財產(chǎn)損失。通過這幾年的煤氣管網(wǎng)改造及多年的對煤氣管道腐蝕調(diào)查，造成煤氣管道腐蝕主要有以下幾方面的原因：

1 煤氣管道內(nèi)腐蝕機(jī)理

煤氣管道的主要腐蝕因素是煤氣中的雜質(zhì)受凈化條件的限制，煤氣中的H2S、HCN、CO2、O2萘甲苯不溶物、碳素等雜質(zhì)或多或少地殘存于煤氣中。當(dāng)環(huán)境溫度低于煤氣露點市，將導(dǎo)致煤氣管壁結(jié)露，嚴(yán)重時會產(chǎn)生冷凝水，在煤氣管道下部容易積存液體和固體粒子的低凹處易被腐蝕成蝕損斑狀，H2S、HCN、CO2等腐蝕性氣體與水共存時，易生成氫硫酸。氫氰酸和碳酸，對煤氣管道發(fā)生酸腐蝕。同時，還會發(fā)生電離，形成電解質(zhì)，管道表面與電解質(zhì)結(jié)合的界面上就會發(fā)生電化學(xué)腐蝕，生成FeS而沉積于管壁上，其反應(yīng)式如下：

另外，煤氣中含有微量的氧，與煤氣管壁接觸時發(fā)生氧腐蝕，生成的氫氧化亞鐵就是管道腐蝕的第一階段產(chǎn)物，煤氣中的氧將它繼續(xù)氧化成為三價鐵的氫氧化鐵。

由于氫氧化鐵在水中的溶解度低于氫氧化亞鐵，所以在管道上沉淀析出，沉淀開始時是非晶態(tài)，并在管壁表面形成多孔的結(jié)合較差的腐蝕產(chǎn)物。該腐蝕物對管壁并無保護(hù)作用，相反起著傳遞鐵離子和氧的作用，使腐蝕繼續(xù)蔓延，腐蝕產(chǎn)物與氫氰酸發(fā)生結(jié)合生成六氰合鐵，進(jìn)一步加速管壁的腐蝕，腐蝕生成物FeS、Fe（OH）3、Fe（CN）46－、Fe（CN）63－沉積于管壁，再加上煤氣中萘的結(jié)晶析出，從而導(dǎo)致了煤氣管道堵塞。

2 煤氣管道外腐蝕

腐蝕因素及特征的機(jī)理分析：金屬管道敷設(shè)于空氣或土壤中常常由于化學(xué)作用、生物作用和電化學(xué)作用等因素，使金屬管道外壁不斷地被腐蝕損壞，致使管壁逐漸減薄，重的會發(fā)生穿孔泄漏，而引起金屬管道的腐蝕主要為電化學(xué)腐蝕+煤氣管道的電化學(xué)腐蝕過程為在陽極區(qū)，鐵溶解變成鐵離子進(jìn)入電解質(zhì)土壤中，其化學(xué)反應(yīng)式如下：

陽極反應(yīng)在陰極區(qū)上式表示的電子流至陰極區(qū)后被電解質(zhì)土壤中能吸收電子的物質(zhì)離子或分子所接受+其電化學(xué)反應(yīng)如下：

當(dāng)陽極反應(yīng)與陰極反應(yīng)等速進(jìn)行時，腐蝕電流就不斷從陰極區(qū)流經(jīng)電解質(zhì)（土壤）進(jìn)入陽極區(qū)，在陽極區(qū)產(chǎn)生Fe（OH）2，其反應(yīng)式為：

根據(jù)土壤介質(zhì)的差異及管道的材質(zhì)的不同所引起的腐蝕可分述為：由于埋地鋼管金屬本身結(jié)構(gòu)的不均勻，表面粗糙度不同，以及作為電解質(zhì)的土壤物理化學(xué)性質(zhì)不均勻，含氧量不同pH值不同等因素，因而產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)，使陽極區(qū)的金屬不斷電離而受到腐蝕：由于礫石和砂子透氣性好，而粘土透氣性差，埋在不同地段的鋼管將產(chǎn)生電位差，管道在陽極區(qū)受到腐蝕：兩種不同材料的管道相連，也會引起電化學(xué)腐蝕。

3 煤氣管網(wǎng)整改措施

根據(jù)這幾年的煤氣管網(wǎng)改造及多年的對煤氣管道腐蝕事故的處理經(jīng)驗，解決煤氣管道腐蝕主要有以下幾種方法：

（1）管道內(nèi)壁腐蝕的防護(hù)措施：防止內(nèi)壁腐蝕的根本措施是將煤氣凈化，使煤氣中硫化氫、二氧化碳、氧和硫化物或其它腐蝕性化合物的含量達(dá)到允許值以下，另外還可以在管道內(nèi)用合成樹脂或環(huán)氧樹脂等作內(nèi)涂層。

（2）加強(qiáng)煤氣管道外防腐施工質(zhì)量，選擇適合本地區(qū)防腐材料及技術(shù)。絕緣層防腐法：國內(nèi)外埋地鋼管采用的防腐絕緣層主要有石油瀝青、煤瀝青、聚抓乙烯包扎帶、塑料薄膜涂層、環(huán)載煤瀝青等。我市埋地鋼管主要采用改性石油瀝青防腐。

（3）采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，煤氣管道進(jìn)行陰極保護(hù)。主要有外加電源陰極保護(hù)法和棲牲陽極陰極保護(hù)法。

（4）要防止煤氣管道的腐蝕與堵塞，在煤氣管道內(nèi)壁涂敷防腐層，以隔絕鐵基體與腐蝕介質(zhì)的接觸時必要的。同時，要求防腐層達(dá)到負(fù)極化電位-0.85V）最大的破損點直徑，若大于該直則達(dá)不到陰極保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。

（5）管道外壁腐蝕的防護(hù)措施對強(qiáng)腐蝕性土壤的地區(qū)的煤氣管道，其防腐后在原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)上進(jìn)行加厚，并用電火花檢漏儀對防腐情況進(jìn)行嚴(yán)格驗收，合格后，可在一定程度上阻礙電化學(xué)腐蝕，延緩管道腐蝕速度，但管道防腐后在運輸與施工中無法保證不受到任何損壞，而且防腐絕緣層在土壤溶液作用下會逐步老化+從腐蝕調(diào)查結(jié)果來看：庭院管道腐蝕嚴(yán)重，特別是引入管腐蝕斷裂或穿孔漏氣的情況占絕大多數(shù)，對防腐絕緣層保護(hù)不完善處，使用陰極保護(hù)加以彌補(bǔ)電保護(hù)防腐與加強(qiáng)防腐絕緣層相結(jié)合從以上兩種防腐措施不難看出，不論是電保護(hù)防腐還是增加防腐絕緣層厚度，各自均存在著管道防腐的不完善之處，如果我們把兩種方法結(jié)合起來，既可彌補(bǔ)防腐絕緣層的不足又可以減少電保護(hù)的經(jīng)濟(jì)投資。

（6）根據(jù)攀枝花市土壤、地理條件及煤氣管網(wǎng)改造和管道腐蝕事故的處理經(jīng)驗，攀枝花市煤氣管道防腐采用石油瀝青防腐。

石油瀝青：它的優(yōu)點是施工工藝簡單，技術(shù)成熟，設(shè)備定型，防腐性能可靠，貨源充足。主要缺點是吸水率大，耐老化性能差，耐細(xì)菌性差。防腐等級：普通、加強(qiáng)、特強(qiáng)。選定防腐等級要從腐蝕性以及安全性等方面來綜合考慮，在一般地段可采用普通絕緣，當(dāng)管線通過以下地段時可采用加強(qiáng)絕緣：①穿越鐵路、公路、橋梁等：②河流、溝渠等及埋于地下水位以下的地段：③鹽堿地、工業(yè)污水溝、垃圾堆等：④人口稠密區(qū)、工礦企業(yè)區(qū)。施工要求：清除鋼管表面的焊渣、毛刺、油脂和污垢等附著物：采用噴射或機(jī)械除銹方法進(jìn)行除銹，達(dá)到規(guī)定的等級：除銹后，對鋼管表面露出的缺陷應(yīng)進(jìn)行處理，附著表面的灰塵、磨料應(yīng)清除干凈，鋼管表面保持干燥：當(dāng)出現(xiàn)返銹或表面污染時，必須重新進(jìn)行表面處理：底漆應(yīng)涂刷均勻，不得有漏涂、凝塊和流掛等缺陷：待底漆干后，再纏繞玻璃纖維布：纏繞玻璃纖維布纏緊，石油瀝青應(yīng)滲透玻璃纖維布，表面平整無皺褶和空鼓。

4 結(jié)束語

就全市煤氣管網(wǎng)腐蝕狀況而言，僅靠原有的局部維護(hù)、檢修和補(bǔ)漏已不能應(yīng)對管網(wǎng)的持續(xù)腐蝕，只有對管網(wǎng)進(jìn)行分批、分片、分步更新改造，才能徹底、快速和有效地消除管網(wǎng)腐蝕隱患。從煤氣管道腐蝕的調(diào)查工作中，感到在管道腐蝕控制技術(shù)應(yīng)用方面尚存在較大的差距，攀枝花市所有地下煤氣管道均未采用陰極保護(hù)和管道內(nèi)防腐措施，這也正是管道壽命比預(yù)計壽命減少一半的主要原因之一，實踐證明，當(dāng)采取了有效的防腐措施后可將腐蝕損失減少，管道的壽命可大為延長，帶來的社效益和經(jīng)濟(jì)效益是十分可觀的。

TU996.6

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2016-7-1