摘　要：通過(guò)對(duì)鋼管腐蝕特點(diǎn)及燃?xì)夤艿婪栏姆治?，提出防腐的采用方案?/span>

關(guān)鍵詞：鋼管；燃?xì)夤艿?；防?/span>

首先談?wù)勅細(xì)夤芫€的腐蝕原因與特點(diǎn)。常用涂層及其特點(diǎn)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(dāng)?shù)姆栏O(shè)計(jì)是確保其安全平穩(wěn)運(yùn)行的先決條件。因而越來(lái)越引起人們的重視。

1 腐蝕原因與特點(diǎn)

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(jié)構(gòu)的不均勻，其腐蝕形態(tài)為均勻減薄，只需在設(shè)計(jì)時(shí)考慮足夠的鋼管壁厚裕量即可，通常不會(huì)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(zhì)(如粘土和回填渣土)，沿線土壤透氣性等物理化學(xué)參數(shù)有較大變化，導(dǎo)致管段兩端存在明顯的電位差異，造成的電化學(xué)腐蝕。其腐蝕形態(tài)是在陽(yáng)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(jìn)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(shí)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(dǎo)致流出點(diǎn)的局部坑蝕。除微電池腐蝕外，其余三類腐蝕都可以通過(guò)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(zhǎng)輸管線相比燃?xì)夤芫€有著自己的特點(diǎn)，其防腐設(shè)計(jì)應(yīng)充分加以考慮。

(1)其管徑通常較小，長(zhǎng)度也較短，因而工程造價(jià)經(jīng)濟(jì)性的考慮可適當(dāng)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(dòng)化機(jī)械的展開(kāi)，手工操作工效低，質(zhì)量保證相對(duì)困難。

(3)管線位于市區(qū)，環(huán)境保護(hù)的要求嚴(yán)格。

(4)直接關(guān)系居民生活和社會(huì)穩(wěn)定，管線投運(yùn)后維修困難。

(5)管線事故可能導(dǎo)致嚴(yán)重的人身安全事故，其防護(hù)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(diǎn)

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(xué)工業(yè)的進(jìn)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(jìn)入工業(yè)防腐領(lǐng)域。為防腐設(shè)計(jì)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(yīng)的防腐方案，達(dá)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(guó)和東歐多采用石油瀝青，西方國(guó)家多采用煤瀝青。施工時(shí)將熔融的瀝青與加強(qiáng)物(如玻璃布)交替纏敷，形成多層厚涂層。其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉，施工工藝成熟，缺點(diǎn)足粘結(jié)力差，環(huán)境污染嚴(yán)重、適用于地質(zhì)條件相對(duì)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(jié)力和減輕環(huán)境污染，在瀝青中加入環(huán)氧樹(shù)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?xì)夤芫€防腐的需要，成為北京、天津燃?xì)夤芫€的主流涂層。其缺點(diǎn)在于施工麻煩、周期長(zhǎng)，人為和環(huán)境影響因素較大。適用于地質(zhì)條件較為復(fù)雜，土壤電阻率中等的燃?xì)舛坦芏魏透郊?/span>

(3)膠帶膠帶是由聚乙烯單面涂敷膠粘劑而成，施工時(shí)直接纏繞在鋼管表面。其突出特點(diǎn)是施工簡(jiǎn)便，無(wú)污染，涂層較薄、強(qiáng)度低。工廠預(yù)制的涂層質(zhì)量均勻可靠、但在運(yùn)輸過(guò)程中注往發(fā)生較多破損、現(xiàn)場(chǎng)纏繞的膠帶則張力不均在所難免、使搭接部分粘結(jié)不牢，導(dǎo)致水份滲入。我國(guó)七十年代在某長(zhǎng)輸管線首次使用時(shí)、外加電流陰極保護(hù)電位無(wú)法達(dá)標(biāo)。此后再?zèng)]有長(zhǎng)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(fù)合管。厚實(shí)連續(xù)的PE具有極好的物理化學(xué)性能，可適合各種惡劣的環(huán)境條件。其只能在工廠預(yù)制，防腐質(zhì)量基本不受人為影響、其缺點(diǎn)在于PE層和鋼管間熱膨脹系數(shù)差異較大、當(dāng)管內(nèi)介質(zhì)溫度波動(dòng)時(shí)造成二者相對(duì)錯(cuò)動(dòng)、嚴(yán)重時(shí)發(fā)生PE破損。

PE防腐的另一缺點(diǎn)是其對(duì)陰極保護(hù)電流屏蔽嚴(yán)重，對(duì)于不采用外加電流的燃?xì)夤芫€，這也不成為問(wèn)題。對(duì)燃?xì)夤芫€來(lái)說(shuō)、影響PE防腐效果的補(bǔ)口和管件必須選用其他材料，日前應(yīng)用較好的是電融套或熱收縮材料、電融套價(jià)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(xué)性能優(yōu)異。且對(duì)陰極保護(hù)電流無(wú)屏蔽，從而成為西方國(guó)家長(zhǎng)輸管線的首選涂層。與PE相比，其抗沖擊磨損能力稍差，燃?xì)夤芫€通常不采用外加電流陰極保護(hù)，故其主要應(yīng)用在油田、燃?xì)夤芫€上應(yīng)用很少。

(6)復(fù)臺(tái)涂層針對(duì)PE和粉末各自的長(zhǎng)處、近年來(lái)長(zhǎng)輸管線涂層開(kāi)始向復(fù)合結(jié)構(gòu)發(fā)展，具有代表性的是以環(huán)氧粉末為膠粘劑粘結(jié)PE，我國(guó)陜北至北京的天然氣管線就采用了這種結(jié)構(gòu)。由于造價(jià)昂貴。近期不太可能用于市政燃?xì)夤芫€。

3 防腐設(shè)計(jì)建議

涂層選用的主要考慮因素是技術(shù)可靠和經(jīng)濟(jì)合理，鑒于燃?xì)夤芫€的特點(diǎn)、其技術(shù)可靠尤為重要。甚至可在一定程度上犧牲經(jīng)濟(jì)合理、也要確保技術(shù)可靠。技術(shù)可靠包含兩方面的內(nèi)容、一是建設(shè)時(shí)期的可靠性，建設(shè)時(shí)環(huán)境、氣候、土壤等因素都對(duì)涂層的最終性能有重要和直接的影響。所設(shè)計(jì)的涂層應(yīng)能在管線建設(shè)的具體條件下保證連續(xù)完好，

才能達(dá)到涂層的用論性能。二是涂層的理論壽命滿足管線運(yùn)行條件的設(shè)計(jì)壽命要求，即建設(shè)時(shí)達(dá)到理論性能指標(biāo)的涂層。能在管線設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)完好。另外需加以注意的是涂層現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)必須滿足環(huán)保要求。根據(jù)我國(guó)國(guó)情、在設(shè)計(jì)時(shí)除了考慮涂層的理論性能指標(biāo)外，更需注意減輕所選材料和工藝對(duì)人為因素的依賴，要盡可能向自動(dòng)化預(yù)制化靠攏、使涂層實(shí)際指標(biāo)能達(dá)到要求。經(jīng)濟(jì)合理也要從兩個(gè)方面加以考慮、一是管線建設(shè)時(shí)的一次投資，二是管線投運(yùn)后的維護(hù)費(fèi)用?？紤]到管線通常位于市區(qū)。其維護(hù)維修比較困難，費(fèi)用高，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)適當(dāng)加大一次投資。以減少管線日常維修工作量。對(duì)于張家口燃?xì)夤芫€的防腐設(shè)計(jì)，提出以下建議：

(1)張家口地處海拔1400米左右、土質(zhì)含水量不大含鹽堿量較高，土壤腐蝕性中等偏強(qiáng)、選用PE防腐是一種較好的方案。根據(jù)張家口土質(zhì)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(chǎng)補(bǔ)口一般可采用熱收縮材料。對(duì)位于人口稠密的地段和重要機(jī)關(guān)附近的管段可采用電融套。管件防腐可采用特強(qiáng)級(jí)環(huán)氧煤瀝青涂層。

(2)對(duì)于人口稠密的地段和重要機(jī)關(guān)附近的管段、應(yīng)加埋犧牲陽(yáng)極保護(hù)、根據(jù)張家口土壤電阻率情況、一般可采用鋅陽(yáng)極、在土壤電阻率特別高的地段，可考慮采用鎂陽(yáng)極。

(3)經(jīng)過(guò)十多年的運(yùn)行、部分在役管段已進(jìn)入事故多發(fā)期。應(yīng)建立定期巡檢制度，測(cè)定管地電位和涂層電阻率、建立管線防腐狀況數(shù)據(jù)庫(kù)。

(4)根據(jù)管線防腐狀況，有計(jì)劃地進(jìn)行涂層大修，以免將來(lái)大批管線同時(shí)進(jìn)入大修期而措手不及。

(5)組建專業(yè)搶修隊(duì)伍、隨時(shí)查驗(yàn)涂層缺陷、進(jìn)行修補(bǔ)、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）