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埋地金属管道腐蚀穿孔:一文读懂原因、补漏洞方法
文章作者:小编   发表时间:2020-1-10

当下天燃气、石油等运输采用的都是埋地金属管道,相较于其他管道运输方式,埋地金属管道运输更能节省成本,提升资源利用率。但埋地金属管道由于长期在地下环境中运行,很容易受各种腐蚀原因影响出现穿孔问题。不仅会导致运输的介质泄露,带来巨大的经济损失,同时还会对环境带来严重的污染。因此有必要对埋地金属管道腐蚀穿孔原因进行分析,并提出一些针对性防护技术,从而促使腐蚀穿孔问题得到妥善解决。

 

1.埋地金属管道腐蚀穿孔的原因

1.1土壤因素


对于埋地金属管道腐蚀而言,外腐蚀占据的情况占大多数,因此外腐蚀的原因也比较复杂。从埋地金属所处环境来看,主要腐蚀穿孔原因包含两方面,一方面是土壤因素所引起,其中土壤因素具体包括以下内容。


(1)土壤的电阻率因素

当下有很多研究资料均可表明:土壤电阻率大越大,属管道的腐蚀速度越慢,反之,土壤电阻率越小,金属管道在土壤中的腐蚀速度也就越快。


(2)土壤含水率因素的影响

水分本身对于金属就有着加强的腐蚀性,因此土壤的含水量对埋地金属管道的腐蚀也有着较大的影响,据相关研究表明,土壤含水量大小针对于埋地金属管道腐蚀速率数值的影响,通常存在一个极限值。如果土壤原本的含水量比较低,那么受下雨或其他因素影响,土壤含水量在增加的同时,金属管道的腐蚀速率也在不断增加,但当增加到一个最大值时,那么含水量继续增加,针对埋地金属腐蚀速率不仅不会出现增加现象,反而还会从最大值向下跌落。但实际上,土壤含水量与外界环境变化有着密切的关系,经常会出现时降时升现象,这种现象往往会进一步加重土壤对金属管道的腐蚀。

 

(3)土壤PH因素影响

一般情况下,土壤整体偏向于酸性,这是因为土壤中的一些微生物会通过代谢产生一些酸性物质,再加上当下受一些酸性污染物的影响,从而导致土壤PH 数值越来越小,从而对埋地金属管道造成严重的腐蚀,从上文介绍了金属管道腐蚀过程来看,金属管道所释放的电子很容易与土壤中的氢离子结合,产生大量氢气,导致埋地金属管道腐蚀愈发的严重。


(4)土壤含盐量因素

一般土壤中的含盐量为0.10088%~0.115%,如果土壤含盐量在这一基础上继续升高,土壤对于埋地管道的腐蚀性就会越强。尤其是土壤中各种盐分物质会形成电解液,导致土壤导电率增加,从而导致埋地金属管道出现严重的电化学腐蚀问题。除此之外,土壤温度、微生物因素,也会对金属管道的腐蚀带来一定的影响。比如土壤温度每升高20℃,那么土壤对金属的腐蚀速度将会加快1倍。因此日常需要加强管道防护,尽量避免管道金属物质与土壤直接接触,可有效降低土壤对埋地金属管道带来的腐蚀影响。


(5)杂散电流的影响

一般情况下,针对于电车、电气化铁路、以接地为回路的输配电系统、电解装置等,在其规定的电路中,通常会有一些流动的电流,在上述装置具体运行过程中,一部分电流会自回路中直接流入大地之中,从而在土壤之中形成杂散电流。当土壤环境中存在埋地金属构件时,这些杂散电流的一部分又可能流入、流出埋地金属管道,从而对金属管道产生干扰腐蚀。根据腐蚀干扰源的不同,可分为直流干扰腐蚀与交流干扰腐蚀。并且相较于一般的土壤腐蚀,杂散电流腐蚀程度要更加剧烈,且造成的后果也严重的多。


1.2非土壤因素所引起


非土壤因素所引起主要包含以下两种,一种是人为因素,比如建筑施工开挖失误误触碰埋地金属管道,导致金属管道表面的防护层被破坏,从而加剧埋地金属管道腐蚀。又如在实际进行埋地管道的维修时,操作人员实际维护操作不够规范,从而增加了管道腐蚀穿孔的风险。


比如在进行管道补口前,没有清除干净外部的残留物,除锈工作不彻底,防腐漆涂刷不全面,这些都会导致埋地金属管道出现腐蚀穿孔问题。另一种是管道内腐蚀因素所引起,埋地金属管道在经过长期运行后,通常会在管道的内部出现结垢现象,导致管道通畅性遭受不利影响,在实际进行清洁时,往往需要一些带有腐蚀性的化学药品,比如盐酸,从而对管道内壁造成一定的腐蚀。再加上一些埋地金属管道所输送的物质本身就具有一定的腐蚀性,长期运行往往会造成管道内壁的出现严重的腐蚀甚至穿孔问题。

2埋地金属管道防护解决办法


2.1外涂层防护技术


外涂层防护技术可以说是一种最为简单直接的一种防护技术,简单来说就是在埋地金属管表面涂抹一层隔离物质,有效将其与土壤环境隔离开来,从而达到防腐的目的。在具体实施方面,可包含以下几种。


(1)采用熔结环氧粉末进行外涂层防护

这种防腐涂层本身有着非常良好的适应性,在大多数土壤环境中都能够使用。尤其是在定向穿越地段会土质较粘的土壤环境中,采用这种涂层有着非常好的效果。但在一些地下水位较高或者布满岩石的地段,并不适合采用这种防护涂层技术。


(2) PE防护涂层技术

这种涂层防护技术在任意一种土壤中均有着良好的适应性,特别是在埋管施工强度要求高的地段中进行使用,比如碎石土壤、石方段等。


(3)石油沥青涂层

利用石油沥青作为管道的防腐涂层,最为显著的优势实际施工较为简单,所花费的成本也比较低,一般在完成涂层后,在其表面进行缠带保护处理即可。并在相较于其他外部涂层保护技术,该技术有着更长的使用年限,一般在土壤环境没有太大变化的前提下,能够起到20至30年的防腐效果。


(4) 煤焦油瓷漆涂层

这种外部防腐土层非常适合用于机械强度小、土壤腐蚀性强的环境之中,尤其是针对那些植物生长茂盛、地下水位高的土壤环境中进行应用。但这一技术也有着明显的缺陷,比如容易污染环境,本身还具有一定的毒性,因此不提倡在居民区使用。


2.2电化学防护技术


电化学防腐技术又被称为电化学修复技术,技术原理核心是2种电化学保护的形式。


(1)牺牲阳极保护

通过采用还原性较强的金属与被保护的埋地管道进行相连,成功形成一个原电池,其中还原性较强的金属作为保护极,不断发生氧化反应使得自身被不断的消耗,由此能够在电解质环境中形成一种保护电流回路,有着的保护埋地金属管道不遭受电化学腐蚀。


(2)外加电流保护

在具体实施方面,主要是通过利用外部的直流电源施加电流,将被保护对象 (埋地金属管道) 与电源负极相连,辅助阳极连接正极,从而在土壤电解质环境中形成电流回路,有效保护埋地金属免遭电化学腐蚀,其中也包括杂乱电流的腐蚀。


2.3针对杂乱电流腐蚀的防护技术


针对因杂乱电流引起的埋地管道腐蚀,除了采用电化学防护技术进行金属管道防腐,还可以选择控制杂散电流产生的源头,有效降低杂散电流产生量,从而达到保护埋地金属管道的目的。在实际应用过程中,在管道设计制作之初,就要做好对其的钝化防护处理。


例如在完成金属管道生产后,可在其外壁进行绝缘材料涂刷,有效降低杂乱电流对金属管道的影响,还可以在埋地金属管道与电路交叉位置处,做好绝缘膜的敷设,防止杂乱电流在土壤中任意传播,影响埋地管道。还可以立足于管道的一些关键部位,比如法兰、关键接触面等,做好绝缘法兰、垫层装设,有效隔绝杂散电流,避免埋地金属管道遭受电化学腐蚀影响。


2.4内腐蚀防护技术


为防止埋地金属管道因从内部腐蚀导致穿孔问题出现,在具体防护方面,可以采用内涂层或衬里保护技术,预防。加缓蚀剂的方法既经济又有效。通过在管道内部进行涂层或衬里,能够让电解质与金属管道隔离开来,从而能够很大程度上削弱金属管道内壁腐蚀的影响。一般情况下,内涂层的涂料包含很多种类,并且实际涂刷工艺也比较简单,有着非常良好的的适应性,使得管道不易结垢,有着非常高的性价比高。


尤其是在运用内防护和内挤涂等智能补口工艺后,管道内防腐效果得到了更为显著的提升。


2.5 缓蚀防腐技术


缓蚀防腐技术是一种辅助性埋地金属管道防腐技术,在实际进行埋地管道施工时,通过添加一些缓蚀剂,能够有效降低管道内部腐蚀的影响,经过测试,在加入缓蚀剂后,管道内部缓蚀率大于75%,有着非常良好的防护效果。缓蚀防腐技术一般不能使用,往往需要配合其他防护施工技术才能起到更大的作用效果。在实际选择缓蚀剂时,需要结合实际进行考虑,一般有有机/无机缓蚀剂两种材料可供选择,从当下我国埋地金属管道管道腐蚀原因的来看,选择有机缓蚀剂更能凸显出防腐的效果。除此之外。还应注意加强埋地管道的后续维护管理工作,需要定期组织专业人员做好对管道的防腐检修工作,消除管道腐蚀隐患,在完成检修之后还应做好相应记录,实现对管道防腐的全面控制,从而为埋地管道安全稳定运行提供充足的保障。

结语

综上所述,埋地技术管道作为我国重要的基础设施之一,在输送“石油”、“天然气”等方面发挥着非常重要的作用。一旦出现管道腐蚀穿孔问题,将会酿成重大的安全事故。因此需要充分了解埋地管道的腐蚀穿孔原因,并结合原因,提出一些防护解决措施,从而有效保障埋地金属管道能够安全稳定的运行。

来源:设备管理与防护

 

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