當下天燃氣、石油等運輸采用的都是埋地金屬管道,相較于其他管道運輸方式,埋地金屬管道運輸更能節省成本,提升資源利用率。但埋地金屬管道由于長期在地下環境中運行,很容易受各種腐蝕原因影響出現穿孔問題。不僅會導致運輸的介質泄露,帶來巨大的經濟損失,同時還會對環境帶來嚴重的污染。因此有必要對埋地金屬管道腐蝕穿孔原因進行分析,并提出一些針對性防護技術,從而促使腐蝕穿孔問題得到妥善解決。
1.埋地金屬管道腐蝕穿孔的原因
1.1土壤因素
對于埋地金屬管道腐蝕而言,外腐蝕占據的情況占大多數,因此外腐蝕的原因也比較復雜。從埋地金屬所處環境來看,主要腐蝕穿孔原因包含兩方面,一方面是土壤因素所引起,其中土壤因素具體包括以下內容。
(1)土壤的電阻率因素
當下有很多研究資料均可表明:土壤電阻率大越大,屬管道的腐蝕速度越慢,反之,土壤電阻率越小,金屬管道在土壤中的腐蝕速度也就越快。
(2)土壤含水率因素的影響
水分本身對于金屬就有著加強的腐蝕性,因此土壤的含水量對埋地金屬管道的腐蝕也有著較大的影響,據相關研究表明,土壤含水量大小針對于埋地金屬管道腐蝕速率數值的影響,通常存在一個極限值。如果土壤原本的含水量比較低,那么受下雨或其他因素影響,土壤含水量在增加的同時,金屬管道的腐蝕速率也在不斷增加,但當增加到一個最大值時,那么含水量繼續增加,針對埋地金屬腐蝕速率不僅不會出現增加現象,反而還會從最大值向下跌落。但實際上,土壤含水量與外界環境變化有著密切的關系,經常會出現時降時升現象,這種現象往往會進一步加重土壤對金屬管道的腐蝕。
(3)土壤PH因素影響
一般情況下,土壤整體偏向于酸性,這是因為土壤中的一些微生物會通過代謝產生一些酸性物質,再加上當下受一些酸性污染物的影響,從而導致土壤
PH 數值越來越小,從而對埋地金屬管道造成嚴重的腐蝕,從上文介紹了金屬管道腐蝕過程來看,金屬管道所釋放的電子很容易與土壤中的氫離子結合,產生大量氫氣,導致埋地金屬管道腐蝕愈發的嚴重。
(4)土壤含鹽量因素
一般土壤中的含鹽量為0.10088%~0.115%,如果土壤含鹽量在這一基礎上繼續升高,土壤對于埋地管道的腐蝕性就會越強。尤其是土壤中各種鹽分物質會形成電解液,導致土壤導電率增加,從而導致埋地金屬管道出現嚴重的電化學腐蝕問題。除此之外,土壤溫度、微生物因素,也會對金屬管道的腐蝕帶來一定的影響。比如土壤溫度每升高20℃,那么土壤對金屬的腐蝕速度將會加快1倍。因此日常需要加強管道防護,盡量避免管道金屬物質與土壤直接接觸,可有效降低土壤對埋地金屬管道帶來的腐蝕影響。
(5)雜散電流的影響
一般情況下,針對于電車、電氣化鐵路、以接地為回路的輸配電系統、電解裝置等,在其規定的電路中,通常會有一些流動的電流,在上述裝置具體運行過程中,一部分電流會自回路中直接流入大地之中,從而在土壤之中形成雜散電流。當土壤環境中存在埋地金屬構件時,這些雜散電流的一部分又可能流入、流出埋地金屬管道,從而對金屬管道產生干擾腐蝕。根據腐蝕干擾源的不同,可分為直流干擾腐蝕與交流干擾腐蝕。并且相較于一般的土壤腐蝕,雜散電流腐蝕程度要更加劇烈,且造成的后果也嚴重的多。
1.2非土壤因素所引起
非土壤因素所引起主要包含以下兩種,一種是人為因素,比如建筑施工開挖失誤誤觸碰埋地金屬管道,導致金屬管道表面的防護層被破壞,從而加劇埋地金屬管道腐蝕。又如在實際進行埋地管道的維修時,操作人員實際維護操作不夠規范,從而增加了管道腐蝕穿孔的風險。
比如在進行管道補口前,沒有清除干凈外部的殘留物,除銹工作不徹底,防腐漆涂刷不全面,這些都會導致埋地金屬管道出現腐蝕穿孔問題。另一種是管道內腐蝕因素所引起,埋地金屬管道在經過長期運行后,通常會在管道的內部出現結垢現象,導致管道通暢性遭受不利影響,在實際進行清潔時,往往需要一些帶有腐蝕性的化學藥品,比如鹽酸,從而對管道內壁造成一定的腐蝕。再加上一些埋地金屬管道所輸送的物質本身就具有一定的腐蝕性,長期運行往往會造成管道內壁的出現嚴重的腐蝕甚至穿孔問題。
2 埋地金屬管道防護解決辦法
2.1外涂層防護技術
外涂層防護技術可以說是一種最為簡單直接的一種防護技術,簡單來說就是在埋地金屬管表面涂抹一層隔離物質,有效將其與土壤環境隔離開來,從而達到防腐的目的。在具體實施方面,可包含以下幾種。
(1)采用熔結環氧粉末進行外涂層防護
這種防腐涂層本身有著非常良好的適應性,在大多數土壤環境中都能夠使用。尤其是在定向穿越地段會土質較粘的土壤環境中,采用這種涂層有著非常好的效果。但在一些地下水位較高或者布滿巖石的地段,并不適合采用這種防護涂層技術。
(2) PE防護涂層技術
這種涂層防護技術在任意一種土壤中均有著良好的適應性,特別是在埋管施工強度要求高的地段中進行使用,比如碎石土壤、石方段等。
(3)石油瀝青涂層
利用石油瀝青作為管道的防腐涂層,最為顯著的優勢實際施工較為簡單,所花費的成本也比較低,一般在完成涂層后,在其表面進行纏帶保護處理即可。并在相較于其他外部涂層保護技術,該技術有著更長的使用年限,一般在土壤環境沒有太大變化的前提下,能夠起到20至30年的防腐效果。
(4) 煤焦油瓷漆涂層
這種外部防腐土層非常適合用于機械強度小、土壤腐蝕性強的環境之中,尤其是針對那些植物生長茂盛、地下水位高的土壤環境中進行應用。但這一技術也有著明顯的缺陷,比如容易污染環境,本身還具有一定的毒性,因此不提倡在居民區使用。
2.2電化學防護技術
電化學防腐技術又被稱為電化學修復技術,技術原理核心是2種電化學保護的形式。
(1)犧牲陽極保護
通過采用還原性較強的金屬與被保護的埋地管道進行相連,成功形成一個原電池,其中還原性較強的金屬作為保護極,不斷發生氧化反應使得自身被不斷的消耗,由此能夠在電解質環境中形成一種保護電流回路,有著的保護埋地金屬管道不遭受電化學腐蝕。
(2)外加電流保護
在具體實施方面,主要是通過利用外部的直流電源施加電流,將被保護對象 (埋地金屬管道) 與電源負極相連,輔助陽極連接正極,從而在土壤電解質環境中形成電流回路,有效保護埋地金屬免遭電化學腐蝕,其中也包括雜亂電流的腐蝕。
2.3針對雜亂電流腐蝕的防護技術
針對因雜亂電流引起的埋地管道腐蝕,除了采用電化學防護技術進行金屬管道防腐,還可以選擇控制雜散電流產生的源頭,有效降低雜散電流產生量,從而達到保護埋地金屬管道的目的。在實際應用過程中,在管道設計制作之初,就要做好對其的鈍化防護處理。
例如在完成金屬管道生產后,可在其外壁進行絕緣材料涂刷,有效降低雜亂電流對金屬管道的影響,還可以在埋地金屬管道與電路交叉位置處,做好絕緣膜的敷設,防止雜亂電流在土壤中任意傳播,影響埋地管道。還可以立足于管道的一些關鍵部位,比如法蘭、關鍵接觸面等,做好絕緣法蘭、墊層裝設,有效隔絕雜散電流,避免埋地金屬管道遭受電化學腐蝕影響。
2.4內腐蝕防護技術
為防止埋地金屬管道因從內部腐蝕導致穿孔問題出現,在具體防護方面,可以采用內涂層或襯里保護技術,預防。加緩蝕劑的方法既經濟又有效。通過在管道內部進行涂層或襯里,能夠讓電解質與金屬管道隔離開來,從而能夠很大程度上削弱金屬管道內壁腐蝕的影響。一般情況下,內涂層的涂料包含很多種類,并且實際涂刷工藝也比較簡單,有著非常良好的的適應性,使得管道不易結垢,有著非常高的性價比高。
尤其是在運用內防護和內擠涂等智能補口工藝后,管道內防腐效果得到了更為顯著的提升。
2.5 緩蝕防腐技術
緩蝕防腐技術是一種輔助性埋地金屬管道防腐技術,在實際進行埋地管道施工時,通過添加一些緩蝕劑,能夠有效降低管道內部腐蝕的影響,經過測試,在加入緩蝕劑后,管道內部緩蝕率大于75%,有著非常良好的防護效果。緩蝕防腐技術一般不能使用,往往需要配合其他防護施工技術才能起到更大的作用效果。在實際選擇緩蝕劑時,需要結合實際進行考慮,一般有有機/無機緩蝕劑兩種材料可供選擇,從當下我國埋地金屬管道管道腐蝕原因的來看,選擇有機緩蝕劑更能凸顯出防腐的效果。除此之外。還應注意加強埋地管道的后續維護管理工作,需要定期組織專業人員做好對管道的防腐檢修工作,消除管道腐蝕隱患,在完成檢修之后還應做好相應記錄,實現對管道防腐的全面控制,從而為埋地管道安全穩定運行提供充足的保障。
結語
綜上所述,埋地技術管道作為我國重要的基礎設施之一,在輸送“石油”、“天然氣”等方面發揮著非常重要的作用。一旦出現管道腐蝕穿孔問題,將會釀成重大的安全事故。因此需要充分了解埋地管道的腐蝕穿孔原因,并結合原因,提出一些防護解決措施,從而有效保障埋地金屬管道能夠安全穩定的運行。
免責聲明:本網站所轉載的文字、圖片與視頻資料版權歸原創作者所有,如果涉及侵權,請第一時間聯系本網刪除。

官方微信
《中國腐蝕與防護網電子期刊》征訂啟事
- 投稿聯系:編輯部
- 電話:010-62316606-806
- 郵箱:fsfhzy666@163.com
- 中國腐蝕與防護網官方QQ群:140808414