煤气管网腐蚀状况分析与整改

杨杰

（攀枝花市煤气总公司）

煤气管网腐蚀状况分析与整改

杨杰

（攀枝花市煤气总公司）

攀枝花市煤气管网腐蚀状况形成的原因、管道防腐及管网整改的措施。

煤气管网；腐蚀；整改

我市城区大部分煤气管网于1981年建成投入使用，截至目前，这些管道的使用时间已远远超过正常使用年限，管道老化、腐蚀严重，漏气事故经常发生，安全隐患十分严重，根据建设部的要求，使用年限超过15年的燃气管道都要进行管网的安全评估和管网的改造规划。市城市管理局在2008年初委托四川众望安全环保技术咨询有限公司对1981～1985年建成投入使用的小区煤气管网进行了安全现状评估，其评估结论是：①由于攀枝花市煤气总公司1981～1985年敷设的煤气管网已超期服役8年以上，大部分管道存在腐蚀、灰堵严重的情况，不仅造成用户端煤气运行压力低、流量小，影响了用户的正常使用，同时管道穿孔漏气的情况较为普遍，管道运行安全系数低，容易引发煤气中毒、火灾、爆炸等事故，该管网已构成重大安全隐患。②根据室外管道老化、腐蚀的具体情况推断，室内管道管网的腐蚀、老化程度应与室外管道已达到同等程度，鉴于煤气属易燃易爆有毒气体，且由于室内为封闭空间，一旦发生煤气泄漏很容易积聚将造成人员中毒，还易引起火灾爆炸事故，而造成重大的人员伤亡和财产损失。通过这几年的煤气管网改造及多年的对煤气管道腐蚀调查，造成煤气管道腐蚀主要有以下几方面的原因：

1 煤气管道内腐蚀机理

煤气管道的主要腐蚀因素是煤气中的杂质受净化条件的限制，煤气中的H2S、HCN、CO2、O2萘甲苯不溶物、碳素等杂质或多或少地残存于煤气中。当环境温度低于煤气露点市，将导致煤气管壁结露，严重时会产生冷凝水，在煤气管道下部容易积存液体和固体粒子的低凹处易被腐蚀成蚀损斑状，H2S、HCN、CO2等腐蚀性气体与水共存时，易生成氢硫酸。氢氰酸和碳酸，对煤气管道发生酸腐蚀。同时，还会发生电离，形成电解质，管道表面与电解质结合的界面上就会发生电化学腐蚀，生成FeS而沉积于管壁上，其反应式如下：

另外，煤气中含有微量的氧，与煤气管壁接触时发生氧腐蚀，生成的氢氧化亚铁就是管道腐蚀的第一阶段产物，煤气中的氧将它继续氧化成为三价铁的氢氧化铁。

由于氢氧化铁在水中的溶解度低于氢氧化亚铁，所以在管道上沉淀析出，沉淀开始时是非晶态，并在管壁表面形成多孔的结合较差的腐蚀产物。该腐蚀物对管壁并无保护作用，相反起着传递铁离子和氧的作用，使腐蚀继续蔓延，腐蚀产物与氢氰酸发生结合生成六氰合铁，进一步加速管壁的腐蚀，腐蚀生成物FeS、Fe（OH）3、Fe（CN）46－、Fe（CN）63－沉积于管壁，再加上煤气中萘的结晶析出，从而导致了煤气管道堵塞。

2 煤气管道外腐蚀

腐蚀因素及特征的机理分析：金属管道敷设于空气或土壤中常常由于化学作用、生物作用和电化学作用等因素，使金属管道外壁不断地被腐蚀损坏，致使管壁逐渐减薄，重的会发生穿孔泄漏，而引起金属管道的腐蚀主要为电化学腐蚀+煤气管道的电化学腐蚀过程为在阳极区，铁溶解变成铁离子进入电解质土壤中，其化学反应式如下：

阳极反应在阴极区上式表示的电子流至阴极区后被电解质土壤中能吸收电子的物质离子或分子所接受+其电化学反应如下：

当阳极反应与阴极反应等速进行时，腐蚀电流就不断从阴极区流经电解质（土壤）进入阳极区，在阳极区产生Fe（OH）2，其反应式为：

根据土壤介质的差异及管道的材质的不同所引起的腐蚀可分述为：由于埋地钢管金属本身结构的不均匀，表面粗糙度不同，以及作为电解质的土壤物理化学性质不均匀，含氧量不同pH值不同等因素，因而产生电化学反应，使阳极区的金属不断电离而受到腐蚀：由于砾石和砂子透气性好，而粘土透气性差，埋在不同地段的钢管将产生电位差，管道在阳极区受到腐蚀：两种不同材料的管道相连，也会引起电化学腐蚀。

3 煤气管网整改措施

根据这几年的煤气管网改造及多年的对煤气管道腐蚀事故的处理经验，解决煤气管道腐蚀主要有以下几种方法：

（1）管道内壁腐蚀的防护措施：防止内壁腐蚀的根本措施是将煤气净化，使煤气中硫化氢、二氧化碳、氧和硫化物或其它腐蚀性化合物的含量达到允许值以下，另外还可以在管道内用合成树脂或环氧树脂等作内涂层。

（2）加强煤气管道外防腐施工质量，选择适合本地区防腐材料及技术。绝缘层防腐法：国内外埋地钢管采用的防腐绝缘层主要有石油沥青、煤沥青、聚抓乙烯包扎带、塑料薄膜涂层、环载煤沥青等。我市埋地钢管主要采用改性石油沥青防腐。

（3）采用先进的科学技术，煤气管道进行阴极保护。主要有外加电源阴极保护法和栖牲阳极阴极保护法。

（4）要防止煤气管道的腐蚀与堵塞，在煤气管道内壁涂敷防腐层，以隔绝铁基体与腐蚀介质的接触时必要的。同时，要求防腐层达到负极化电位-0.85V）最大的破损点直径，若大于该直则达不到阴极保护标准。

（5）管道外壁腐蚀的防护措施对强腐蚀性土壤的地区的煤气管道，其防腐后在原设计标准上进行加厚，并用电火花检漏仪对防腐情况进行严格验收，合格后，可在一定程度上阻碍电化学腐蚀，延缓管道腐蚀速度，但管道防腐后在运输与施工中无法保证不受到任何损坏，而且防腐绝缘层在土壤溶液作用下会逐步老化+从腐蚀调查结果来看：庭院管道腐蚀严重，特别是引入管腐蚀断裂或穿孔漏气的情况占绝大多数，对防腐绝缘层保护不完善处，使用阴极保护加以弥补电保护防腐与加强防腐绝缘层相结合从以上两种防腐措施不难看出，不论是电保护防腐还是增加防腐绝缘层厚度，各自均存在着管道防腐的不完善之处，如果我们把两种方法结合起来，既可弥补防腐绝缘层的不足又可以减少电保护的经济投资。

（6）根据攀枝花市土壤、地理条件及煤气管网改造和管道腐蚀事故的处理经验，攀枝花市煤气管道防腐采用石油沥青防腐。

石油沥青：它的优点是施工工艺简单，技术成熟，设备定型，防腐性能可靠，货源充足。主要缺点是吸水率大，耐老化性能差，耐细菌性差。防腐等级：普通、加强、特强。选定防腐等级要从腐蚀性以及安全性等方面来综合考虑，在一般地段可采用普通绝缘，当管线通过以下地段时可采用加强绝缘：①穿越铁路、公路、桥梁等：②河流、沟渠等及埋于地下水位以下的地段：③盐碱地、工业污水沟、垃圾堆等：④人口稠密区、工矿企业区。施工要求：清除钢管表面的焊渣、毛刺、油脂和污垢等附着物：采用喷射或机械除锈方法进行除锈，达到规定的等级：除锈后，对钢管表面露出的缺陷应进行处理，附着表面的灰尘、磨料应清除干净，钢管表面保持干燥：当出现返锈或表面污染时，必须重新进行表面处理：底漆应涂刷均匀，不得有漏涂、凝块和流挂等缺陷：待底漆干后，再缠绕玻璃纤维布：缠绕玻璃纤维布缠紧，石油沥青应渗透玻璃纤维布，表面平整无皱褶和空鼓。

4 结束语

就全市煤气管网腐蚀状况而言，仅靠原有的局部维护、检修和补漏已不能应对管网的持续腐蚀，只有对管网进行分批、分片、分步更新改造，才能彻底、快速和有效地消除管网腐蚀隐患。从煤气管道腐蚀的调查工作中，感到在管道腐蚀控制技术应用方面尚存在较大的差距，攀枝花市所有地下煤气管道均未采用阴极保护和管道内防腐措施，这也正是管道寿命比预计寿命减少一半的主要原因之一，实践证明，当采取了有效的防腐措施后可将腐蚀损失减少，管道的寿命可大为延长，带来的社效益和经济效益是十分可观的。

TU996.6

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1004-7344（2016）20-0315-02

2016-7-1