地下金属管道的腐蚀与防腐
(左利强 吉林化工学院 油气0803 吉林吉林 132200)
摘 要：本文通过对地下金属管道腐原因的分析，提出有效保护地下金属管道的措 施，能够很好的控制地下金属管道的腐蚀。
关键字：地下金属管道；腐蚀；防腐
Abstract: This article through to the underground metal pipe, the analysis of the
reason corruption put forward effective measures of protection of underground metal pipe, can very good control underground pipeline corrosion of metal.
Key words: Underground metal pipe; Corrosion; anticorrosive
1. 引言
近年来，随着我国石油化工业的迅速发展及城市公用设施建设速度的提高，
地下金属管道建设也在飞速的发展。但同时，地下金属管道也经常受到各种有害物质的腐蚀，管线的腐蚀给人类和社会环境带来巨大的经济损失和社会安全带来的问题日益突出。因此，用来输送烃类等产品的钢管需要进行保护，避免土壤内各种腐蚀因素、化合物离子、细菌、有利于电路通过管道的各种条件或者杂散电流等的腐蚀。在实际应用中，防腐必须能消除管道使用寿命期间发生泄漏的危险。
2. 地下金属管道腐蚀原因
2.1地下金属管道自身的不均匀性
由于制刚的缺陷，焊接等原因，使钢管本身形成不均匀性[1]，管线上各部分
之间常具有不同的电极电位产生腐蚀。
2.2土壤腐蚀
土壤是由含有多种无机物和有机物的土粒、水、空气所组成的极其复杂的电
解质，而且土壤中各处电解质组分产能广场差异很大。[2]故在，因此在地下金属管道与土壤之间会造成各种类型的腐蚀电流。
土壤的透气性、含水率、含盐量等的不均匀性，即使是完全均匀的钢管，埋
在这些不均匀的土壤中也会产生电位差而形成浓度腐蚀电池。土壤的含盐率主要取决于溶于水中的盐，一般来说，含盐量越高腐蚀就越严重。[3]
土壤的电阻率大小表示电流通过土壤的难易程度。电阻率越低则通过电流越
容易，而金属管道就越易腐蚀，参见下表 [2]。
2.3杂散电流的腐蚀
表1 土壤电导率与土壤腐蚀性和钢铁的平均腐蚀速度关系表
杂散电流腐蚀属金属电解腐蚀，其危害性很大，尤其对地下各种金属管线的腐蚀性极大最严重的危害导致金属管道腐蚀穿孔。[4]在规定的电路中流动的电流，其中一部分自回路中流出，流入大地、水等环境中，形成了杂散电流。当环境中存在金属构筑物时，杂散电流的一部分可能从金属构筑物的某一处流入，又从另一处流出，在电流流出的地方金属构筑物发生腐蚀。
所谓杂散电流系指大地中的漫流的电流，杂散电流的腐蚀系指这些外界电流作用在管线上而引起的腐蚀，土壤中的杂散电流可能在管线绝缘损坏的某一点（x 处）流入管线，然后沿管线流动，在另一边绝缘破坏点（y 处）离开管线，流回杂散电流源。下图1所示，在这种情况下，管线的阳极部分即电流离开管线的y 处，由于杂散电流腐蚀具有局部集中特征故会发生集中的腐蚀。所以，埋地管道去除杂散电流显得尤为重要。[2]
图1 杂散电流引起的腐蚀
2.4细菌作用引起的腐蚀
如在缺氧土壤中存在厌氧的硫酸盐还原菌，他能将可溶的硫酸盐转化为硫酸盐，使土壤中氢的正离子浓度增加，加速了埋地管线腐蚀作用。
3. 地下金属管道的腐蚀防护
防治管道腐蚀的措施很多，但由于不同类型管道所处的环境及腐蚀的种类都有所差异，所以没有哪种方法在任何情况下都适用，一劳永逸。因此，在防腐工作中，必须根据具体情况采取一种或几种措施配合使用。
3.1采用性能良好的防腐材料
目前国际上管线防腐使用最多的新型防腐材料有挤塑聚乙烯，熔给环氧粉末、三层PE 等。其中三层PE 是目前世界上较为先进的一种防腐层，其底层为熔结环氧粉末，中间为一层共聚粘结剂，外面缠绕一层挤塑聚乙烯。因此，它具有熔结环氧粉和挤塑缠绕聚乙烯的双下优点，也能克服其不足，是一种各项性能优异的防腐层。通过选择上述优质防腐材料，进而提高防腐层质量，使其真正达到保护管道外壁免遭土壤介质的电化学腐蚀，细菌腐蚀的目的。
3.2施加阴极保护电流
即采用外部施加直流电源取得阴极极化以防止金属腐蚀的方法。使被保护的金属管道接电源负极，电源正极接辅助电极。接通电源后，直流电源便向管道施以阴极极化电流，使金属表面阴极极化，当外加电流大于腐蚀电流时，受保护的管道表面就能保持一个足够的负电位，阻止管道的腐蚀。
3.3采用牺牲阳极
采用一种可以提供阴极保护电流的金属或合金（通常为锌、镁或铭一镁合金等）与受保护的金属管道相连，使管道阴极极化，阴极金属腐蚀消耗，从而实现防止金属管道腐蚀的效果[5], 在实际应用中一般用于钢管。
3.4适时评估防腐状况
埋地管道防腐层由于诸多因素引起劣化，出现老化、发脆、剥离、脱落、最终导致金属管道腐蚀穿孔，引起泄漏。防腐层劣化也同样影响阴极保护效能，因为防腐层劣化后，金属管道与大地不绝缘，保护电流散失，保护距离就会缩短，致使得不到保护的管线受腐蚀[3]。因此，对地下管道防腐层状况定期评估，并有计划的进行检漏和补漏是预防和避免因防腐层劣化而引发管线腐蚀的重要手段，近年来，国内外许多油气田和城市燃气公司都采用英国雷迪公司研制生产的RD －PCM 型埋地管道外防腐层状况检测仪，取得了较好的效果。
该套设备通过PCM 大功率发射机向管道发送4Hz 近似直流信号和 128Hz／640Hz 定位电流。其便携式接收机能准确地探测到经管道传送的这种特殊信号，跟踪该信号并采集管道上各处的电流强度。将结果输入微机，通过配套的外防腐
[3]层软件可绘制出电流变化率距离曲线图。分析该电流流夫率，计算绝缘电阻值，
即可实现对防腐层状况的评估。并可定位损坏严重的破损点。
适时对埋地管线腐蚀与防护系统现状进行科学评价, 全面而系统地了解其防腐层状况, 可以为管线防腐层大修整治提供决策依据. 以确保减少腐蚀, 延长各类管线的使用寿命, 保障管道安全运行。
4. 结束语
在这里首先感谢学院能够给我们提供这样一种锤炼自己的机会，通过本次对埋地金属管道腐蚀与防腐进行的论述，让我更加深刻的学习到了埋地金属管道产生腐蚀的原因及其防腐的措施。采用涂层和阴极保护联合的方法对地下金属管道防腐蚀保护是一种有效的方法。为确保地下金属管道长期、稳定、安全运行提供了可靠的保证。
参考文献：
[1]李晓刚. 《材料腐蚀与防护》. 中南大学出版社，2009.
[2]四川省石油管理局输气管理处. 《输气工人读本》. 石油工业出版社，1975.
[3]俞蓉蓉. 《地下金属管道腐蚀与防护》. 石油工业出版社，2001.
[4]编委会. 《中华人民共和国石油天然气管道保护法贯彻实施与油气管道设计、管道焊接新 技术实务全书》. 中国石油工业出版社，2010.
[5]茹慧灵. 《油气管道保护技术》. 石油工业出版社，1996.
地下金属管道的腐蚀与防腐
(左利强 吉林化工学院 油气0803 吉林吉林 132200)
摘 要：本文通过对地下金属管道腐原因的分析，提出有效保护地下金属管道的措 施，能够很好的控制地下金属管道的腐蚀。
关键字：地下金属管道；腐蚀；防腐
Abstract: This article through to the underground metal pipe, the analysis of the
reason corruption put forward effective measures of protection of underground metal pipe, can very good control underground pipeline corrosion of metal.
Key words: Underground metal pipe; Corrosion; anticorrosive
1. 引言
近年来，随着我国石油化工业的迅速发展及城市公用设施建设速度的提高，
地下金属管道建设也在飞速的发展。但同时，地下金属管道也经常受到各种有害物质的腐蚀，管线的腐蚀给人类和社会环境带来巨大的经济损失和社会安全带来的问题日益突出。因此，用来输送烃类等产品的钢管需要进行保护，避免土壤内各种腐蚀因素、化合物离子、细菌、有利于电路通过管道的各种条件或者杂散电流等的腐蚀。在实际应用中，防腐必须能消除管道使用寿命期间发生泄漏的危险。
2. 地下金属管道腐蚀原因
2.1地下金属管道自身的不均匀性
由于制刚的缺陷，焊接等原因，使钢管本身形成不均匀性[1]，管线上各部分
之间常具有不同的电极电位产生腐蚀。
2.2土壤腐蚀
土壤是由含有多种无机物和有机物的土粒、水、空气所组成的极其复杂的电
解质，而且土壤中各处电解质组分产能广场差异很大。[2]故在，因此在地下金属管道与土壤之间会造成各种类型的腐蚀电流。
土壤的透气性、含水率、含盐量等的不均匀性，即使是完全均匀的钢管，埋
在这些不均匀的土壤中也会产生电位差而形成浓度腐蚀电池。土壤的含盐率主要取决于溶于水中的盐，一般来说，含盐量越高腐蚀就越严重。[3]
土壤的电阻率大小表示电流通过土壤的难易程度。电阻率越低则通过电流越
容易，而金属管道就越易腐蚀，参见下表 [2]。
2.3杂散电流的腐蚀
表1 土壤电导率与土壤腐蚀性和钢铁的平均腐蚀速度关系表
杂散电流腐蚀属金属电解腐蚀，其危害性很大，尤其对地下各种金属管线的腐蚀性极大最严重的危害导致金属管道腐蚀穿孔。[4]在规定的电路中流动的电流，其中一部分自回路中流出，流入大地、水等环境中，形成了杂散电流。当环境中存在金属构筑物时，杂散电流的一部分可能从金属构筑物的某一处流入，又从另一处流出，在电流流出的地方金属构筑物发生腐蚀。
所谓杂散电流系指大地中的漫流的电流，杂散电流的腐蚀系指这些外界电流作用在管线上而引起的腐蚀，土壤中的杂散电流可能在管线绝缘损坏的某一点（x 处）流入管线，然后沿管线流动，在另一边绝缘破坏点（y 处）离开管线，流回杂散电流源。下图1所示，在这种情况下，管线的阳极部分即电流离开管线的y 处，由于杂散电流腐蚀具有局部集中特征故会发生集中的腐蚀。所以，埋地管道去除杂散电流显得尤为重要。[2]
图1 杂散电流引起的腐蚀
2.4细菌作用引起的腐蚀
如在缺氧土壤中存在厌氧的硫酸盐还原菌，他能将可溶的硫酸盐转化为硫酸盐，使土壤中氢的正离子浓度增加，加速了埋地管线腐蚀作用。
3. 地下金属管道的腐蚀防护
防治管道腐蚀的措施很多，但由于不同类型管道所处的环境及腐蚀的种类都有所差异，所以没有哪种方法在任何情况下都适用，一劳永逸。因此，在防腐工作中，必须根据具体情况采取一种或几种措施配合使用。
3.1采用性能良好的防腐材料
目前国际上管线防腐使用最多的新型防腐材料有挤塑聚乙烯，熔给环氧粉末、三层PE 等。其中三层PE 是目前世界上较为先进的一种防腐层，其底层为熔结环氧粉末，中间为一层共聚粘结剂，外面缠绕一层挤塑聚乙烯。因此，它具有熔结环氧粉和挤塑缠绕聚乙烯的双下优点，也能克服其不足，是一种各项性能优异的防腐层。通过选择上述优质防腐材料，进而提高防腐层质量，使其真正达到保护管道外壁免遭土壤介质的电化学腐蚀，细菌腐蚀的目的。
3.2施加阴极保护电流
即采用外部施加直流电源取得阴极极化以防止金属腐蚀的方法。使被保护的金属管道接电源负极，电源正极接辅助电极。接通电源后，直流电源便向管道施以阴极极化电流，使金属表面阴极极化，当外加电流大于腐蚀电流时，受保护的管道表面就能保持一个足够的负电位，阻止管道的腐蚀。
3.3采用牺牲阳极
采用一种可以提供阴极保护电流的金属或合金（通常为锌、镁或铭一镁合金等）与受保护的金属管道相连，使管道阴极极化，阴极金属腐蚀消耗，从而实现防止金属管道腐蚀的效果[5], 在实际应用中一般用于钢管。
3.4适时评估防腐状况
埋地管道防腐层由于诸多因素引起劣化，出现老化、发脆、剥离、脱落、最终导致金属管道腐蚀穿孔，引起泄漏。防腐层劣化也同样影响阴极保护效能，因为防腐层劣化后，金属管道与大地不绝缘，保护电流散失，保护距离就会缩短，致使得不到保护的管线受腐蚀[3]。因此，对地下管道防腐层状况定期评估，并有计划的进行检漏和补漏是预防和避免因防腐层劣化而引发管线腐蚀的重要手段，近年来，国内外许多油气田和城市燃气公司都采用英国雷迪公司研制生产的RD －PCM 型埋地管道外防腐层状况检测仪，取得了较好的效果。
该套设备通过PCM 大功率发射机向管道发送4Hz 近似直流信号和 128Hz／640Hz 定位电流。其便携式接收机能准确地探测到经管道传送的这种特殊信号，跟踪该信号并采集管道上各处的电流强度。将结果输入微机，通过配套的外防腐
[3]层软件可绘制出电流变化率距离曲线图。分析该电流流夫率，计算绝缘电阻值，
即可实现对防腐层状况的评估。并可定位损坏严重的破损点。
适时对埋地管线腐蚀与防护系统现状进行科学评价, 全面而系统地了解其防腐层状况, 可以为管线防腐层大修整治提供决策依据. 以确保减少腐蚀, 延长各类管线的使用寿命, 保障管道安全运行。
4. 结束语
在这里首先感谢学院能够给我们提供这样一种锤炼自己的机会，通过本次对埋地金属管道腐蚀与防腐进行的论述，让我更加深刻的学习到了埋地金属管道产生腐蚀的原因及其防腐的措施。采用涂层和阴极保护联合的方法对地下金属管道防腐蚀保护是一种有效的方法。为确保地下金属管道长期、稳定、安全运行提供了可靠的保证。
参考文献：
[1]李晓刚. 《材料腐蚀与防护》. 中南大学出版社，2009.
[2]四川省石油管理局输气管理处. 《输气工人读本》. 石油工业出版社，1975.
[3]俞蓉蓉. 《地下金属管道腐蚀与防护》. 石油工业出版社，2001.
[4]编委会. 《中华人民共和国石油天然气管道保护法贯彻实施与油气管道设计、管道焊接新 技术实务全书》. 中国石油工业出版社，2010.
[5]茹慧灵. 《油气管道保护技术》. 石油工业出版社，1996.