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淺析埋地碳鋼管道腐蝕及防護

文檔作者：劉佳郭超張欣文檔來源：中國石油工程建設(shè)公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年11月01日
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2015 年3 月
淺析埋地碳鋼管道腐蝕及防護
劉佳郭超張欣（中國石油工程建設(shè)公司，北京100101）
摘要：鋼制管道是目前石油、化工、天然氣、城市給排水的
主要管材之一，它的可靠性、安全性是保障工業(yè)企業(yè)、燃料供應(yīng)
和居民生活的重要保證。埋設(shè)在地下的油、氣和水管道，一旦
發(fā)生腐蝕，導致漏油、漏氣、漏水等事故，給生產(chǎn)造成重大的損
失和危害，因此，了解土壤的基本特性對埋地管道腐蝕形成的
影響，并采取及時有效的方法進行有效的控制，是關(guān)系到國民
經(jīng)濟和降低工業(yè)安全隱患的刻不容緩的問題。
關(guān)鍵詞：鋼質(zhì)管道；腐蝕因素；防護措施
金屬的腐蝕是指金屬在周圍介質(zhì)（最常見的是液體和氣
體）作用下，由于化學變化、電化學變化或物理溶解而產(chǎn)生的破
壞。金屬要發(fā)生腐蝕必須有外界物質(zhì)的作用，且這種作用是發(fā)
生在金屬與介質(zhì)的相界上。因此，金屬腐蝕是包括材料和環(huán)境
介質(zhì)兩者在內(nèi)的一個具有反應(yīng)作用的體系。本文主要探討介
質(zhì)為土壤的情況下的金屬腐蝕原因及防護問題。
1 土壤參量對金屬腐蝕的影響
土壤腐蝕屬于電化學腐蝕，但由于土壤的組成和性質(zhì)是復
雜多變的，不同土壤的腐蝕性相差很大，因此了解土壤的腐蝕
性，土壤的結(jié)構(gòu)、組成等變化與對材料腐蝕的影響是必要的。
1.1 孔隙度（透氣性）
較大的孔隙度有利于氧滲透和水分的保存，它們都是腐蝕
初始發(fā)生的促進因素。透氣性良好似乎加速腐蝕過程，但還必
須考慮到透氣性良好的土壤也更易生成具有保護能力的腐蝕
產(chǎn)物層，阻礙金屬陽極溶解，使腐蝕速度減慢。因此透氣性對
土壤腐蝕的影響有許多相反的實例[ 2]。
1.2 含水量
土壤的含水量的大小對金屬管道腐蝕的影響非常明顯。
當土壤中含水量很高時，氧擴散受阻、腐蝕減小，伴隨著含水量
減小，氧去極化變得容易，腐蝕速度隨之增加；當含水量降到大
約10%以下時，由于水分短缺，陽極極化和土壤電阻率增大，腐
蝕速度反而急劇降低[ 1] 。
1.3 酸度
大部分土壤屬于中性范圍，pH值介于6-8之間，酸性土壤
pH值介于8-10之間，酸性土壤的pH值介于3-6之間。隨著土
壤酸度增高土壤的腐蝕性增加。
1.4 含鹽量
土壤中含鹽量是評價土壤腐蝕因素的一項重要指標，含鹽
量大，導電率增加，這樣就增加了土壤的腐蝕速率[ 2]。氯離子對
土壤的腐蝕有促進作用，可以直接參與金屬的電化學溶解反
應(yīng)，因此在海邊或接近鹽場的土壤，腐蝕性都很強。而堿土金
屬鈣、鎂離子在非酸性土壤中形成難溶性的氧化物和碳酸鹽，
在金屬表面形成保護層，可降低金屬腐蝕。
1.5 電阻率
土壤電阻率與土壤的孔隙度、含水量、含鹽量等因素有
關(guān)。電阻率越小、腐蝕性越嚴重。
1.6 氧化還原電位
這是土壤充氣程度的一個基本指標。氧化還原電位高表
明氧水平高。氧化還原值低，有利于厭氧微生物的活動[ 3]。
2 防止土壤腐蝕的措施
2.1 覆蓋保護層
常用的有焦油瀝青、環(huán)氧煤瀝青、聚乙烯塑料膠帶等。為
了提高防護壽命，近期發(fā)展的重防腐涂料有熔結(jié)環(huán)氧粉末涂
層、三層聚乙烯防腐涂層已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。
2.2 陰極保護
目前世界各國埋地管道都采用聯(lián)合保護方法，即覆蓋層和
陰極保護相結(jié)合的方法來延長管道的壽命，這也是一種最有效
和經(jīng)濟的方法。這既能彌補保護層有缺陷時的不足，又可減少
陰極保護電能或犧牲陽極的消耗。通常情況下，應(yīng)把鋼鐵陰極
的電位控制在-0.85V（相對硫酸銅參比電極）以達到完全保
護。在有硫酸鹽還原菌存在時，電位要維持更負一些。
2.3 局部改變土壤的環(huán)境
通過改變土壤孔隙度、含水量、酸度、含鹽量的方法來調(diào)整局
部土壤的腐蝕性。例如在酸度高的土壤里，在地下構(gòu)件周圍填充
石灰石，或向構(gòu)件周圍移入侵蝕性小的土壤可以減小腐蝕性。
3 結(jié)語
埋地輸油氣、水等管道、管網(wǎng)的泄漏，特別是煉油、化工、化
纖、化肥、制藥等企業(yè)管道、設(shè)備的跑、冒、滴、漏，除了損失大量
的有用介質(zhì)外，又造成嚴重的環(huán)境污染，甚至引起火災(zāi)、爆炸、
塌毀等災(zāi)難性事故。分析探索尋找經(jīng)濟合理的管道防腐控制
措施是管道運行系統(tǒng)中非常重要的工作, 通過科學的防腐控制
方法經(jīng)濟評價和在管道設(shè)計或施工中都應(yīng)重視防腐的重要性。
參考文獻：
[1] 在役輸氣管道腐蝕剩余壽命預測技術(shù)研究周方勤成
都: 西南石油大學, 2006.
[2] 城市燃氣管道剩余強度和剩余壽命評價徐佳佳武漢:
華中科技大學, 2006.
[3] 深圳市燃氣管網(wǎng)的腐蝕原因分析及對策陳珩重慶：重
慶大學, 2003.
[4] 埋地鋼質(zhì)管道腐蝕防護模糊綜合評價技術(shù)研究劉春波
北京: 北京工業(yè)大學, 2007.
[5] 腐蝕管道剩余強度研究白清東大慶: 大慶石油學院，
2006.
[6] 煤焦油瓷漆及其在現(xiàn)代環(huán)境下的應(yīng)用夏煒東, 趙正友
油氣儲運, 2001, 20( 10 ): 24- 27.
作者簡介：劉佳（1979-），中級工程師，2007 年碩士畢業(yè)于沈陽
化工學院化學工程專業(yè)，現(xiàn)主要從事油氣田選材、失效分析、防腐設(shè)
計和新技術(shù)開發(fā)等方面的研究。
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