李立冬

【摘 要】本文通過對城市燃?xì)夤艿赖母g速度的影響因素進(jìn)行簡要的介紹，主要對城市燃?xì)夤艿婪栏O(shè)計進(jìn)行了探討，以供同行參考。

【關(guān)鍵詞】城市燃?xì)夤艿?；腐蝕因素；防腐設(shè)計

隨著社會的不斷發(fā)展，城市規(guī)劃建設(shè)已經(jīng)成為城市發(fā)展的主要方向。其中，燃?xì)庾鳛楝F(xiàn)代化城市建筑的三大能源之一，在城市規(guī)劃建設(shè)中時是必不可少的。目前，我們在對城市燃?xì)夤艿涝O(shè)計施工時，應(yīng)和市政道路以及其他的工作一同進(jìn)行工程施工設(shè)計，這不但有利于讓其管道質(zhì)量的保護(hù)，還方便了城市規(guī)劃設(shè)計。目前，根據(jù)政府相關(guān)部門的要求，在進(jìn)行管道施工設(shè)計的時候，一般都會采用鋼管作為燃?xì)獾闹饕\輸材料。但是，由于埋設(shè)在地下的鋼管，在使用過程中容易受到土壤和水的影響，從而都出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕的現(xiàn)象，這樣中影響了管道的質(zhì)量有著一定的影響。因此，在進(jìn)行城市燃?xì)夤艿朗┕さ臅r候，我們要對城市燃?xì)庖?guī)定做好相應(yīng)的防腐設(shè)計，從而降低周圍環(huán)境對管道質(zhì)量的影響。

1.腐蝕的原因

城市燃?xì)夤艿涝陂L期使用過程中，由于受到電化學(xué)作用，而引起的一種破壞。目前，燃?xì)夤艿赖母g現(xiàn)象有很多種，我們根據(jù)不同情況有著不同的劃分方式。就其金屬腐蝕的性質(zhì)不同，我們可將其分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。如果按照腐蝕部位來進(jìn)行劃分，我們又可分為內(nèi)壁腐蝕和外壁腐蝕。下面我們就對這些腐蝕原因進(jìn)行簡要的介紹。

1.1內(nèi)壁腐蝕

出現(xiàn)這種腐蝕的原因主要是因為，燃?xì)夤艿涝谑褂眠^程中，水在管道的內(nèi)部生成了一種清水膜，從而給電化學(xué)腐蝕創(chuàng)造了一定的條件。在燃?xì)獾妮斔瓦^程中，水和燃?xì)庵械牧蚧瘹?、二氧化碳、氧氣以及其他具有腐蝕性的化合物相接觸從而發(fā)生電化學(xué)腐蝕的現(xiàn)象。這種腐蝕現(xiàn)象由于出現(xiàn)在管道的內(nèi)壁，因此很難對其進(jìn)行根治，只有采用將燃?xì)鈨艋姆椒?，是燃?xì)庵械碾s質(zhì)達(dá)到人們的允許的條件下，才能進(jìn)行很好的處理。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人們采用一種合成樹脂作為管道的內(nèi)涂抹層，這種內(nèi)涂抹層，不但可以降低管道的粗糙度，提高了管道的輸氣能力，還有效的防止了內(nèi)部腐蝕現(xiàn)象發(fā)生。

1.2外壁腐蝕

這種腐蝕現(xiàn)象比較常見，主要因為埋地管道在電解質(zhì)土壤以及水的作用下，出現(xiàn)各種腐蝕現(xiàn)象，其中包括水引起的化學(xué)腐蝕和土壤造成的電化學(xué)腐蝕。不過，在實踐中我們發(fā)現(xiàn)，管道外壁的化學(xué)腐蝕對管道的危害不大，只是會讓管道出現(xiàn)厚薄不均勻的情況。真正對管道造成影響的是電化學(xué)腐蝕，它極其容易使得管道表面出現(xiàn)凹穴，甚至?xí)霈F(xiàn)穿孔的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致燃?xì)膺\輸出現(xiàn)問題。

2.鋼管腐蝕速度的影響因素

影響管道腐蝕速度的主要因素有腐蝕電流的強(qiáng)度和腐蝕時間。因此要想對其采取相應(yīng)的防腐措施，我們只有對其電流強(qiáng)度和腐蝕時間進(jìn)行控制，才能有效的建設(shè)管道金屬的損失量，從而保障管道的質(zhì)量不會受到影響。

在電解質(zhì)中，影響腐蝕電流強(qiáng)度的主要因素有土壤中存在的電阻、土壤電解質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)以及陰極和陽極之間存在的間距等這些問題，都直接影響了土壤中腐蝕電流的強(qiáng)度。其中土壤中存在的電阻越小腐蝕電流的強(qiáng)度就越大，而土壤的電阻和土壤的溫度和濕度以及含有熔鹽濃度有關(guān)，因此我們在對腐蝕電流的強(qiáng)度進(jìn)行控制的時候，就要根據(jù)土壤溫度、濕度以及含鹽率進(jìn)行控制管理，以降低燃?xì)夤艿朗艿接绊憽?/p>

3.埋地燃?xì)怃摴芊栏倪x擇

目前，在工程中埋地燃?xì)怃摴艿姆栏^為常用的是絕緣層防腐法、 電保護(hù)防腐法。這兩種方法總是同時使用，一旦絕緣層被破壞，電保護(hù)防腐法也很難奏效。管道絕緣層可以將管道與土壤隔開，并增大管道與土壤間的電阻，從而減小腐蝕電流，達(dá)到防腐目的。國內(nèi)外埋地鋼管所采用的防腐絕緣層種類很多，可根據(jù)土壤的腐蝕性能決定防腐絕緣等級，選用石油瀝青、聚乙稀防腐膠帶、環(huán)氧煤瀝青、聚乙稀熱塑涂層等防腐絕緣材料。

電保護(hù)防腐法是根據(jù)電化學(xué)腐蝕原理，使埋地鋼管全部成為陰極區(qū)而不被腐蝕，故又稱為陰極保護(hù)法，通常分為外加電源陰極保護(hù)法和犧牲陽極陰極保護(hù)法?？捎脙蓚€基本參數(shù)來判斷燃?xì)怃摴苁欠襁_(dá)到完全保護(hù)，即最小保護(hù)電位和最小保護(hù)電流密度。在工程中 ，燃?xì)怃摴艿淖钚”Ｗo(hù)電位通常小于或等于-0.85V（相對于銅、硫酸銅標(biāo)準(zhǔn)電極）。最小保護(hù)電流密度值主要根據(jù)被保護(hù)金屬的類別、腐蝕介質(zhì)成分、相對運動速度、溫度與表面涂層或陰極沉積膜性質(zhì)、完整性有關(guān)的接觸電阻來決定。由于上述條件不同，最小保護(hù)電流密度數(shù)值變化幅度很大，從最小幾μA/m2到最大幾百mA/m2外加電源陰極保護(hù)法是利用陰極保護(hù)站產(chǎn)生的直流電源，使管道對周圍土壤造成負(fù)電位處于陰極區(qū)，以減少或防止地下管道腐蝕。為了使陰極保護(hù)站充分發(fā)揮作用 ，陰極保護(hù)站最好設(shè)置在被保護(hù)管道的中點，其保護(hù)半徑R為30～40km。兩個保護(hù)站同時運行時，由于陰極保護(hù)電位的迭加性，兩個保護(hù)站之間的保護(hù)距離S為40～60km。城市燃?xì)夤艿酪话懵裨O(shè)在道路的人行道或綠化帶內(nèi)，并且道路下管線錯綜復(fù)雜，為了避免未受陰極保護(hù)的管道受到腐蝕 ，接地陽極與其相距至少50m，這一點在城市燃?xì)庠O(shè)計中很難保證，因此，在城市燃?xì)夤艿婪栏O(shè)計中，基本上不采用此方法。

犧牲陽極陰極保護(hù)法在城市燃?xì)夤艿涝O(shè)計中被普遍采用。犧牲陽極種類較多，其選擇也是一個經(jīng)濟(jì)問題。常用的有鎂陽極材料和鋅陽極材料，鎂陽極材料的費用約為鋅陽極的兩倍。鎂本身激勵電勢較高，輸出很大的電流，因此，電極消耗得快。在同樣的土壤電阻率環(huán)境中，鎂的消耗比鋅快2.5倍，如果沒有電路限制，鋅陽極可提供必要保護(hù)的地方，若使用鎂陽極，其費用可能是鋅的5倍。

犧牲陽極種類的選擇主要根據(jù)土壤電阻率、土壤含鹽類型及被保護(hù)管道防腐絕緣層的狀況而定。當(dāng)土壤電阻率大于 10Ω·m ，選用鎂合金陽極；當(dāng)土壤電阻率小于10Ω·m，選用鋅合金陽極。當(dāng)管道防腐絕緣層電阻率確定后，犧牲陽極的保護(hù)范圍隨管徑的增大，保護(hù)距離減小。對一定重量的陽極，增加單位重量的陽極表面積可提高電流產(chǎn)率；而陽極長度主要決定電流輸出。

犧牲陽極多成組布置，一組2～5支或更多，陽極間距2～3m，現(xiàn)場測試結(jié)果表明，4支一組陽極發(fā)出的電流之和遠(yuǎn)小于單支發(fā)出電流的4倍，其原因是由于陽極電場的相互影響，多支匯流一點與管道相連必然造成電場的屏蔽，影響陽極電流的輸出。建議在工程設(shè)計中采用單支分散布置，這樣可消除電場的影響，使電位分布均勻。

4.結(jié)語

由此可見，城市燃?xì)夤艿婪栏O(shè)計在燃?xì)膺\輸中有著十分重要的作用，它不僅有效的保障了燃?xì)獾妮斔唾|(zhì)量，還避免因為燃?xì)庑孤┙o環(huán)境帶來的污染，為城市規(guī)劃建設(shè)奠定了扎實的基礎(chǔ)。而且這些防腐設(shè)計方法，還給社會的發(fā)展帶來了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 [科]

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