直埋地下管道腐蚀成因分析与防腐蚀措施

直埋地下管道腐蚀成因分析与防腐蚀措施

魏鸿杰

中国能源建设集团山西电力建设第一有限公司山西大同037000

摘要：在火电厂中，直埋地下管道的腐蚀现象十分普遍。因此，采取合理的防腐措施就显得十分重要。本文从直埋地下管道的腐蚀原理入手，分析了其腐蚀成因，并提出了一些防腐蚀措施，希望对日后的管道防腐工作起到一定的作用。

关键词：直埋地下管道；腐蚀成因；防腐蚀措施

引言

电能已经成为人们生活中必不可少的一种能源，火电厂作为目前发展较为成熟的一种发电厂，也如雨后春笋般遍布在全国各地。目前，火电厂中的直埋地下管道的应用比较普遍，而直埋地下管道大都为钢管，长期埋于地下的钢管很容易受到土壤的影响，如土壤温度、土壤酸碱度、土壤中含盐量以及杂散电流等都会对钢管产生一定程度的影响，最终使管道出现腐蚀的现象，不仅影响管道的正常工作，同时对火电厂的安全运行以及经济效益也会产生一定的消极作用。

1直埋地下管道的腐蚀成因

1.1土壤酸碱度的影响

埋地管道的管壁与作为电解质的土壤介质接触后，由于管道材质不均匀性或表面状态的差异，形成阴、阳极区而发生电化学反应。

（1）阳极区。钢质构件在土壤中的阳极过程是金属铁的溶解变成铁离子进入电解质(土壤环境)中。其化学反应式如下：

1.2土壤温度的影响

土壤温度越高，管道的外腐蚀越严重，因为温度度较高的土壤会使土壤腐蚀电化学过程中的阴极扩散和离子化加剧，从而直接导致外腐蚀加速。另外，它对土壤的电阻率，土壤中盐、气和水的含量，微生物的活动等都有重要的影响。如土壤温度升高1℃,其电阻率将提高2％左右。钢的防护层材料在高温环境中将加速老化，微生物活动会因为温度升高而加剧，因此也会增大腐蚀性。

1.3土壤含盐量

对于直埋地下管道来说，土壤也会对其产生一定的腐蚀作用。土壤本身就具有一定的腐蚀性，其腐蚀性的强弱与土壤的含盐量有关。土壤中的阴离子包括碳酸根、氯以及硫酸根离子，而氧离子包括钠、镁、钾、钙等离子。对于土壤来说，若其含盐量比较大，就会使得电导率变大，从而增大了土壤的腐蚀性。氯离子可参与金属阳极溶解反应进而促进土壤的腐蚀作用，因此接近盐场或海边潮汐区域的土壤腐蚀性更强。在非酸性土壤中镁离子和碱土金属钙的存在则促进了碳酸盐和难溶氧化物的形成，金属表面保护膜的形成使其腐蚀性大幅降低。在被厌氧的硫酸还原菌影响下硫酸盐转化成为腐蚀性硫化物，可见硫酸盐对金属材料具备较大的破坏性。

1.4杂散电流的影响

在土壤中可能存在一种大小和方向均不固定的电流，被称为杂散电流。杂散电流可能来自于各种电气化交通工具，如有轨电车、无轨电车和电气化铁路。除此之外，杂散电流还可能是由于建筑物的接地装置和地下电缆的漏电等原因产生的。这里的杂散电流主要分为两个部分，即直流杂散电流和交流杂散电流。杂散电流会对管道的腐蚀产生重要的影响，甚至会造成严重的后果。

2直埋地下管道的防腐蚀措施

对于直埋地下管道来说，由于其受多种因素的影响，会造成管道产生一定程度的腐蚀，因而我们必须采取有效的防腐蚀措施，以便更好的保护管道，确保火电厂的安全性。如图1所示为目前常用的直埋地下管道的防腐蚀措施。

2.1涂抹防护涂层

对于直埋地下管道来说，要想使其不被腐蚀，涂抹防护涂层是十分有必要的。这里要分别对其外壁以及内壁涂抹防腐涂层。首先，在对管道外壁涂抹防腐涂层前，应先将管道外壁清理干净，然后在管道外壁表面涂抹防腐涂层，目前常用的管道外壁防腐涂层有氯磺化聚乙烯防腐涂料、无机材料防腐层以及纳米改性材料的防腐涂层；对于管道内壁来说，其常用的涂料有胺固化环氧树脂和聚酰胺环氧树脂，涂层厚度为0.038～0.2毫米。同样的，为了保证涂层与管壁粘结牢固，也要对管内壁表面进行处理，确保其清洁、干净。

2.2绝缘层防腐

绝缘层防腐法是在埋地钢管上涂敷电绝缘性能良好的隔离层，可以避免管道金属与土壤直接接触，阻止电流流入、流出管道。所以，若隔离层表面保持完整且无缺损，并且具有良好的电绝缘性能和防水性能，那么土壤中的电解质就无法透过隔离层来与管道金属进行接触，这就会阻止电化学腐蚀现象的发生。

2.3排流保护法

针对杂散电流对管道腐蚀产生的影响，就需要采取相应的措施，目前常用的防护措施为排流保护法。排流保护法主要分为极性排流与强制性排流两种。极性排流法的原理为：当杂散电流对电位产生干扰，使其极性正负交变时，就可以通过串入二极管将杂散电流的干扰源消除；强制排流是通过整流器进行排流。当有杂散电流存在时利用排流进行保护，当无杂散电流时用整流器供给保护电流，使保护体处于阴极保护状态。

2.4防护直埋管道

当前我国的直埋敷设管道通常是由外护管、保温层与工作钢管所构成，保温层的材料一般为聚氨醋硬质泡沫塑料，外护管则是由高密度聚乙烯外护壳构成。当外护管、保温层跟工作钢管紧密结合时，便可以有效形成整体式的预制直埋保温管。通常情况下，在进行接管的过程中，需要将外护管与工作钢管进行焊接。如果施工环境比较差，就可能会使管道接头出现渗水的现象，这就会使管道接头产生腐蚀。因此，在进行接管的过程中，相关的工作人员应对施工环境进行合理的控制，并严格按照要求来进行焊缝，同时要注意清除管道埋设地的锋利石块，防止聚乙烯外护壳受到损坏。

2.5研发新材料

对双层熔结环氧粉末结构进行不断改进和完善是现阶段国外在防腐层发展方面一直在做的努力，通过改性环氧保护层或液态聚氨醋在熔结环氧表面的使用避免敷设或是吊装环节工序发生损坏，有效保护了管道状态。另外，新材料的研发还表现在液体树脂补扣技术等方面。然而，从我国的实际情况来看，我们仍需要加大对新技术、新材料的研究力度，力求与国外同类技术发展水平相平衡。

结束语

综上所述，对于火电厂来说，地下直埋管道极容易发生腐蚀现象，而管道腐蚀会对生产过程以及整个火电厂产生极大的影响，因此必须加大管道防腐工作的力度，积极采取有效的防腐蚀措施，将危害降到最小。

参考文献

[1]潘瑞岩,陈思佳.直埋供热管道腐蚀成因分析与防腐蚀措施[J].林业科技情报,2013,03:35-38.

[2]王贵强.供热管道的防腐蚀研究[D].哈尔滨工业大学,2009.

[3]王涛.供热管道防腐蚀分析及措施[J].建筑技术开发,2017,03:83-84.