埋地燃气管道

埋地燃气管道（精选10篇）

埋地燃气管道 篇1

摘要：本文首先阐述了城市埋地燃气管道泄漏的危害, 然后对导致燃气管道泄露的因素展开分析, 简述检测和管理泄漏的方法后, 为燃气企业提出了几项检测城市地埋管道产生泄漏的可行性措施。

关键词：埋地燃气管道,泄漏,检测,管理措施

1 埋地燃气管道泄漏的危害性

燃气管道遭受机械破坏, 管道内部外部被腐蚀、结构存在不足、自然灾害、外力等, 会导致管道断裂或者穿孔, 从而泄漏出燃气。燃气一旦在管道中泄漏, 就会同大气混合, 假若遇到火源, 就会产生爆炸或者火灾, 造成巨大的财务亏损和人员死伤;另外, 泄漏的燃气会对城市低空空气产生较严重的污染, 为人们的生产生活带来潜在的威胁。

2 燃气管道泄漏的原因

埋在地下的燃气管道产生泄漏的主要是管道开裂、腐蚀、折断或者管道接口处松动等造成。接口松动是导致燃气管道泄漏的常见因素, 不过只有极少的泄漏量;管道折断是最容易产生事故、泄漏量最大的一种因素。据统计得知, 在地下埋设的管道泄漏燃气通常有以下几个原因造成。

2.1 管道材质差

在埋设管道之前没有认真、仔细的检查管道和结构的材料, 没有及时的查看到管子有砂眼孔洞、裂缝、夹层等不足。特别是管道上的防腐层被损坏后, 因为管道金属自身没有匀实的结构以及产生电解质的土壤没有均匀化学物理属性等原因, 进而有化学反应产生, 导致阳极区金属受到持续电离后被腐蚀, 进而使管道中的燃气泄漏。

2.2 质量不符合要求

管道气密性在很大程度上受到施工质量的影响, 新施工人员不熟悉该技术或者老施工人不按技术操作流程施工而导致管道不恰当的连接、扰动了沟底原图、没有夯实回填土等情况发生, 从而引发管道折断和管道间接口松动而使燃气泄漏。没有严格遵守施工标准展开管道焊接、回填、防腐处理等, 引起管道泄漏燃气的可能性加大。如果管道施工过程中早已埋下泄漏隐患, 在试验管道压力时发现就应当彻底清除。

2.3 管道腐蚀

钢管型燃气管道, 极易受到外部的酸碱物质腐蚀后产生穿孔而泄漏燃气, 不过铁管也无法经受住长久强酸污水的腐蚀。如果燃气重含有二氧化硫、硫化氢等具有腐蚀性的元素也是管道被腐蚀的主因, 如果在燃气中长期包含过度的腐蚀性物质, 也会加快管道内壁的腐蚀速度, 甚至会发生极为严重的状况。

3 埋地燃气管道泄漏检测存在的难点

3.1 很多城市的燃气企业埋设在地下的燃气管道存在着管网分布广、管道线路长、管网泄漏燃气量大等特点, 并且地下空间熟不也伴随城市持续发展而日趋增多, 有较高的安全风险, 需要展开周期性检测的点也日渐增多。

3.2 埋地燃气管道在初步泄漏阶段溢出地面的几率较低, 加大了检测难度, 或者由于只有少量燃气溢出, 导致判断燃气泄漏的困难重重, 这些情况都是在管道泄漏燃气初始阶段很难发现泄漏的难点。

3.3 城市在建设另外管道时, 会干扰监测城市埋地管道的泄漏情况;埋设管道的地质条件极易产生可燃气体, 很多非管道内的的可燃气体会影响设备的精准度。

4 埋地燃气管道泄漏检测管理手段

以埋地管道泄漏燃气的特性和检测燃气泄漏的难点为依据, 采取相应的措施展开泄漏检测管理, 实时找到低浓度泄漏的根源, 使泄漏主动发现率提升, 冲破当前面临的难关, 企业的管网运转风险会大幅下降。

4.1 埋地燃气管道实行分类、分级管理

为了方便开展泄漏检测作业, 以运转压力、运转功能、所在位置为依据对燃气管道展开分类管理;分类完毕的管道根据其本身的防腐方式、管线材料、埋设时间、铺设地区位置、历史泄露数据等展开分级管理。

4.2 埋地燃气管道泄漏检测周期调整

在分类和分级管理管道的前提下, 以管道运转的实况、泄漏地区、泄漏量大小、人资成本、泄漏地区等为依据将合理的检测埋地管道泄漏周期敲定, 并且以每周期分析的检测泄漏状况为依据对泄漏检测的周期、重心加以调整, 在检测运转情况差或者埋设管道期限长管道时, 给以侧重并加多检测次数, 提高这些管道的危险源管理级别。

4.3 人工自设检测点查找微小泄漏

运用分析管道建设以及调查管道泄漏得知, 管道拐角、三通、接头、末端、出地管等位置是埋地管道泄漏燃气的频发区, 并且这些位置在泄漏之初均在微小泄漏之类, 平常工作中很难观察到。为了能够将这些低浓度、微小泄漏检测出来, 借鉴地面钻孔检测泄露操作方法的基础上, 在工作中不断探索和实践发掘, 可以在人工常规检测时将专业化的工具组合套件 (专业的改刀、工具包、扳手、榔头等工具) 配备给检测人员, 检漏人员在常规工作中以相关计划规范内容为依据, 在对比了现场环境和管道图纸之后, 循着管线上方每间隔3米到5米的距离设定一个检测点, 该人工监测点设置的重点应在以前产生过燃气泄漏、管线的连接位置, 并且与敏锐度高的气体检测仪相配套查找泄漏浓度。

4.4 检测管理方法

做好管道防护和防腐工作十分必要。即尽最大努力采取防腐层防护和阴极保护的综合性措施对管道进行防护。周期性检测和评估管道的防腐缺陷, 找出管段防腐层防护弱的原因, 并对症下药采取对应的补救或者改造措施。

在不断的探索和摸索中, 有很多新检测设备和技术应用在在城市埋地管道燃气泄漏中, 它们与企业本身状况相结合展开恰当的管理控制, 城市埋地燃气管道必然会更为平稳的运转。

参考文献

[1]廖维红.燃气管道泄漏现象的产生原因与防治方法[J].中国房地产业, 2013 (4) .

[2]李军, 王建军.燃气管道泄漏检测技术探讨[J].安全, 2012 (8) .

埋地燃气管道 篇2

关键词：埋地管道；瞬间磁变法；外检测技术；剩余壁厚

随着我国石油工业的不断发展，埋地管道的应用日趋增多。大部分管道地处野外，运行环境复杂，随着服役时间的延长、人为破坏以及管理不当等因素，导致其服役能力逐渐降低，管道事故时有发生。由于管道输送介质的易燃易爆性，一旦发生事故，不仅造成油气资源浪费，还将造成环境污染，甚至威胁到周围人民群众的财产安全。同时由于埋地管道深处地下，受其运行环境、输送介质的限制，绝大多数管道无法进行内部检测，因此，对油田埋地管道进行外部检测对保证埋地管到安全运行十分重要。

1埋地管道主要的缺陷形式

石油工业埋地管道内输送的介质主要包括原油、成品油、天然气和油气混合物等。随着管道运行时间的延长，运行的外部环境、自身的老化、保护措施的失效等原因都将会造成管道损伤甚至失效。管道缺陷除过制造缺陷外，通常有内腐蚀、外腐蚀、外部损伤等[1]。其中管道内腐蚀主要是输送介质、管内积液、污物等因素造成，管道外腐蚀主要是环境因素、阴保失效、外防腐层破损等因素造成，外部损伤可能由于地质灾害、震动和人为破坏等。以上因素都可能导致管道壁厚缺失，造成管道剩余壁厚减小，大面积的壁厚减薄将直接威胁到管道安全运行。

2瞬变电磁检测方法的主要原理

瞬变电磁法（TEM）属于时间域电磁法，它利用不接地回线或接地线源向地下发送电磁脉冲，在一次电磁场的激励下，地下导体内部产生感应涡旋电流。在一次脉冲电磁场的间隙期间，涡流电流产生的二次磁场不会随一次场消失而立即消失，即有一个瞬变过程，利用线圈或接地电极观测二次磁场，研究其与时间的变化关系，从而确定地下导体的电性分布结构及空间形态[2]。根据不同规格、材质的管道在瞬变衰减特征上的区别来评估管体金属损失的一种检测手段。图1为瞬变电磁检测方法的主要原理示意。

3瞬变电磁检测方法应用实例

以下检测试验使用国产管道腐蚀智能检测仪，采用连续数据采集法进行检测。3.1原油输送管道检测检测中石化西北局某段原油集输管道，管道规格为355×7.0mm，管道埋深1m，输送压力2.5MPa，管道运行年限15年，检测距离约4公里。检测先用管道探测设备确定管道准确走向，然后使用TEM检测设备检测管道壁厚。该管段管壁厚度TEM检测均值为6.28mm，最小值5.50mm，最大值6.99mm；管壁厚度在6.30～6.65mm范围内的测点有41个，占此段测点的42.27%，管壁厚度小于6.30mm的测点有48个，占此段测点的49.48%，管体为重度减薄。经后期五处局部开挖验证，该管段外防腐层基本失效，管道外腐蚀严重，剩余壁厚最大6.90，最小5.23，TEM检测结果基本准确。3.2排污管线检测检测塔里木油田天然气处理厂某排污管线管道，管道规格为为119×7.2mm，管道埋深0.5m，管道运行年限4年，检测距离约1.2公里。后期对检测结果突变处（检测点号7200处）进行开挖验证，发现该处为管道弯头，因冲刷腐蚀已造成污水泄露，TEM检测结果基本准确。3.3应力集中检测检测华北油田某天然气输送管道，管道规格为89×6.3mm，管道埋深0.8m，TEM应力集中检测发现一处电压幅值突变，经开挖验证，该处为一盗油卡子，TEM检测结果基本准确。

4应用效果分析

使用瞬变电磁法探测埋地管道的优点在于：（1）管道内检测受很多条件限制，而瞬变电磁法检测不受管径大小、管道结构、传输介质的影响，能够检测埋地管线、地面管线、架空管线等。（2）瞬变电磁法可以在不开挖、不影响管道输送工作的情况下对管道进行全面细致的检测，大大的提高了检测效率并降低了检测成本。（3）通过瞬变电磁法初步检测管道的剩余壁厚，为制定进一步检测方案和管道维护提供依据。（4）因为管道的导电率和导磁率的变化，利用瞬变电磁法能够检测到管道应力集中的部位，对管道某些缺陷可以做到观测和预防[3]。瞬变电磁法检测目前还存在着很多缺点：（1）目前检测得到的结果仅是管道的平均剩余壁厚，腐蚀发生在内壁还是外壁无法区分，对于管道小的点蚀也无法检出；（2）因高压线、电机设备等其它磁场的影响，容易检测到虚假信号，同时检测结果可能受到管材和管内介质的影响；（3）对于并行的管道，管道剩余壁厚检测尚不准确，也不能区分腐蚀具体是其中的哪一根管道，只能确定发生腐蚀的地段。

5结束语

管道TEM检测方法是一项很有前景的检测新技术，非常适用于管道的大面积普查，能够实现对埋地管道的不开挖检测，能够实现对架空管道及工艺管道隔热保温层不剥离检测，是管道内检测技术的有效补充。同时该检测方法不够成熟，检测仍有很多局限性，有待于进一步试验研究。

参考文献

埋地燃气管道 篇3

关键词：金属；管道；保护；维护

1 金属腐蚀

1.1 金属腐蚀的本质

金属腐蚀的本质就是金属由元素状态返回自然状态（矿石）的过程。腐蚀自始至终完全是一个纯自然过程，自然界中很多物质都会因此而发生变质。因此腐蚀是一种普遍存在的自然现象。

金属在电解质溶液中由于电化学作用而发生的腐蚀称为电化学腐蚀。它是金属腐蚀中最普遍的一种方式，特别是埋地管道的腐蚀主要为电化学腐蚀。

1.2 埋地金属管道的腐蚀

1.2.1 土壤腐蚀

土壤腐蚀基本上属于电化学腐蚀，因为土壤物质组成比较复杂，含有大量的水，空气和各种盐类，埋地管道周围介质便有了电解质溶液的特征，埋地金属管道在土壤中将发生电化学腐蚀。埋地金属管道在土壤中的腐蚀速度比一般水溶液中慢。其中土壤电阻率是影响腐蚀速度的主要因素。

1.2.2 杂散电流腐蚀

杂散电流是指除阴极保护电流以外的电流，比如高压电塔的接地、电气化铁路由于各种原因排入大地的电流都称为杂散电流。当埋地管道靠近杂散电流源时，如果管道防腐绝缘层有破损，杂散电流就会通过破损处进入金属管道中，并在管道中持续流动，如果该段管道防腐层破损较多，杂散电流会在另一处防腐层破损点流出，返回杂散电流源负极。流入点成为阴极，流出点成为阳极，腐蚀发生在杂散电流的流出点，这种腐蚀破坏形式称为杂散电流腐蚀，也称电蚀。

1.2.3 细菌腐蚀

细菌在特定条件下，参与金属的腐蚀过程。最具代表性的一种是硫酸盐还原菌，这种细菌易在pH值6～8、碱性和透气性较差的土壤中繁殖。利用自身的生息，将硫酸盐离子还原，在铁表面的生成黑色的（FeS），并发出臭鸡蛋味（H2S）。细菌利用这个反应释放的能量来繁殖，加速了金属腐蚀。

2 埋地管道的阴极保护

2.1 阴极保护的原理

埋地金属管道，由于金属本身制造时的不均匀性或外界环境的不均匀性，大多会形成微观的腐蚀原电池。阳极区发生腐蚀，失去电子。阴极区发生阴极反应，阴极区不会发生腐蚀。因此，如果给金属加以阴极电流，使金属表面全部阴极极化，使腐蚀电池中微阴、微阳极电位相等，阻断了微阴、微阳极之间的电流流动，从而使被保护金属停止腐蚀。这就是阴极保护原理。

2.2 阴极保护准则

①一般情况下，在通以阴极保护电流时，测得的管地电位应为-850mV（CSE）或更负，该值应为消除IR降后的数值。

②当管道处于有害菌土壤环境中，测得的管地电位应为-950mV（CSE）或更负。

③不同的土壤电阻率阴保电位也不尽相同，当土壤电阻率100Ω·m至1000Ω·m时，阴保电位应负于-750mV（CSE）；当土壤电阳率大于1000Ω·m时，阴保电位应负于-650mV（CSE）。

④最大保护电位应考虑防腐层的种类，以不破坏管道表面的防腐层为原则。消除IR降后的最大保护电位通常不宜比-1200mV更负。

⑤对3PE防腐层管道，如果管道自然电位接近或负于-850mV（CSE），最小保护电位应为自然电位负向极化100mV。

3 金属管道牺牲阳极阴极保护

3.1 牺牲阳极阴极保护

选择一种比钢铁电极电位更负的金属材料，并用导线将被保护管道与之相连接，由于这种金属材料的电极电位比管道更负，该金属就成了腐蚀电池的阳极，管道就成了阴极而被保护。这种金属材料就称为牺牲阳极。牺牲自己去实现对被保护金属的防护，是牺牲阳极保护的最大特点。

牺牲阳极适用于大部分管段防腐层绝缘质量良好，腐蚀轻微，土壤电阻率低，短而孤立的管道，单独用户的支线，附近有较多金属构筑物。

3.2 牺牲阳极的种类及性能

3.2.1 镁及镁合金阳极。

镁是活泼的碱土金属元素，25℃时的标准电极电位值为-2.37V。对钢铁有有效电压0.65～0.75V，镁与钢铁类被保护体组成的保护回路中，驱动电压最大。电流效率只有（40～50）%，电流效率比较低，根据使用的场合不同，可以把它做成块状、带状、线状或板状。

镁在海水中易造成过保护，很少应用于海水中。镁在碰撞时易产生火花，因而不能应用于有防爆要求的场所。阳极开路电位较高，适用于土壤电阻率为15～150Ω·m高电阻率的土壤中。

3.2.2 锌及锌合金阳极。

锌是最早使用的牺牲阳极材料，在土壤中具有较高的电流效率，电流效率可达90%，其电位稳定，阳极输出电流能随被保护金属的状态，环境的变化而自动调节。锌及锌合金阳极不适宜高温淡水或土壤电阻率过高的环境。一般都铸造成梯形断面。

3.2.3 铝合金阳极。

铝合金阳极单位重量发生电量最大，有自动调节输出电流的作用，在海水中性能优良，目前土壤中使用的铝合金阳极性能尚不稳定。故极少应用于埋地金属管道的牺牲阳极。

3.2.4 镁、锌复合式阳极。

复合式阳极是由两种材料组成，一般锌在芯部，镁在外部。当镁消耗完之后，锌阳极再发挥其高效率、长寿命的特点。

3.3 填包料

为了使牺牲阳极更好地发挥其作用，就必须使牺牲阳极置于低电阻率的介质环境中，这种具有低电阻率的介质就是填包料。填包料可以改善阳极的使用环境，降低阳极接地电阻，增大输出电流，使阳极溶解均匀，阳极的使用寿命得到延长。化学填包料一般由不同的易溶无机盐与膨润土组成。

3.4 牺牲阳极的埋设

3.4.1 牺牲阳极的埋设可分为立式或水平式。牺牲阳极的埋设深度一般与被保护管道深度一致。

3.4.2 牺牲阳极的分布可采用单支或集中成组两种方式。成组分布时，阳极间距以2～3m为宜。阳极埋设位置一般距管道外壁3～5m，最小不宜小于0.5m。

3.4.3 通常在相邻两组牺牲阳极管段的中间部位设置测试桩，桩的间距应大于500m。

3.4.4 埋设牺牲阳极时，应避免管道与阳极之间存在其他金属构筑物。

3.5 牺牲阳极运行与维护

3.5.1 牺牲阳极埋设后，填包料浇水10天后进行保护参数的投产测试。

3.5.2 牺牲阳极投入运行后相邻两组阳极之间的所有管道保护电位应达到最小保护电位标准。

3.5.3 牺牲阳极投入运行后，应定期进行监测，至少每半年测量一次管道保护电位和阳极输出电流、阳极开路电位、阳极接地电阻和阳极埋设点土壤电阻率，可根据需要作加密测试。

3.5.4 对牺牲阳极保护系统，每年至少应维护一次。

4 金属管道外加电流阴极保护

将金属管道与直流电源的负极相连接，让金属管道成为保护系统中的阴极，同时消除金属中的电位差，使腐蚀电流下降为零。从而使金属管道免遭电化学腐蚀的方法，称为金属管道的外加电流保护。外加电流阴极保护系统主要由辅助阳极、附属设施、电源设备和被保护管道四部分组成。

4.1 辅助阳极

辅助阳极是外加电流阴极保护系统中不可缺少的重要组成部分，它将保护电流从电源引入土壤中，再经过土壤流入管道，最后回到电源的负极。这个过程中金属管道为阴极，其表面只发生还原反应，而辅助阳极表面则发生丢失电子的氧化反应，辅助阳极本身存在一定的消耗。

4.1.1 常用辅助阳极。

①高硅铸铁阳极：阳极的允许电流密度5～80A/㎡，自身消耗率小于0.5kg/（A·a）。适合土壤和淡水中。

②石墨阳极：阳极的允许电流密度5～10A/㎡，自身消耗率小于0.6kg/（A·a）。

③钢铁阳极：自身消耗率8～10kg/（A·a）。

④柔性阳极：最大输出电流密度82mA/m。

⑤贵金属氧化物阳极：在钛基体上覆盖一层导电的混合贵金属氧化物而构成，工作电流密度为100A/㎡，消耗率极低，寿命长。

4.1.2 填充料的作用。

①可以增大与土壤的接触面积，减少阳极接地电阻；②使得电化学腐蚀首先在填充料上发生，大大延长阳极的使用年限；③利于阳极产生的气体（氧气、一氧化碳、二氧化碳）逸出，不至于在阳极表面产生“气阻”，增大阳极接地电阻。

实践应用表明：石墨阳极应加填充料；高硅铸铁阳极应视埋设位置而定，在沼泽地，流沙层可不加填充料；柔性阳极阳极宜加填充料；钢铁阳极可不加填充料。

填充料的含碳量宜大于85%，最大粒小于15mm，填充料厚度一般为100mm。当用柔性阳极时，填充料的最大粒径宜小于3.2mm。预包覆焦炭粉的柔性阳极可直接埋设，不必再加入填充料。

4.1.3 阳极地床埋设形式。

4.1.3.1 浅埋式阳极地床。

浅埋式阳极地床顾名思义就是埋入地下较浅，一般距地表约1～5m的土层中，大多数阳极均采用浅埋式。浅埋式阳极又可分为立式和水平式两种。

①立式阳极地床：将一根或多根阳极垂直埋入地下。阳极间用扁钢连接。立式阳极的优点：a接地电阻变化较小。b尺寸相同的情况下，采用立式阳极地床的接地电阻要比水平式的接地电阻小（示意图如图2）。

②水平式阳极地床：以水平方式将阳极埋入地层中。水平式阳极的优点：a安装容易，便于施工。b便于检查阳极的状况。

4.1.3.2 深埋式阳极地床。

当周围环境受限或者地床周边有其他金属构筑物对阳极地床存在干扰和屏蔽时，应采用深埋式阳极。根据阳极地床的埋设深度不同可分为次深（20～40m），中深（50～100m）和深（超过100m）三种（结构图如图3）。

4.2附属设施

4.2.1阳极地床埋设后还要定期检测管道阴极保护参数，所以在管道沿线应设置测试桩。为了避免重复和节约材料，测试桩可兼作里程桩。

4.2.2 电绝缘装置

安装电绝缘装置的目的是将被保护管道与不应受到保护的管道从导电性上分开。目前，国内一般采用绝缘法兰或绝缘接头作为电绝缘装置。

4.2.3 长效参比电极

采用长效埋地型硫酸铜参比电极，它是阴极保护恒电位仪恒电位模式工作控制的基准信号源，同时也是沿线电位传送器进行管/地电位采集和远传的基准信号源。

4.2.4 均压线

均压线安装于同沟敷设、近距离平行或交叉的管道，以消除不同管道之间的电位差，从而避免干扰腐蚀。均压线安装后，两管道间电位差不超过50mV。

同沟敷设的两管道每5～10km设置均压线连接。均压线设置在电位/电流测试桩处，实现同沟敷设的两管道间的均压连接。

4.2.5 跨接电缆

为使全线站外长输干线处于同一阴极保护系统，保证阴极保护电连续性，采用跨接电缆将进、出站管道绝缘接头的保护端连通。

4.3 电源设备

阴极保护系统中，需要一个稳定的直流电源，能保证长期持久的供电。目前，常用电源设备为恒电位仪。（以PC-1B恒电位仪为例）

4.3.1 PC-1B恒电位仪工作原理。

当仪器处于“自动”工作状态时，给定信号和经阻抗变换器隔离后的参比信号一起送入比较放大器，经高精度、高稳定性的比较放大器比较放大，输出误差控制信号，将此信号送入移相触发器，移相触发器根据该信号的大小，自动调节脉冲的移相时间，通过脉冲变压器输出触发脉冲调整极化回路中可控硅的导通角，改变输出电压、电流的大小，使保护电位等于设定的给定电位，从而实现恒电位保护。

4.3.2 设备日常维护。

①恒电位仪等电源设备应做到无灰尘、无缺件、无外来物、技术状态良好。

②恒电位仪等电源设备应定期对运行机与备用机进行切换运行，切换周期以每月一次为宜。

③恒电位仪等电源设备应每月维护保养一次，以保证仪器设备技术性能达到出厂技术指标。

④恒电位仪等电源设备应有避雷措施。

⑤应逐台建立设备档案，认真填写运行、维修、事故记录。

⑥在设备维修中，不得擅自改变结构和线路，需要改装时，要提出申请，报业务主管部门批准，并绘制改装后的图纸存档。

⑦恒电位仪等电源设备报废，应按具备下列条件之一者执行：

a恒电位仪等电源设备使用已达十年以上；

b无法修复或修复已不经济；

c技术性能已明显落后。

⑧按时填报pis系统报表。

埋地燃气管道 篇4

关键词：燃气管道,浅埋防护,研究

随着我国城市化进程的不断推进, 我国的城市化建设也有了很大程度的发展。随着时代的进步, 燃气管道的建设也面临着一些发展和挑战。在土壤中浅埋的燃气管网的施工相对比较复杂, 施工环境也比较恶劣, 造成了很大的施工难度。因为管道输送的是气体, 很容易因为施工不善而发生一些爆炸事故或者泄露事故, 影响人们的生命安全和城市化建设进程。所以, 加强对燃气管道浅埋防护的力度对于我国城市的发展和人们的生命安全具有重大的意义。

1 燃气管道无法达到设计埋深要求的几种原因

按照相关规定要求对燃气管道进行深埋基本可达到安全要求。但是如果出现不能深埋的时候则要进行安全防护。

1.1 复杂的地下构造

对燃气管道进行地下的铺设会受到一些岩体和空腔以及渗水的施工环境的影响, 如果岩体不能进行深挖, 那么在铺设管道时则必须要绕过岩体进行铺设;空腔不能实现对燃气管道的支撑, 所以不能在空腔的位置进行埋藏和铺设;如果铺设位置的含水率比较高, 就可能产生对燃气管道的腐蚀, 造成燃气管道的损坏, 导致泄漏的危险, 所以施工人员在这种情况下要对管道进行防腐的处理, 来提高管道的抗侵蚀能力, 提高埋藏的安全性。除此之外我国一些相关规定规范的地下建筑、设施位置, 不能进行燃气管道的浅埋, 施工时要注意避开, 采取环绕或者隔离的方式进行, 才能保证铺设的安全, 提高燃气管道的铺设质量。

1.2 地下已埋旧管

我国目前很多城市都在进行对旧城区的改造工作, 燃气管道的建设也是改造中的重要部分。主要包括对燃气管道的修护、建设和改建等, 因为早期的燃气管道已经不能满足人们生活的需求, 也达不到我国规定的标准。比如一些管道的埋藏的地面设施改变, 建造了公路, 那么就需要按照不同的设施进行燃气管道的调整;施工人员在进行地下管网的浅埋时, 要充分的考虑到建筑方面, 要结合施工环境的实际情况进行, 否则就达不到浅埋的要求。

1.3 经济性因素

管道的铺设的经济因素主要包含管道施工造价和维护费用两个方面。在达到安全规定的基础上, 管道埋藏的深度决定着工程施工的费用, 埋藏浅的话, 相对的资源消耗也少, 工期也短, 施工造价也少, 埋藏深的话, 施工成本和消耗也就相对的增多。在对燃气管道进行维护时, 管道埋藏浅则开挖比较容易, 从而节约了大量的施工成本, 降低了消耗, 施工的难度也比较低, 工期也较短。从对一些燃气管道的施工分析我们可以知道, 埋藏的深度越浅, 对于后期的维护和施工也会越有利;但是浅埋的管道容易受到外界环境的影响, 地面的设施或者承载能力发生变化时, 就会给燃气管道造成一定的压力, 从而出现一些安全隐患。所以, 在对管道进行铺设时, 要考虑到外界的影响因素, 选择合适的地点和深度, 才能保障施工的安全性, 才能达到对燃气管道浅埋的有效防护。

2 燃气管道浅埋施工中遇到的问题

由于受到客观因素影响不能按照规定进行管道深埋, 就要进行浅埋处理。尽管浅埋技术有其的经济性, 施工难度也不大, 但由于浅埋受外界载荷影响过大, 埋地燃气管道受到应力大于比正常埋深管道, 对燃气管道的安全性产生严重影响。另外, 在进行浅埋时如果容易受到市政施工等因素影响, 而施工工艺也可以影响燃气管道的安全性。市政在进行绿化施工或者进行开挖工程容易对浅埋的管道造成损坏。根据实际工程可知浅埋的管道容易遇到排水管级电信管线, 所以要进行保护。有些地方如果进行改建, 如草坪建成车道或增设车行路口等, 原来埋设的强度达不到要求, 要对管道的埋设重新改变, 造成不必要的浪费。采取开槽埋管方式进行道路埋管, 浅埋管道施工需要保证回填和夯实的埋管质量和防止路面沉降, 而在旌工中狭小的开槽空间夯实回填土是比较困难的, 也会造成安全隐患。

3 燃气管道浅埋方案

3.1 浅埋方案

3.1.1 支撑墙防护。

浅埋的燃气管道两边都砌一道放置有混凝土防护板的砖块支撑墙, 并将回填土填充支撑墙及防护板两边并且夯实。这时, 受到地面交通载荷等外部载荷影响浅埋管道可以通过防护板承担, 并将载荷传到支撑墙上, 使管道承受压力得到减小, 确保燃气管道的安全性。

3.1.2 无支撑墙防护。

在填充回填土的燃气管道上方至路面之间铺设一层混凝土防护板。对比上面方案, 支撑墙埋设防护板, 并将防护板直接铺设在回填土中, 回填土在燃气管道上方。

3.1.3 套管防护。

套管管径大于燃气管道管径, 其材质可以是铸钢也可以采用钢筋混凝土。燃气管道段通过绝缘支架套上套管进行保护, 缩短两端直到与燃气管道管径相等再进行密封, 套管两端与燃气管道的间隙应采用柔性的防腐材料、防水材料密封。

3.2 比较三种浅埋方案

通过对三种浅埋方案的安全性及工程造价进行重点分析。

3.2.1有支撑墙防护方案由于支撑墙在下面支撑防护板, 防护板将应力扩散到墙体然后到燃气管道的两侧和下面, 减小燃气管道受力。而无支撑墙防护方案, 路面载荷由防护板承受, 奋力分散到防护板, 也扩散到埋在防护板下面的燃气管道。载荷在这种方案是不能传递到燃气管道两侧的。所以如果地面载荷太大, 浅埋管道要采用有支撑墙防方案, 确保燃气管道的安全性。而从经济性的角度看, 有支撑墙防护方案, 要砌支撑墙到燃气管道两侧, 如果能够保证管道的安全显然无支撑墙防护方案比有支撑墙防护方案工程造价更低且工期短。

, ;3.2.2燃气管道通过套管进行保护是全封闭的, 与上面两种防护方案不一样。燃气管道只与绝缘支撑接触, 既可以受到套管的防护还能够防止外部应力的影响及有效防止管道腐蚀而其他两种方案燃气管道都与土壤接触。采用套管防护方案, 应力可以通过圆形的套管扩散到两侧的土壤中。由上面分析可知, 套管防护方案防护更全面, 受到应力影响最小。但是浅埋条件一样, 套管防护又是最昂贵的, 施工工程也比较难, 套管和燃气管道两端结合的密封性是对燃气管道的使用寿命影响的关键, 因此, 在对防腐蚀要求比较高的情况下, 采取套管防护方案比较普遍。

4 结论

综上所述, 本文通过对燃气管道的施工难点的的介绍, 分析了现阶段燃气管道浅埋存在的一些问题, 提出了具体的防护措施。随着我国城市化的不断发展, 燃气管道建设已经成为城市建设中非常重要的一部分。为了提高燃气管道施工的质量, 保证燃气管道施工的安全性, 就必须加强对燃气管道浅埋的防护技术的研究, 这样才能促进我国城市高效稳定的发展。

参考文献

[1]陶志钧, 苏蕙蕙, 柯向华, 周伟国.浅埋防护下埋地燃气管道的受力分析[J].上海煤气, 2009 (4) .

[2]梁航.在用燃气管道中含缺陷斜接弯管安全性分析[J].安全与健康, 2006 (13) .

埋地燃气管道 篇5

关键词：热收缩带；埋地管道；焊缝补口；聚乙烯防腐材料；石化项目 文献标识码：A

中图分类号：TG174 文章编号：1009-2374（2015）06-0090-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0472

1 概述

目前石油化工装置区埋地管道已开始使用聚乙烯防腐材料进行防腐，焊口位置的补口材料也选用相应的补口材料进行补口，为了操作方便，一般均选用专用成品热收缩补口带进行补口。

2 特点

（1）一般使用在防腐等级高的管道上；（2）对操作人员动手能力要求较高，需要经过专门培训并能掌握一定的操作技巧。

3 适用范围

本文适用于所有采用聚乙烯材料防腐管道焊口的防腐补口施工。

4 材料及工具

4.1 材料

环氧树脂基料、固化剂、热收缩带和固定片，该部分材料由厂家配套提供。

4.2 使用工具

煤气罐（2瓶）、烤枪（2把）、打磨工具一套（砂轮机）、铲刀（2把）、油漆滚轮（2把）、碾压滚轮（2把）、电火花监测仪、红外测温仪（2个），漆膜测候仪、弹簧秤。

5 施工工艺流程及操作步骤

5.1 施工工艺流程

5.2 操作步骤

5.2.1 表面预处理：（1）除锈前首先要用烤枪将钢管预热至40℃～50℃，以清除管子表面的湿气（湿气是否清除以管壁加热至40℃～50℃时表面无黄锈为准），湿气去除完毕后要清理焊缝表面，必须将环向焊缝及附近的毛刺、焊渣、飞溅物、焊疤等处理干净，焊缝处如有油性杂质必要时用丙烷清洗剂清理，并喷砂除锈至设计要求等级（人工除锈需达到St3级）；（2）将热收缩带与管体3PE防腐层搭接处打毛，打毛宽度应与热收缩带覆盖宽度基本一致（不小于150mm），打毛深度为0.3～0.4mm，同时将热收缩带与管体涂层搭接处清洁、用钢丝刷沿竖向及斜向打毛，完毕后，应清除浮渣；（3）由于广东石化项目地处海边的沙滩上，空气湿度和风沙较大，为了防止补口处钢管表面受潮和受风沙污染，表面清理完毕后必须马上进行补口施工，如因特殊情况不能及时补口，必须重新对补口处表面进行预处理。

5.2.2 补口处表面加热、滚涂底漆：（1）为了提高油漆的黏接效果，需将补口位置的钢管加热到60℃～80℃，热缩套搭接范围内防腐层加热到90℃～100℃（加热温度参考产品说明书，用红外线测温仪控制加热温度）。加热后采用检定合格的红外线测温仪检测表面温度，测量位置均匀分布，测量点数不得少于4点；（2）为了使工序间能紧密衔接，在补口位置加热的同时，将热收缩带底漆配制完毕，即将环氧树脂基料充分搅拌均匀，搅拌之前最好用烤枪将其加热，然后倒入固化剂，搅拌约3～5分钟。配制完毕的底漆马上使用，在常温下存放时间不得超过30分钟，凝固后不得使用；（3）底漆涂刷采用滚涂方式，即采用油漆滚涂专用滚轮（一般由厂家配套提供）滚涂底漆，涂刷范围为热收缩带覆盖区域；（4）油漆滚涂宽度必须与热收缩带宽度一致，且略宽于热缩带宽度；底漆涂刷湿膜厚度不得小于120μm。

5.2.3 热收缩套安装：（1）整个热收缩带补口工作必须由两个以上的施工人员配合完成，这样才能保证补口质量；（2）在油漆工滚涂底漆的同时，热收缩带安装工确认热收缩带安装的起始端（带有搭接线的一端），用烤枪加热起始端内侧，直至其内侧的热熔胶发软、发黏，这能保证底漆滚涂完毕的同时马上安装补口带；（3）底漆滚涂合格后，不得再加热底漆，马上将已发软、发黏的热缩带起始端黏贴在管子的上45°范围内，安装时热收缩带中心线一定要对准焊缝，并沿其端面放一根橡胶条；（4）将热收缩带起始端表面加热，并将热收缩带末端内侧烤软、发黏，越过管子顶部缠绕热收缩带，绕至起始端后，热收缩带末端对准搭接线黏贴，用手将其压紧。

5.2.4 安装固定片：（1）加热固定片内层至乳白胶发亮，纵向对折固定片，将对折线对准热收缩带的搭接线安装固定片，用烤枪加热固定片内层直至发亮变软，采用专用辊压工具反复辊压固定片，边辊压边加热，直至黏接牢固，能看见固定片网格为止；（2）为了避免热收缩带不均匀收缩，需在热收缩带两端衬上沿轴向塞入两根木条，用两把烤枪从中间向两侧均匀加热热收缩带，直至收缩至端部（加热时一定要将固定片一起加热）；（3）当热收缩带收缩至木条处时，取出木条，继续加热直至端部收缩紧密。当热收缩带收缩到边缘时，多加热数秒（烤枪火焰的中心对准热收缩带边沿），使之收缩紧密，避免冷却后产生翘边。

5.2.5 加热、辊压：（1）热收缩带完全收缩后，继续加热热收缩带表面，先周向、后轴向来回不断均匀加热，加热时应用两把烤枪连续均匀加热，加热时间5～8分钟，保证整个补口位置温度保持在130℃以上，用红外测温仪对温度进行监控；（2）继续加热5～8分钟使内层热熔胶充分融化，保证一次黏接合格，避免环境带来的不利影响，保证补口质量；（3）热收缩带回火时间实际视管口大小而定，具体以热熔胶应从热收缩带两端溢出为准；（4）热熔胶从热收缩带两端溢出后，马上用辊压专用工具辊压，辊压顺序为：轴向方向由中间向两边，周向方向由两边向搭接位置輥压，直到所有气泡完全挤出；（5）应在固定片的两端各安装一根约150mm长的胶条封边，胶条需用烤枪加热融化，使其与之前热收缩带溢出的热熔胶熔为整体，即补口

完成。

6 补口质量检查

补口质量检测应在补口工作完成24h后进行，主要检测外观、漏点检测及黏结力检测三项内容：（1）补口工作完成后，应严格执行自检、互检、它检的三检制度，应对每道补口质量进行外观检查，外观检查的重点是气泡、空鼓、皱折现象，这也是施工人员在施工过程中必须高度重视的问题；（2）漏点检查：漏点检查主要是使用电火花检测仪对补口质量进行检测，其目的是检测补口位置是否存在补口带厚度不够和补口带损伤的情况，电火花检测电压以设计提供的检测电压为准；（3）黏结力检测：黏结力检测主要目的是检测补口带黏结强度，检测方法是抽取补口完毕并已通过外观和漏点检测的焊口，剥离一小块补口带，采用弹簧秤测量其剥离强度，检测比例和强度值以设计要求的比例和强度值为准，检测合格之后必须进行补伤。

7 结语

我公司承建的中国石油广东石化项目埋地管道防腐施工通过使用上述施工工艺，埋地管道防腐补口一次成型，无返工现象，回填工作顺利进行，施工质量、安全得到有效控制，大大节约了施工成本。本文对类似施工有借鉴意义。

参考文献

[1] 付永岩.中石油广西石化1000万吨/年炼油工程管道防腐工程施工现场调研浅析[J].全面腐蚀控制，2011，（5）.

[2] 孙宇强.中石油管道防腐蚀保护工作探讨[J].中国高新技术企业，2008，（21）.

[3] 四川省西普企业有限公司CEP-4热收缩带现场操作说明及注意事项[S].

作者简介：黄劲（1982-），男，贵州湄潭人，中国石油天然气第六建设公司项目技术经理，工程师，研究方向：工艺结构技术。

埋地燃气管道 篇6

由于经济的快速发展, 城市化日渐突出, 城市建设也取得了一定的成绩。随着人口的增加及燃气量的需求加大, 燃气网建设项目在直线上升, 但其也将面临着各种各样的挑战。与其他管网相比, 城市燃气管网存在供气连续不间断且使用周期较长, 管道的覆盖面比较广且埋在地下等特性, 因此, 一旦发生泄漏并极易造成爆炸或者燃烧等事故。尽管城市燃气经营企业对管道设计、建设及运行方面要求非常严格, 在建设的时候要求选用性能好的设备和管材, 预防腐蚀, 但是影响城市燃气管道安全性的因素各种各样, 仅需一种因素便可致使管道的破裂, 进而导致严重的后果, 甚至人员的伤亡。因此, 充分保障城市埋地燃气管到的安全, 具有重要的社会和经济意义。

2 城市埋地燃气管道浅埋的原因分析

2.1 地下构造错综复杂

在铺设燃气管道时, 施工人员往往会遇到岩体、渗水的特殊地下结构及空腔等不同情况。假如不能挖开岩体, 埋管就需要绕道而行;一旦遇到含水量大的地下结构, 便会腐蚀管道, 因此就需要进行防腐处理, 充分保证燃气管道的安全运作;若碰到空腔, 不可进行埋设, 因其不能达到燃气管支出的要求;另外, 一旦在施工过程中碰到排水管、电信埋管等障碍物, 可以采取保护、隔离、绕开这些管道等方法, 以确保燃气管道的安全。

2.2 经济性因素

在管道铺设过程中, 主要经济因素有工程造价和维护费用两大方面。在不影响到安全的前提下, 管道埋的越浅并可节省造价, 且在一定程度上能缩短工期。此外, 如果埋的浅, 也可减少开挖的工作量, 与深埋管道相比, 即节省了开挖费用, 还缩短了工期且降低了施工的难度。

从以上分析表明, 在实际操作中, 因一些客观原因而致使管道不能按照规定来进行深埋, 与此同时, 也可看到管道的越深, 不仅有助于施工的进行, 而且能相应节省维护费用。相反, 浅埋的管道因外界的影响, 地面的载重等因素而增加了管道的安全隐患。所以, 在做好校验管道安全性的工作的同时, 也要做好各种防护工作。

3 城市埋地燃气管道浅埋防护一般模型

3.1 有支撑墙的防护

有支撑墙的防护是防护中比较常见的一种。此种防护就是在浅埋的燃气管道两侧各建一道支撑墙, 然后把防护板置于支撑墙上, 并在支撑墙和防护板两侧回填土, 随后夯实填土。支撑墙通常由砖块堆砌而成, 防护板为混泥土板。此防护可以减小管道的承受的压力, 从而发挥保护的作用。

3.2 无支撑墙的防护

此防护方案与有支撑墙防护的主要区别:燃气管道上面的防护板是在没有支撑墙支撑的基础上, 直接铺设在燃气管道上面的回填土中。

3.3 套管防护

套管防护是一种封闭式的防护措施, 其往往采用铸钢管和钢筋混凝土管, 套在需要保护的管道上, 减短两端, 最后和燃气管等径, 随后进行密封。套管防护不仅能保护免受应力的损伤, 还可有防止管道被腐蚀, 与其他防护相比, 可以使管道所受理最小, 并且防护最全面。

4 燃气管道浅埋施工过程中遇到的一些问题

因为客观因素的影响, 只能对燃气管道进行浅埋。虽然浅埋同时具有经济性和施工容易等优势, 但是浅埋会受到外界载荷的重要的影响, 进而威胁到管道的安全性。此外, 施工工艺及市政施工等其他因素也会对管道的安全造成一定的威胁性。

市政在对城市进行绿化的时候, 容易破坏浅埋的管道。由于在实际工程中, 浅埋的管道非常容易遇到排水管级电信电线, 所以施工人员要及时进行保护。若改建草坪或者增设车行路口等, 由于原先埋的管道的强度不达标, 便需要重新改变管道的埋设, 从而便形成了不必要的浪费。

如果选择开槽埋管道, 此时施工必须确保回填且夯实管道以预防路面下沉, 但是在实际施过程中, 开槽空间过于狭小, 不方便夯实回填土, 也就带来了安全隐患。

基于以上分析, 在管道浅埋方面制定长远规划, 应该把有可能发生的情况计划在内。为了保证燃气管道的安全, 就必须做好对浅埋管道的防护工作。

5 加强城市埋地燃气管道浅埋防护技术的有效措施

5.1 注重设计环节

关系燃气管道安全的关键环节便是设计阶段, 同时也是做好消防设施维护管理的关键点。因此, 施工单位及设计人员应从思想上认识到设计工作的重要性, 制定管道设施设计的责任制, 加强设计人员的安全责任意识, 从而确保燃气管道铺设科学有效化, 同时也为以后的维修防护工作奠定坚实的基础。此外, 设计人员要高度重视比较复杂的管道浅埋的环节, 同时也要积极和同行业进行信息交流, 借鉴有效经验, 预防走弯路。另外, 在对管道铺设设计时, 要综合考虑不可避免的客观因素, 对地下情景有充分的了解, 根据实际情况设计管道如何进行浅埋可以保证质量且节省费用, 最重要的是一定要保证管道的安全性。

5.2 加强对城市埋地燃气管的后续检查

加强城市管道浅埋的检查力度, 不仅可以做好管道浅埋的防护工作, 而且可以提升燃气管道的安全度。为此, 我国燃气管道防护监督部门必须加强监督管理工作。首先, 提高城市燃气管道监督人员的综合素质, 同时监督管理人员也要日益更新管理技术, 时刻注意学习新知识, 不断充实自己的专业知识, 进一步提高监督人员的检查监督水平。其次, 公安机构也要做好检查工作, 加大执法强度, 全放面、多层次、多角度的对城市燃气管道浅埋进行严格检查, 认真落实监测制度, 并及时上交监测报告, 一旦发现城市燃气管道有不符合标准, 立刻对施工单位建立专档或者责令其马上改善工程, 对于那些拒绝整改的单位或者个人必须按照相关法规对其进行承办。

6 结论

在现代日常生活中, 燃气占据的地位越来越重要。但由于燃气的特殊性质, 管道安全问题必须引起高度重视。因此, 必须全方位的较强对城市埋地燃气管道浅埋的防护工作, 从而保证人民的正常的安全的生活并进一步提高居民的生活质量。

摘要：近几年, 随着城市建设的不断发展和人口密度的日益增加, 燃气需求也不断加大, 城市燃气的运用日益普及。但是城市燃气管道的安全问题也逐渐突出, 因为浅埋在地下的管道极易受到外界的各种因素的影响比较严重, 尤其是埋的太浅的缘故, 导致燃气管道严重受损, 因此, 对城市埋地燃气管道浅埋进行相关分析, 并找出解决问题的切实可行措施, 从而提高城市埋地燃气管道浅埋的防护效果, 具有十分重要的现实意义。本文首先分析了引起燃气管道破损的有关原因等相关问题, 进而针对此问题提出了有效措施。

关键词：城市,燃气管道,浅埋,防护措施

参考文献

[1]张宪文.城市埋地燃气管道浅埋防护技术的研究[J].建材与装饰, 2013, 8 (3) :45-46.

[2]左鑫.埋地钢制燃气管道外腐蚀整体解决方案[J].城建档案, 2012, 12 (5) :34-35.

埋地燃气管道 篇7

阴极保护需要一定的管道条件:其一为电绝缘, 即被保护管段应与非保护管段和场区接地系统电绝缘;其二为电连续性, 即被保护管段全线为电导通状态;其三为接地要求, 即被保护管段的保护和工作接地应采用锌接地极, 并不得对管道阴极保护造成不利影响。

正确选择和计算阳极材料、处理好套管内管段的附加保护和阳极地床是设计工作中的重要环节。

1 阳极材料的选择

阴极保护系统分为强制电流系统和牺牲阳极系统。由于城镇燃气管道主要分布在城镇市域范围内, 该范围内地下管线及构筑物非常拥挤, 为了降低对相邻管线及建筑物的不利影响, 在城镇市域范围内钢制管线的阴极保护多采用牺牲阳极系统。

《燃气工程技术手册》和《管线腐蚀控制》对金属的腐蚀原理都有明确的描述。“金属转化成低能量氧化物的过程称为腐蚀”。金属失去电子被氧化而导致金属损失就是腐蚀, “如在金属和电解质溶液的界面堆积大量的负电荷, 腐蚀过程就会停止”, 采用牺牲阳极阴极保护技术就是利用了这个原理。常见的几种金属在电解液中的标准电极电位由小到大的顺序 (亦即金属在电解液中失去电子的能力由大到小的顺序) 依次是:镁、铝、锌、铁、铜, 因此原理上采用镁、铝、锌任一种材料通过电化学反应对钢铁材料的腐蚀都能起到保护作用, 事实上也确实如此。“但到目前为止, 还没有证据表明铝适合埋设在土壤中使用”, 因此, 埋地钢质管道牺牲阳极保护用的阳极材料主要是镁和锌。

由于金属镁比较活泼, 表面不易极化, 腐蚀产物容易脱落, 电极电位比较负等优异特性, 所以镁成了理想的阳极材料。但纯镁的电流效率不高, 且造价昂贵, 所以镁合金成为了阳极材料的首选。

2 阳极材料的计算

《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21448-2008的颁布和实施, 对管道阴极保护的要求就更加具体和明确, 特别是附录A的内容使阴极保护设计的可操作性变得更强。GB/T21448-2008明确了管道阴极保护的最低要求, 即管道阴极保护电位应为-850mV (CSE) 或更负, 极限保护电位不能比-1200mV (CSE) 更负。该规范没有提及CJJ95-2003中3.0.2款提及的管径和压力的要求。GB/T21448-2008对管道外防护层及其对应的保护电流密度的选取没有论述。随着科技的进步, 目前管道外防护层变得单一, 并且多为三层PE。具有三层PE防护层的管道, 其保护电流密度的选取主要依据《石油工业中的腐蚀与防护》中的相关数据:既三层PE防护层面电阻为100000Ω.m2, 相应地保护电流密度应>10μA/m2。设计实践中针对具有三层PE防护层的管道其保护电流密度多取30μA/m2。基于这些基本准则的确立, 加之设计时收集到的管线附近的土壤参数和管线设计专业提供的管道设计施工图, 按照GB/T21448-2008附录A.2给出的公式就可以进行牺牲阳极系统的相关计算, 并最终确定牺牲阳极数量。

GB/T21448-2008附录A.2给出的公式很明确, 但使用起来并不方便。为了方便使用这些公式, 本人在参照相关施工经验、相关阳极材料厂商的技术资料及《管线腐蚀控制》中给出的相关数据的基础上对公式中诸多参数进行了确定, 并针对常用的几种规格镁阳极将A.15&A.16公式进行简化处理:

A.15的简化公式

A.16的简化公式

为使管道得到较好的保护, 牺牲阳极数量确定后, 在牺牲阳极保护半径内使之均匀分布就显得尤为重要。本人认为在城镇市域范围内取牺牲阳极 (组) 间距300m~500m较为合适, 市域外地下管线或构筑物较少的开阔地区取<1000m较为合适。

3 套管内管段的附加保护措施

在阴极保护设计工作中, 经常会遇到管道的局部管段加装套管, 从而需要采取附加措施的情况。GB/T21448-2008中明确指出“不宜使用金属套管”, 但在设计实践中遇到使用钢套管的情况还是时有发生。金属套管存在套管与管线短路的可能, 从而使套管内的管段完全收集不到阴极保护电流, 该管段处在自由腐蚀的状态;即使套管与管线处在绝缘状态, 由于电化学的作用钢套管的内表面也将遭到严重腐蚀。因此应避免使用钢套管。

设计过程中遇到的需要采取附加措施最多的情况是用水泥套管做保护的管段, 具体措施是在套管内的管线段上另外敷设镁或锌材质的阳极带, 并依管径大小以不同角度沿管道外壁缠绕。“当燃气管道外径≤DN200时, 阳极带沿管道外壁等距且与管道轴向成30°角缠绕;当燃气管道外径为DN200~DN350之间时, 沿管道外壁等距且与管道轴向成45°角缠绕;当燃气管道外径≥DN350时, 沿管道外壁等距且与管道轴向成60°角缠绕。”除了缠绕阳极带之外, 另外一种附加措施是在套管内的管线段上安装一定数量的镯式阳极。

4 牺牲阳极地床

为了让阳极在土壤中能可靠的工作, 并能够有效防止土壤对阳极的钝化作用, 牺牲阳极地床专门采用具有特定组分的化学填包料。这种阳极地床能够起到溶解阳极腐蚀产物、维持阳极周围持久湿润、将阳极材料与当地土壤隔离的作用, 为阳极材料提供一个电阻率在1Ω.m左右稳定良好的工作环境, 同时增加阳极输出电流。镁合金牺牲阳极在土壤电阻率>20Ω.m时, 其填包料应按石膏粉75%、膨润土20%、工业硫酸钠5%的质量分数进行配比。填包料应用棉布袋或麻袋进行预包装, 厚度≥50mm, 并保证阳极四周厚度一致、组分均匀、密实。

管道牺牲阳极阴极保护方法除了防腐以外, 亦有排除管道杂散电流、管道防雷及防静电接地等多种功能, 加之这种方法简单易行, 对临近设施不造成干扰等独特优点, 因而该技术必将在我国经济建设的更大领域得到推广和发展, 也必将在产品系列化、标准化方向得到发展。

摘要：在明确了阴极保护的管道条件前提下, 文章简述了埋地钢制管道牺牲阳极阴极保护基本原理、确定了应采用的阳极材料;给出了规范要求和设计参数、以及镁阳极接地电阻的简化计算公式;明确了不宜使用钢套管及对水泥套管内管道采取的保护措施;给出了阳极地床填包料的组分。

关键词：牺牲阳极,牺牲阳极阴极保护,牺牲阳极地床

参考文献

[1]《燃气工程技术手册》

[2]《埋地钢质管道阴极保护技术规范》GB/T21448-2008

[3]《石油工业中的腐蚀与防护》

[4]《管道腐蚀控制》原著[美]A.W.皮博迪

埋地燃气管道 篇8

自2005年始到去年,公司已实现向世界各地出口各种规格PE阀门8 000余台套,其中较大批量的是对美国的出口;目前公司正在进军欧州大规格PE阀门市场,近期将有机会得到3 000台套Dn315以上规格的订单。

北京京燃凌云燃气设备有限公司始终致力于燃气装备的技术进步,公司截至2009年已成功获得“防静电直埋式PE放散阀装置”、“PE阀门启闭的减力传动装置”等六项国家专利。公司产品2007年获得加拿大JANA试验室按美国标准(ASME 16.40)所做的测试并获得合格评价,2008年通过国家质量监督检验检疫总局压力管道元件制造许可体系认证。

本企业作为第二起草单位,参与了我国第一部PE阀门国家标准起草工作。借鉴本公司在全国率先开发研制、销售埋地式燃气PE阀门的经验和基于公司拥有的最完备PE阀门检测设施,在消化吸收国外标准的基础上,我们和兄弟单位共同提出了较国际标准更适合我国国情且在国际标准(ISO 10933:1997现行有效)基础上吸纳10年更多先进技术的我国新标准。相信,“GB15558.3-2008燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第3部分:阀门”标准的正式实施,必将有效推进我国燃气行业更大的大发展。

凌云燃气设备有限公司2002年6月获国家质检总局“压力管道元件制造单位安全注册证书”;2003年10月获中国质量检验协会颁发的凌云牌聚乙烯(PE)球阀“国家质量检测合格产品”证书;2004年2月凌云牌聚乙烯球阀获高新技术产品认定;2004年4月通过了ISO 9001质量体系转版认证。

凌云PE球阀2001年3月获国家建设部科技成果评估证书;2001年7月获国家知识产权局实用新型专利证书;2003年6月获北京市科学技术委员会“高新技术企业认定证书”;2004年1月再次获得国家化学建材测试中心测试合格报告。

埋地燃气管道 篇9

城镇燃气埋地钢管会发生不同形式的腐蚀, 主要包括:化学腐蚀、电化学腐蚀和微生物腐蚀。

1.1 化学腐蚀

化学腐蚀是一种由于化学反应而引起的腐蚀过程。钢管的表面金属和所接触的某些介质 (硫化氢、二氧化硫、氧气等) 会发生化学反应, 使得金属离子溶解, 发生缓慢的腐蚀过程。例如:

钢管表面金属在硫化氢环境下发生腐蚀的反应方程式为:

钢管表面金属在二氧化碳存在的情况下发生腐蚀的反应方程式为:

1.2 电化学腐蚀

电化学腐蚀是一种由于金属与电解质溶液组成原电池而引起的腐蚀过程。电解质溶液能够传递电子, 金属作为原电池的阳极容易失去电子, 作为阴极的物质能够接受电子, 从而形成一个电子传递的回路, 形成原电池, 在此过程中, 金属受到腐蚀, 变成金属离子。在钢管的电化学腐蚀过程中, 由于形成的腐蚀电池的阴阳极间距离的不同而可以分成两类:微电池腐蚀和宏电池腐蚀。

微电池腐蚀又被称为均匀腐蚀, 阴阳极之间相距很近, 仅仅为几毫米甚至几微米。正因为阴阳极相距近, 所以土壤的电阻率对电池腐蚀的速度影响不大。微电池腐蚀的影响因素仅为:阳极电极过程和阴极电极过程。

宏电池腐蚀又被称为局部腐蚀, 阴阳极之间的距离小至几厘米, 大到几米, 所以, 土壤介质电阻对此电池腐蚀影响大。在宏电池腐蚀中, 腐蚀速度的影响因素包括:土壤的电阻率、阳极电极过程和阴极电极过程。

两种电池腐蚀相比, 微电池腐蚀的影响较小, 宏电池腐蚀的影响较大。下面介绍两种宏电池腐蚀。

1.2.1 氧浓差电池

氧浓差电池是由于周围氧浓度差异所形成的电池。由于燃气钢管所通过地区的土质不同, 所以土壤的孔隙度是不一样的。对于孔隙度大, 通风良好的地段, 氧气浓度高, 对于孔隙度小, 通风不好的地段, 氧气浓度低, 这样两种地段相接的地方的钢管表面就形成了氧浓差电池。氧气浓度低的一端电位低, 是阳极区, 氧气浓度高的一端电位高, 是阴极区。氧浓差电池本身危害不大, 但是与缺氧溶液相接触的钢管表面的电流密度大, 与富氧溶液相接触的钢管表面的电流密度小, 这种电流密度的不平衡, 催化了金属的局部腐蚀过程, 加速了缺氧段钢管的腐蚀。所以, 氧浓差电池对钢管的影响还是很大的。

1.2.2 盐浓差电池

盐浓差电池是由于盐浓度不同所形成的原电池, 这主要取决于土壤的种类和性质, 当地下燃气管道通过不同盐浓度的土壤时, 就有可能形成盐浓差电池而发生腐蚀。

1.3 微生物腐蚀

在适宜的p H环境下, 土壤中的微生物就容易与埋地钢管发生化学反应, 引起钢管腐蚀。某些菌类能够与硫的相关化合物发生氧化还原反应, 生成腐蚀性强的硫酸或者氢硫酸, 从而与钢管发生反应, 腐蚀钢管。

2 城镇燃气埋地钢管的防腐措施

从上所述, 钢管会受到化学腐蚀、电化学腐蚀和微生物腐蚀, 所以, 针对不同的腐蚀, 要采取不同的防腐措施。分别提出下列防腐措施。

2.1 绝缘层防腐

在钢管表面覆盖一层绝缘层物质, 能有效的阻止金属表面与其他介质的直接接触, 从而能有效的防腐。

好的绝缘层需要具有优良的电绝缘性、耐腐蚀介质、致密性好、足够的机械强度、经济性能高。

常用的绝缘层为:石油沥青、环氧煤沥青、聚乙烯热塑涂层等。由于石油沥青作为绝缘层的防腐方法具有工艺复杂, 强度差, 施工条件要求高, 质量不稳定等缺点, 所以, 一般不采用此方法。环氧煤沥青涂层的物理机械性能好, 强度大, 防锈, 具有优良的电绝缘性、耐化学腐蚀性、耐热性、抗微生物侵蚀性等, 所以, 环氧煤沥青涂层受到广泛应用。聚乙烯热塑涂层的综合性能最好, 但是它的成本高, 工艺复杂, 所以, 它的应用也受到一定限制。

2.2 电保护防腐法

电保护防腐法是基于电化学腐蚀的原理而防腐的。通常包括三种方法:牺牲阳极保护法、外加电源阴极保护法和强制排流保护法。

2.2.1 外加电源阴极保护法

外加电源阴极保护法的原理是:将直流电源的正极与废钢材、石墨等相连, 负极与被保护的钢管相连。所以, 废钢材、石墨等作为阳极, 被保护的钢管成为阴极。电流从直流电源的正极流向负极, 中间经过接地阳极和阴极, 接地阳极失去电子, 不断的受到腐蚀, 从而不给金属管道失电子的机会, 使钢管形成负电位, 防止了金属管道的腐蚀, 达到了阴极保护的效果。在此过程中, 要严格控制好电位, 因为过大的电位会使管道的防腐层剥落, 过小的电位不能充分的保护。但是, 城市燃气系统的燃气管道周围还有其他管线, 例如:通讯管线、供水管线、供热管线等, 采用外加直流电源会对这些管线产生不良影响, 所以, 不建议采用此方法。

2.2.2 牺牲阳极保护法

牺牲阳极保护法的原理是:因为在原电池中, 电极电位高的一级是阴极, 电极电位低得一级是阳极, 所以, 可以选用比被保护钢管电位低得金属作为阳极, 与钢管构成原电池。在此原电池中, 阳极金属失去电子被腐蚀, 而阴极钢管就得到了保护。常用的牺牲阳极材料为镁、铝、锌等比钢管电位更负的金属及其合金, 在使用过程中, 要综合考虑经济和技术的因素, 合理选择这几种金属的比例。这种方法对燃气管道周围的其他管线没有影响。但是, 在使用这种方法的时候应该注意:所用牺牲阳极要尽量不与土壤接触, 并且, 要和不被保护的管道绝缘, 并且所用地区的土壤电阻率不易太高。

2.2.3 强制排流保护法

强制排流保护法的原理是:强制排流的目的是将对钢管产生影响的杂散电流排出。利用的是将钢管与杂散电流源直接用导线相连, 使这些电流通过导线直接流回电源的负极, 避免了与土壤接触所产生的回路, 从而保护了钢管。

3 结语

相关工作人员应该充分认识到城镇燃气埋地钢管腐蚀所造成的危害和防腐的重要性, 充分掌握各种防腐方法, 结合所处地方的土壤特点, 综合考虑经济和安全因素, 时刻关注新材料、新工艺等来选择最合适的防腐方法, 确定合理的防腐方案。

参考文献

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埋地燃气管道 篇10

1 埋地燃气管线防腐层损伤及失效的原因:

1.1 防腐类型选择不当

在特定的环境中, 对管道防腐层性能有特殊的要求。如沼泽地区的土壤中含有较多矿物盐及有机物, 细菌种类较多, 要求防腐层有良好的绝缘性及化学稳定性。管道穿越段的防腐层则应有较强的抗剪切性和耐磨性能。应根据这些条件选择合适的防腐层材料和结构。

1.2 对外防腐层的结构及使用条件掌握不准确

防腐层的结构机条件为:石油沥青;煤焦油瓷漆;聚乙烯胶粘带;三层复合结构PE;溶结环氧粉末;底漆材料;沥青底漆;煤焦油底漆;压敏性胶粘剂或丁基橡胶;环氧粉末底漆。

1.3 防腐层材料要求严格。

石油沥青, 用玻璃网布作中间加强层, 外包塑料布。煤焦油瓷漆, 用玻璃网布或玻璃毡作中间加强层, 外缠玻璃毡防腐胶粘带 (内带) , 保护胶粘带 (外带) 。环氧粉末+共聚物+聚乙烯;环氧粉末。

1.4 防腐层结构制作必须正确

3~5层沥青, 总后4~7mm;1~3层瓷漆, 总厚度3~5mm。

一层底胶, 一层内带, 一层外带, 总厚度1.8-3.7mm。

一层底胶, 热挤出或缠绕包覆, 总厚度1.8-3.7mm。

涂料熔结在管壁上, 形成薄膜, 厚0.3-0.5mm。

1.5 补口方法不过关

石油沥青现场浇涂或热收缩套;煤焦油底漆热考缠带或热收缩套;聚乙烯电熔套或热收缩套;聚乙烯电熔套或热收缩套;环氧粉末静电或等离子喷涂或热收缩套。

使用中的优缺点:价格便宜, 来源广泛。机械强度、低温韧性较差, 吸水率高, 易受细菌腐蚀, 易老化。吸水率低, 耐根茎穿透, 耐细菌腐蚀。机械强度及低温韧性较差, 对环境污染较大。电绝缘性能好、机械强度高, 吸水率低。粘结力较差, 阳光下容易老化。机械性能、耐低温性及电绝缘性能强, 对钢管表面处理、涂装及现场补口质量要求高, 价格较高。机械性能和粘结性能强, 耐阴极剥离及耐低温性好。韧性及抗冲击性能较差, 吸水敏感。对施工质量要求严格。

1.6 防腐补口的质量不好

油气管道上, 单根钢管的防腐层一般是在防腐厂里的自动作业线上进行, 其质量较好。单根钢管焊接后, 要在接头段上防腐以保证管道防腐层的完整性, 这称为防腐补口。补口都是在施工现场进行, 若材质不合适或施工工艺不当, 会使补口出现密封不严、粘结不好等缺陷。我国油气管道外腐蚀调研表明, 补口质量差导致的防腐层失效是管道腐蚀的主要原因之一。

1.7 外力破坏造成防腐层损伤

管道运输和施工过程中难免对腐蚀层造成磕碰、划伤等机械损伤。不同的施工条件对涂层的性能要求也有所不同。运行环境中, 土壤的污染、生物降解等化学作用, 还有土壤载荷的应力、土壤中石块的硌压、植物根系穿透、水浸泡的物理作用, 以及管道运行温度变化等, 都可能使防腐层损伤、破坏。

1.8 防腐层自然老化

防腐层随着使用年限增长而逐渐老化, 绝缘性能会下降。特别是沥青防腐层, 随着埋地时间增长会老化而变脆、龟裂、剥离。阴极保护的参数不适当。当油汽管道的阴极保护参数不适当, 特别是保护电位过负时, 对防腐层有不利影响。表现为有氢气析出, 使防腐层与管道剥离;在管道附近的OH-离子浓度增高, 逐渐碱化, 对防腐层不利。

1.9 管理不善

若长期不进行防腐层的检漏、修补, 会使防腐层破损面扩大、增多。最后因为绝缘电阻大幅度下降, 可能导致阴极保护达不到保护要求。埋地燃气管线防腐层的检测。当前, 市场上开发了许多用于防腐层检测的新技术, 针对各种技术的适应性和准确性的不同, 齐齐哈尔港华燃气有限公司选择了大庆市汇通无损检测技术服务有限公司的HT——V地下管道检测检漏仪和英国雷迪公司生产地管道电流测绘系统 (PCM) 。

2 下面就两套系统在检测中的使用情况来对检测的方法、任务、问题、检测建议进行一下探讨。

2.1 检测的方法:

目前我们对埋地燃气管线的检测采取依据检测的环境、土壤不同而采用不同的检测系统。HT-V检测系统的原理是通过发射机对地下管线发送一定量的交流信号, 当地下管道防腐绝缘层有破损或腐蚀点露铁时, 该处金属与大地短路, 在漏点处形成电流回路, 同时产生漏点信号, 向地面辐射并在漏点的正上方形成最大辐射信号, 这样可以准确找到漏蚀点, 具体操作是采用了“人体电容法”原理利用人体做检漏仪的传感元件, 当检漏人员走到漏点附近时, 仪器反映强烈, 从而确定到漏蚀点。此种检测系统操作简单、方便, 但它不能对一段管线进行精确地评估。雷迪PCM检测系统是通过发射机对埋地管线发送一种接近直流的信号电流, 电流通过管线时会产生与所施加电流强度成正比的磁场。通过接收机在地面上分析磁场的分量, 即可测定原始电流的强度和方向, 在遇到管线上有故障时, 电流迅速下降, 由此确定腐蚀漏点位置, 此方法的优点是对一段管线的情况给出精确地评估, 缺点是对地面的表面要求是土质而不能使水泥和沥青路面。

2.2 检测的主要任务:

首要目标是查明管体腐蚀状况和疲劳损伤程度。定性及定量地评价出埋地管线腐蚀或损伤的等级状态。 (检测中通常采用英国雷迪PCM系统) 。准确定位查找绝缘防腐层破损点 (采用HT-V, 或雷迪PCM系统) 。准确定位泄漏故障点 (采用HT-V检漏仪)

2.3 检测面临的问题:

目前我们所进行的埋地管道的检测工作还仅限于对绝缘层绝缘性能的调查, 管线的疲劳损伤、保护失效评价均未开展。不同的检测系统, 对不同的环境适应不同, 对有些环境, 良好的检测系统无法适用。

埋地管线防腐检测的环境复杂, 对检测有一定干扰, 检测中经常遇到天然气管线与电缆、供水、供热、电信线路相互交错, 很难分清, 给辨别管线带来一定难度。在埋地管线上经常有一些障碍物使检测无法进行。检测环境复杂, 检测条件变化大。非燃气埋地管线对检测信息产生干扰。

2.4 可操作性检测建议:

城市燃气埋地管线的腐蚀检测作到初始检测和定期检测制度化, 新管道竣工后, 初始检测应详细记录, 初始资料作为与以后检测资料的对比依据, 定期对管道检测中发现异常管道进行检测。建立埋地管线腐蚀检测数据库和管理系统。城市埋地燃气管道除了突发性人为或天灾引发事故外, 通过多次检测积累的数据, 资料进行分析, 对比可以尽早地发现问题, 采取措施, 消除隐患。对施工较早的片区管线, 由于基础资料不健全, 在检测前应对原始资料图纸配合探管仪使用, 对标定不准的图纸进行管线准确位置的校正。选用适当的检测方法:a.在居民小区中, 街道上由于绝大部分是水泥或沥青路面其阻抗较大, “接地难”不宜使用英国雷迪PCM系统, 而在长输管线及土质疏松表面的管线上应用PCM系统对一般管线给出评估。b.在使用HT-V仪器检测时, 因采用“人体电容法”故而检测人员应穿布底鞋以降低阻抗。对于两种检测系统, 接地棒应尽量选择较湿处并尽可能地打入地下较深些, 使接地电阻小于10欧姆, 对于在干燥天气时仪器接地电阻通常很大, 难以达到要求, 这是在小区检测时可选用楼房的避雷线做为接地棒 (此法接地电阻很小, 但雷雨天禁止使用) 。在使用PCM系统采集数据时, 应尽可能地避开地下各种干扰选择采集点, 对于有干扰的采集点应多次采集数据而取其平均值。燃气公司按照燃气法规规定, 组织人力对占压管道的违章建筑采取强制措施予以拆除, 从而使被站压的管线得到检测, 消除隐患。随着检测工作的深入, 将不断地发现问题, 总结经验, 探索解决方法, 不断学习新的科学技术和检测方法, 希望能与检测界的同仁们共同探讨学习, 为保障燃气埋地管线的安全运行做出自己的贡献。

摘要：阐述了埋地燃气管线防腐层损伤及失效的原因, 埋地燃气管线防腐层的检测方法、任务及建议。

关键词：埋地燃气管线,防腐层,检测,腐蚀,仪器

参考文献