在役中压燃气钢质管道腐蚀防护

作者：王亚平李志张艳何炜黄俊　来源：武汉材料保护研究所　评论：　更新日期：2013年04月11日

摘要：按照SY/T 0087—95等标准，对某小区在役中压燃气钢质管道进行腐蚀防护，包括腐蚀评价、管道及防腐层修复与修理、管道更换、阴极保护馈电试验等。

关键词：阴极保护；保护电流密度；牺牲阳极；馈电试验

Corrosion Prevention of In-service Medium Pressure Gas Steel Pipeline

WANG Ya-ping，LI Zhi，ZHANG Yan，HE Wei，HUANG Jun

(Wuhan Research Institute of Materials Protection，Wuhan 430030，China)

Abstract：According to Standard for Investigation Method of Corrosion and Protection of Steel Pipelines and Tanks (SY/T 0087—95)and other standards，the corrosion prevention of the in-service medium pressure gas steel pipeline in a residential area is carried out，including corrosion estimation，renovation and repair of pipeline and anticorrosive layer，pipeline replacement，cathodic protection，feeding test and so on.

Key words：cathodic protection；protection current density；sacrificial anode；feeding test

某小区中压燃气庭院管网于1995年建成通气，管材为钢管，材质为Q235B钢，规格为DN 25～200 mm，总长约3.4 km，共有64台中-低压调压箱。管道外表面采用石油沥青特加强级防腐，未采取阴极保护措施。

2000年—2001年，该小区发生过数次中压管道腐蚀穿孔泄漏，经及时抢修，未造成较大损失。2002年公司在对该小区中压管网进行腐蚀调查的基础上，进行改造，经过对在役管道进行修复、修理及更换，消除安全隐患。

1 腐蚀防护技术方案

依据SY/T 0087—95《钢质管道及储罐腐蚀与防护调查方法标准》和SY/T 0019—97《埋地钢质管道牺牲阳极阴极保护设计规范》，并引用德国DIN 50929标准。主要测试管道外防腐层绝缘电阻、外防腐层缺陷位置与程度、土壤环境腐蚀性、特殊环境，然后修复管道防腐层缺陷、更换部分腐蚀严重管道、进行阴极保护馈电试验，最后设计并安装牺牲阳极，具体技术方案见图1。

测试方法：管道外防腐层绝缘电阻运用变频-选频法测量，外防腐层缺陷位置与程度运用SL-6型地下管道防腐层探测检漏仪确定，土壤环境腐蚀性主要测试土壤电阻率、pH值、是否有硫酸盐还原菌等内容，特殊环境主要测试交流与直流杂散电流的干扰程度，阴极保护馈电试验运用直流恒电位仪以确定实际阴极保护电流密度的大小。

修复方法：对于外防腐层有缺陷的管段，剥离原有沥青防腐层，并采用动力工具除锈至St3级，然后采用RD-6型冷缠胶带防腐。

修理方法：腐蚀坑深小于20%壁厚的管段，采用补焊的手段增加管道强度，再采用RD-6型冷缠胶带重新防腐。

更换方法：腐蚀坑深大于等于20%壁厚的管段，更换成PE管。

完成所有测试、修复、修理及更换工作后，对全部钢质管网采取阴极保护措施。

2 腐蚀防护检测结果

① 防腐层绝缘电阻

管道防腐层绝缘电阻是衡量防腐层质量的重要参数，防腐层绝缘电阻越高，其屏蔽防护效果越好。由于管道上的支管、阀门、凝水缸较多，运用变频-选频法受到一定限制，本次选择不含支管、阀门、凝水缸的部分管段测试绝缘电阻，共测试10段管道的防腐层绝缘电阻。变频-选频法测量防腐层绝缘电阻值为50～300 Ω·m²，防腐层属于“劣”等级^[1]，表明管道外防腐层绝缘性能非常差。

② 外防腐层缺陷位置

应用地下管道防腐层探测检漏仪(SL-6型)对管道全线进行检测。检漏仪增益档调整为300 mV档，约60%管段探测到防腐层缺陷。这些漏点长度为1～20 m不等，集中在三通、弯头和规格为DN 25 mm的管段。主要原因为原施工过程中焊缝处防腐质量不合格，管道运行过程中部分管段外防腐层被其他单位施工损坏未及时修复。

③ 土壤环境腐蚀性测试

按照腐蚀防护技术方案测试各项指标，按照行业标准SY/T 0087—95《钢质管道及储罐腐蚀与防护调查方法标准》和德国标准DIN 50929—3：1985《金属腐蚀：在外部腐蚀条件下金属材料的腐蚀概率：在土壤和水中的管道和构件》(以下简称DIN50929标准)对土壤的腐蚀性进行综合评价，本次测试DIN 50929标准中的7项指标，土壤腐蚀性综合评价结果见表1。

DIN 50929标准综合考虑影响土壤腐蚀性的各项因素，将12项指标分别用Z₁～Z₁₂表示，每项根据现场实际分别打分，然后将每项指标综合加权得到评价分级^[2]。

按照SY/T 0087—95评价，土壤环境的各单项指标除pH值评价属“弱”外，其他单项指标腐蚀性评价基本上处于“中～强”程度。按照DIN 50929评价，综合评价指数B₀的范围为-7～-12，表明管道全线土壤腐蚀性属于“腐蚀～强腐蚀”级别。在这种土壤环境中,钢铁的平均腐蚀速率为0.10～0.20 mm/a，局部腐蚀速率大于0.2 mm/a^[3]，实际开挖检测结果与理论一致。