如何防止埋地管道的大氣腐蝕
水和氧氣作用于暴露在大氣中的管道金屬表面所造成的破壞,稱為大氣腐蝕。原因是大氣中有水蒸氣,水蒸氣會凝結(jié)在金屬表面,形成水膜。這種水膜溶解了大氣中的氣體和其他雜質(zhì),因此它充當了電解液,在金屬表面造成電化學腐蝕。
輸送油、氣的管道大部分處于復(fù)雜的土壤環(huán)境當中,所輸送的介質(zhì)也都是具有腐蝕性,因此管道內(nèi)壁和外壁均可能遭到腐蝕。一旦管道被腐蝕穿孔,那么就會造成油、氣的漏失,不僅會使運輸中斷,而且還會污染環(huán)境,引起火災(zāi),造成危害。假如不采取防腐措施,那么按每年腐蝕其10%,則鋼鐵年耗量高達2千萬噸以上。這是一個相當驚人的直接損失,其間接造成的經(jīng)濟損失更是難以預(yù)計,所以如何防止埋地管道的腐蝕損壞是管道工程中的一個重要環(huán)節(jié)。
油氣管道由于所處的環(huán)境和輸送介質(zhì)不同,所引起的腐蝕狀況也不同。內(nèi)壁腐蝕是介質(zhì)中的水在管道內(nèi)壁形成一層親水膜并形成原電池所發(fā)生的電化學腐蝕,或者是其它有害雜質(zhì)直接與金屬作用引起的化學腐蝕。油、氣管道內(nèi)壁一般同時存在著上述兩種腐蝕過程。電化學腐蝕異常強烈,管壁大面積腐蝕減薄或者形成一系列腐蝕深坑及溝槽,這些就是管線易于起爆和穿孔的地點。
而外壁的腐蝕情況比較復(fù)雜,需要從管道所處的環(huán)境進行分析。架空管道易受大氣腐蝕,土壤或水中的管道則易受土壤腐蝕,細菌腐蝕和雜散電流腐蝕。
在大氣中腐蝕的金屬并非浸沒在大量的電解液中,所以腐蝕過程與金屬完全浸沒在電解液中的有區(qū)別,其特點是金屬表面的液層很薄,阻力很小,空氣中的氧可以不斷地供給,所以陰極過程主要是氧的去極化作用。同時,由于金屬表面的液層薄,金屬變成離子的陽極過程進行得緩慢,離子濃度增加,氧容易通過水膜而促使陽極發(fā)生鈍化,結(jié)果陽極過程受到一定的阻礙,成為腐蝕過程的主要控制步驟。當金屬表面的液層較厚,氧的進入受到阻礙,這時腐蝕主要由陰極過程控制。大氣中金屬的腐蝕行為和耐蝕性受大氣條件、金屬成分、表面形狀、朝向、水滴的流動情況、工作條件等因素的影響而有很大的不同。影響大氣腐蝕的自然因素除污染物外,主要是氣候條件,在沒有濕氣的情況下,很多污染物幾乎沒有腐蝕效應(yīng),但相對濕度超過80%,腐蝕速度會迅速上升。因此敷設(shè)在地溝或潮濕環(huán)境的架空管道表面很容易腐蝕。