截至2018年，北京市天然氣管道長(zhǎng)度已達(dá)2.5萬(wàn)公里。其中，由北京燃?xì)饧瘓F(tuán)投資、建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的管道長(zhǎng)度超過(guò)2萬(wàn)公里，材質(zhì)為鋼質(zhì)的天然氣管道長(zhǎng)度超過(guò)1.6萬(wàn)公里。隨著燃?xì)夤芫W(wǎng)的飛速發(fā)展及埋地燃?xì)夤艿婪郗h(huán)境的日益復(fù)雜，由腐蝕導(dǎo)致的管道泄漏占比超過(guò)40%，這對(duì)其安全服役造成了較大威脅。在現(xiàn)場(chǎng)管道泄漏搶修中發(fā)現(xiàn)，腐蝕是引起埋地燃?xì)夤艿榔茐暮褪У闹饕蛑?，?duì)于中低壓管道，面臨的風(fēng)險(xiǎn)主要來(lái)自于管道外腐蝕，而影響管道外腐蝕的因素很多，如土壤腐蝕性、陰極保護(hù)狀況、雜散電流等。盡管已有學(xué)者對(duì)管道外腐蝕的影響因素進(jìn)行了系統(tǒng)性的研究，但哪些因素是關(guān)鍵影響因素尚未可知。因此，北京市燃?xì)饧瘓F(tuán)有限責(zé)任公司和北京科技大學(xué)的研究人員對(duì)北京某區(qū)域中低壓管網(wǎng)于2016~2020年間的腐蝕泄漏數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，以期找出影響管道腐蝕的主要因素。

一、北京某區(qū)域中低壓管網(wǎng)近年腐蝕泄漏情況

收集整理了北京某區(qū)域中低壓管網(wǎng)于2016~2020年間的腐蝕泄漏情況，并進(jìn)行了數(shù)據(jù)的整理和電子化，剔除了無(wú)效數(shù)據(jù)，對(duì)整理過(guò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果表明，2016~2020年間，中低壓管網(wǎng)區(qū)約發(fā)生了324次腐蝕泄漏，2018~2019年間的泄漏次數(shù)最多，每年近90起，2016年的次數(shù)最少，僅37起。

二、外腐蝕泄漏的影響因素

1、服役時(shí)間的影響

服役時(shí)間是影響管道腐蝕行為的重要因素。隨著服役時(shí)間的延長(zhǎng)，防腐蝕層逐漸老化，性能下降，會(huì)對(duì)管道腐蝕造成嚴(yán)重影響。

由圖1可見(jiàn)：管道腐蝕泄漏事件數(shù)量有兩個(gè)峰值區(qū)域。當(dāng)管道的服役時(shí)間為11~18年時(shí)，失效泄漏事件最多，其中服役時(shí)間為15年的管道發(fā)生的腐蝕泄漏次數(shù)最多，為13次；其次是服役時(shí)間為26~28年的管道，腐蝕泄漏超過(guò)6次。

圖1 管道發(fā)生腐蝕泄漏事件數(shù)量隨管道服役時(shí)間的變化關(guān)系

目前，燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計(jì)壽命一般為30年，隨著服役時(shí)間的延長(zhǎng)，腐蝕風(fēng)險(xiǎn)逐漸增加，不過(guò)針對(duì)服役25年以上的管道，大部分會(huì)有整改（大修）措施，經(jīng)過(guò)大修整改之后管道的泄漏頻次會(huì)有所下降。

2、管道壓力等級(jí)的影響

不同壓力等級(jí)埋地管道的腐蝕泄漏頻次不同， 對(duì)中低壓管道的腐蝕泄漏事件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明：低壓管道泄漏次數(shù)為276次，占管道泄漏事件總量的85.2%；中壓管道泄漏次數(shù)為48次，占比為14.8%。對(duì)于低壓管道來(lái)說(shuō)，由于防腐蝕層質(zhì)量較差和沒(méi)有施加有效的陰極保護(hù)兩方面原因，其出現(xiàn)高頻泄漏；中壓管道部分施加了陰極保護(hù)，故泄漏發(fā)生相對(duì)較少。

3、防腐蝕層質(zhì)量的影響

防腐蝕層是防止服役埋地管道腐蝕的重要屏障，其類型和完好程度直接決定了管道的使用壽命。目前，燃?xì)夤艿莱Ｓ梅栏g層有瀝青類、膠帶類、環(huán)氧粉末、3PE等。瀝青類防腐蝕層具有設(shè)計(jì)、施工技術(shù)成熟，成本較低，施工過(guò)程不會(huì)對(duì)環(huán)境造成破壞等優(yōu)點(diǎn)。然而，瀝青防腐蝕層厚度不均勻，隨著服役時(shí)間的延長(zhǎng)，防腐蝕層易脆裂，且抗沖擊性能比較差；膠帶類防腐蝕層具有操作簡(jiǎn)單，成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，但易發(fā)生防腐蝕層剝離；3PE是比較完善的防腐蝕結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)良的化學(xué)防腐蝕性能和較高的力學(xué)性能，尤其是耐磨性和附著力最佳，但其成本相對(duì)較高。通過(guò)調(diào)查不同防腐蝕層管道的泄漏次數(shù)發(fā)現(xiàn)：瀝青類防腐蝕層管道的泄漏次數(shù)最多，為280次，占比為87%；其次是膠帶類防腐蝕層管道，泄漏次數(shù)為27次，占比為8.4%；3PE防腐蝕層管道的泄漏次數(shù)為14次，占比為4.3%；環(huán)氧粉末防腐蝕層管道的泄漏次數(shù)最少，只有4次，占比僅為0.3%。防腐蝕層的服役年限也嚴(yán)重影響了其壽命與腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，在調(diào)查中，瀝青防腐蝕層管道的平均服役年限最長(zhǎng)，約為23年；膠帶類防腐蝕層管道的平均服役年限約為16年；3PE防腐蝕層管道的平均服役年限最短，約為12年。

4、陰極保護(hù)的影響

陰極保護(hù)是防護(hù)埋地燃?xì)夤艿劳飧g的重要技術(shù)，目前，高壓埋地燃?xì)夤艿榔毡椴捎昧岁帢O保護(hù)，部分中壓管道也采取了陰極保護(hù)，但大部分低壓管道沒(méi)有采取陰極保護(hù)。本調(diào)查中，沒(méi)有施加陰極保護(hù)的管道失效次數(shù)約為310次，占比為95.7%；而施加陰極保護(hù)管道的失效次數(shù)僅有14次。由此可見(jiàn)，施加陰極保護(hù)對(duì)管道保護(hù)具有顯著效果。對(duì)施加了陰極保護(hù)但仍然發(fā)生腐蝕泄漏的管道進(jìn)行分析，結(jié)果表明陰保失效即電位正于-850 mV（相對(duì)于銅/硫酸銅參比電極）的約占30%，受到雜散電流干擾而導(dǎo)致管道腐蝕泄漏的約占43%。

5、雜散電流的影響

目前，雜散電流是影響埋地管道腐蝕的重要因素，其中直流雜散電流更是影響社區(qū)低中壓管道腐蝕的主要因素。統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)該區(qū)域95.7%發(fā)生腐蝕泄漏的低中壓管道沒(méi)有陰極保護(hù)，對(duì)于無(wú)陰極保護(hù)的管道，其附近的地電位梯度是衡量管道所受雜散電流強(qiáng)度的重要指標(biāo)。GB/T 21448-2017《埋地鋼質(zhì)管道陰極保護(hù)技術(shù)規(guī)范》指出，當(dāng)?shù)仉娢惶荻炔钪荡笥? mV/m時(shí)，雜散電流的干擾程度為強(qiáng)。本調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，62%發(fā)生腐蝕泄漏的管道附近的地電位梯度差值大于5 mV/m，這更表明對(duì)于沒(méi)有陰極保護(hù)的管道，雜散電流的強(qiáng)弱是影響管道腐蝕的重要影響因素。

6、土壤電阻率對(duì)管道腐蝕

泄漏的影響

土壤腐蝕性也是影響埋地鋼質(zhì)管道腐蝕的重要因素之一，而土壤電阻率是表征土壤腐蝕性的重要參數(shù)。GB/T 19285-2014《埋地鋼質(zhì)管道腐蝕防護(hù)工程檢驗(yàn)》指出：當(dāng)土壤電阻率小于20 Ω·m時(shí)，土壤腐蝕性為強(qiáng)，當(dāng)土壤電阻率大于或等于20 Ω·m時(shí)，土壤腐蝕性為中等或弱。對(duì)本工作調(diào)查區(qū)域埋地燃?xì)夤艿栏浇耐寥离娮杪蔬M(jìn)行調(diào)查，結(jié)果表明土壤電阻率小于20 Ω·m時(shí)，埋地管道發(fā)生的腐蝕泄漏次數(shù)為4次，占比2.3%；當(dāng)土壤電阻率大于等于20 Ω·m時(shí)，埋地管道發(fā)生的腐蝕泄漏次數(shù)為169次，占比97.7%。雖然整個(gè)被調(diào)查區(qū)域的土壤腐蝕性為中等或弱，但仍然有大量中低壓埋地管道發(fā)生了腐蝕泄漏，這表明土壤腐蝕性不是影響這些管道發(fā)生腐蝕泄漏的關(guān)鍵因素，還存在其他影響因素導(dǎo)致管道發(fā)生腐蝕泄漏。

7、管道腐蝕泄漏特征分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)泄漏搶修的調(diào)查結(jié)果，不同服役年限腐蝕泄漏管道的宏觀腐蝕形貌差異很大。如圖2所示：部分管道的腐蝕泄漏是由均勻腐蝕造成的，其特點(diǎn)是防腐蝕層大面積老化，管道整體均存在明顯腐蝕，另一部分管道的腐蝕泄漏是由局部腐蝕穿孔造成的，其特點(diǎn)是管道僅局部有嚴(yán)重腐蝕；且服役時(shí)間超過(guò)30年的腐蝕泄漏管道整體呈均勻腐蝕，服役時(shí)間未超過(guò)20年的腐蝕泄漏管道呈現(xiàn)局部腐蝕穿孔。

(a) 均勻腐蝕       (b) 局部腐蝕穿孔

(c) 服役年限超過(guò)30年  (d) 服役年限不超過(guò)20年

圖2 腐蝕泄漏管道的宏觀形貌

管道腐蝕形貌的差異是因?yàn)楦g原因及腐蝕機(jī)理不同，均勻腐蝕可能是由于管道在土壤中的自然腐蝕，管道壁厚均勻減薄，最終管道發(fā)生泄漏；而局部腐蝕可能是因?yàn)楣艿婪栏g層存在破損點(diǎn)，進(jìn)而有外部電流從破損點(diǎn)流入，從另一個(gè)破損點(diǎn)流出，在流出部分發(fā)生腐蝕，最終導(dǎo)致管道的局部腐蝕穿孔。

三、結(jié)論

(1) 對(duì)于北京地區(qū)中低壓管道，防腐層類型、陰極保護(hù)情況是其腐蝕泄漏的最關(guān)鍵影響因素，對(duì)于無(wú)陰保且防腐蝕層質(zhì)量差的管道，雜散電流強(qiáng)度是管道泄漏的關(guān)鍵影響因素；

(2) 服役時(shí)間為11~18年管道的泄漏頻次最高，其次為服役26~28年的管道；

(3) 瀝青類防腐蝕層的防護(hù)效果最差；3PE防腐蝕層的防護(hù)效果最好；

(4) 無(wú)陰極保護(hù)的管道腐蝕泄漏頻發(fā)，占比95.7%；而施加有效陰極保護(hù)后，管道泄漏事件極少，說(shuō)明陰極保護(hù)對(duì)于外腐蝕控制的效果顯著；

(5) 強(qiáng)雜散電流干擾是影響管道腐蝕泄漏的影響因素之一；

(6) 現(xiàn)場(chǎng)管道腐蝕泄漏的形貌存在很大差異，說(shuō)明中低壓管網(wǎng)腐蝕泄漏的原因和腐蝕過(guò)程存在差異，具體原因有待更為細(xì)致的測(cè)試分析。

四、夢(mèng)能服務(wù)與支持

1、免費(fèi)樣品

如果您對(duì)我公司的工業(yè)重防腐油漆產(chǎn)品有需要或者申請(qǐng)樣品試用，請(qǐng)與我們的客服人員取得聯(lián)系。400-878-0506

油漆樣品適用范圍：

用于新建項(xiàng)目：驗(yàn)證油漆配套的可行性、檢驗(yàn)附著力、效果圖與實(shí)際顏色的色差。

用于維修項(xiàng)目：驗(yàn)證與舊涂層的兼容性。

用于日常修補(bǔ)：提供少量樣品用于修補(bǔ)破損處。

申請(qǐng)用量：在1KG以內(nèi)免費(fèi)送貨上門(mén)。

2、免費(fèi)打樣

如果您想看到工業(yè)重防腐油漆在產(chǎn)品上的實(shí)際應(yīng)用、外觀、性能測(cè)試，請(qǐng)與我們客服人員聯(lián)系，將樣板寄往夢(mèng)能科技營(yíng)銷部，由專業(yè)噴涂人員為樣板提供油漆打樣。

3、服務(wù)團(tuán)隊(duì)

夢(mèng)能對(duì)技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)始終進(jìn)行一系列的標(biāo)準(zhǔn)化管理，從專業(yè)培訓(xùn)到日常報(bào)告的管理都有一整套完善的體系。夢(mèng)能公司每年都會(huì)對(duì)技術(shù)服務(wù)人員進(jìn)行定期的技術(shù)培訓(xùn)和能力審計(jì)，以使每一位技術(shù)服務(wù)人員保持高水準(zhǔn)的專業(yè)素質(zhì)，每一位技術(shù)服務(wù)人員都配備先進(jìn)的涂裝檢驗(yàn)儀器，儀器設(shè)備均按規(guī)定的時(shí)間期限進(jìn)行定期校驗(yàn)，以保證每套儀器設(shè)備工作狀況良好。

4、購(gòu)買通道

零售：購(gòu)買50kg以內(nèi)，線上購(gòu)買，抖店直接下單購(gòu)買。

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