???? 摘要: 本文簡要介紹了陰極保護技術(shù)在保護城市燃氣管線方面的作用；詳細敘述了北京市天然氣管網(wǎng)陰極保護技術(shù)的應(yīng)用情況和取得的實際效果；對陰極保護技術(shù)在城市燃氣管網(wǎng)中應(yīng)用的技術(shù)難點進行了系統(tǒng)的分析；對該技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用、系統(tǒng)的檢測維護和運行管理等方面提出了建議。

???? 關(guān)鍵詞: 燃氣 管線 陰極保護

???? 1 前 言

　　天然氣是一種公認的清潔高效優(yōu)質(zhì)的能源，隨著我國西氣東輸工程和四川盆地天然氣輸送兩湖工程的實施，城市燃氣在工業(yè)和民用領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。為了加快發(fā)展天然氣工業(yè)，必然要加快天然氣管道的建設(shè)。如何建設(shè)好結(jié)構(gòu)合理、安全可靠的長江中下游城市燃氣管網(wǎng)是我國燃氣行業(yè)的重要課題。
　　由于土壤對管道的腐蝕、管內(nèi)輸送介質(zhì)的腐蝕、防腐層的缺陷和早期技術(shù)的限制，我國大部分在役城市燃氣管線只采用了涂覆層而未采用陰極保護措施，使早期投入使用的燃氣管線頻繁發(fā)生腐蝕穿孔泄漏事故，導(dǎo)致管線經(jīng)常出現(xiàn)非計劃維修或更換，嚴重影響燃氣管網(wǎng)的安全運行，縮短了管線的使用壽命，造成了較大的經(jīng)濟損失。
　　實踐證明，城市燃氣管線外防腐措施采用涂覆層加陰極保護的所謂“雙保護技術(shù)”是有效的，管線安全性得到了更可靠的保證，管線使用壽命延長一倍以上，事故明顯減少，經(jīng)濟效益得到很大提高。
　　近十年來，北京市天然氣新舊管線在陰極保護技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用領(lǐng)域取得了豐碩的成果，對加強首都燃氣管網(wǎng)建設(shè)，提高在役管網(wǎng)的安全性做出了較大的貢獻。

2 陰極保護技術(shù)在北京天然氣管網(wǎng)中的應(yīng)用

　　北京市目前擁有5000km天然氣鋼質(zhì)管道，部分已進入腐蝕事故多發(fā)期。如：1996年，學院路和第二外國語大學兩段中壓管道出現(xiàn)電化學腐蝕穿孔泄漏；1997年，亞運村和中央黨校等地區(qū)的中低壓管道多次發(fā)生電化學腐蝕穿孔；1998年，小關(guān)北路，高瀾大廈一酒仙橋調(diào)壓站中壓管道多次發(fā)生電化學腐蝕泄漏事故。北京市燃氣管網(wǎng)腐蝕穿孔泄漏發(fā)生率逐年呈上升趨勢，是影響管網(wǎng)安全運行的主要危害之一[2]。
　　為了加強燃氣管網(wǎng)的腐蝕控制，有效防止電管道發(fā)生電化學腐蝕穿孔，提高管網(wǎng)運行的安全性，延長管道的使用壽命，原北京市天然氣公司于1997年行文規(guī)定：(1)所有新建高中壓天然氣鋼質(zhì)管道必須實施防腐層加陰極保護的“雙保護措施”；(2)在役高中壓鋼質(zhì)管道必須有計劃分步驟追加陰極保護。
　　北京市于1997年對所有新建高中壓約150km天然氣管道全部采取陰極保護措施，對中關(guān)村—王四營35km高壓管道進行陰極保護技術(shù)改造。1998年—2003年北京600多km新建天然氣高中壓管道全部采用涂層加陰極保護措施；對機場路、清河地區(qū)、西八里莊地區(qū)、西山地區(qū)、大興地區(qū)等中壓管道約260km進行陰極保護技術(shù)改造。
　　近十年來，原北京市公用局和現(xiàn)北京市燃氣集團的各級領(lǐng)導(dǎo)對燃氣管網(wǎng)采用先進的陰極保護技術(shù)給予高度重視和大力支持，使北京所用高壓和部分中壓燃氣管道應(yīng)用了陰極保護技術(shù)，保護總長度達到1200余km。六年來，所有采用陰極保護的燃氣管道從未發(fā)生電化學腐蝕穿孔泄漏，為首都天然氣管網(wǎng)安全運行提供了可靠的保障，并節(jié)約了大量的搶修和維修費用，有效延長了管道的使用壽命，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

3 陰極保護技術(shù)在城市燃氣管線中應(yīng)用技術(shù)難點分析

　　陰極保護技術(shù)雖然是一種比較成熟的技術(shù)，但是由于城市地下管線縱橫交錯、電氣化程度高、雜散電流分布不均、土壤類型多樣、管道外防腐層種類多樣且性能各異，導(dǎo)致陰極保護技術(shù)在燃氣管道上應(yīng)用存在一定的技術(shù)難度。其技術(shù)難點主要表現(xiàn)在以下幾個方面：
3．1 陰極保護設(shè)計前期調(diào)研
　　根據(jù)陰極保護設(shè)計規(guī)范的要求，在設(shè)計前必須對管道沿線的土壤種類、土壤腐蝕性、地下水位、雜散電流的分布、管道自然電位等參數(shù)進行詳細的測試和分析。目前，大多數(shù)燃氣設(shè)計單位沒有防腐設(shè)計部門和防腐專業(yè)技術(shù)人員，使將陰極保護設(shè)計數(shù)據(jù)進行科學分析這項工作存在相當?shù)碾y度。
3．2 陰極保護方式的選擇
　　陰極保護方式有犧牲陽極保護法和外加電流保護法兩種形式。這兩種保護方式的選擇需要考慮到被保護的管道的涂層狀況、管道沿線土壤的腐蝕性、是否對相鄰地下管道或金屬構(gòu)筑物構(gòu)成破壞、陰極保護的經(jīng)濟性等因素。由于城市地下管道縱橫交錯，如果采用外加電流保護法，由于保護電流較大，所形成的電流回路會加速對未采用陰極保護的相鄰管道造成電化學腐蝕。另外，城市燃氣管網(wǎng)的建設(shè)是分期分批進行的，每次建設(shè)的距離十分有限，對每段都單建一個保護站也是十分不經(jīng)濟的。而犧牲陽極保護法對臨近管道影響較小，對短距離的管線來說非常經(jīng)濟，施工非常方便。因此，根據(jù)城市燃氣管網(wǎng)的建設(shè)特點并考慮到盡量減少對其他管道的影響，宜采用犧牲陽極法對其實施陰極保護。距城區(qū)較遠的長距離外環(huán)燃氣管道，在不影響其它周圍金屬構(gòu)筑物的前提下，采用外加電流保護方式是可行的，也經(jīng)濟實用。
3．3 管道破損點的補口
　　安裝管道線、陽極和絕緣裝置時，必須對管道涂層進行破壞，使原有防腐涂層失去了連續(xù)性。如果補口材料、技術(shù)和工藝不過關(guān)，那么涂層破損處就是一個非常危險的腐蝕源。在選擇補口材料時，必須選用與原防腐層相容性極好的補傷材料，主要是補傷材料的里層與原防腐層的外層要有非常好的粘結(jié)力。補口技術(shù)和工藝是保證補口質(zhì)量的關(guān)鍵，一般施工現(xiàn)場的設(shè)備和環(huán)境不如工廠好，因此在實施前必須通過反復(fù)試驗確定補口方法和工藝流程。補口的防腐級別應(yīng)在原涂層防腐級別的基礎(chǔ)上加強一級。