題目：燃?xì)夤艿劳飧g技術(shù)研究摘要金屬管道在燃?xì)忸I(lǐng)域運(yùn)用廣泛，強(qiáng)度和硬度方面優(yōu)于其他管材。然而金屬管道受周圍環(huán)境的影響不可避免造成腐蝕，直接關(guān)系管道使用壽命。這也是燃?xì)庑孤┑囊粋€(gè)重要原因，管道腐蝕甚至斷裂。它不僅影響安全穩(wěn)定供氣，而且極有可能引發(fā)事故對人們生命和財(cái)產(chǎn)造成損害。本研究課題是在在收集大量研究資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)階段我國防腐界的實(shí)際情況和特點(diǎn)，嚴(yán)格按照國家埋地鋼質(zhì)管道規(guī)范和相關(guān)法規(guī)進(jìn)行研究.其主要內(nèi)容有:了解腐蝕形成機(jī)理,對燃?xì)夤艿栏g與防護(hù)原理進(jìn)行分析,根據(jù)防護(hù)原理找出防腐措施。關(guān)鍵詞：燃?xì)夤艿栏g，防腐原理，防腐措施，失效目錄摘要 I第1章研究說明書 -1-1.1研究概況 -1-1.2研究規(guī)范 -2-1.3研究綱要 -3-1.4研究依據(jù) -3-1.5可能遇到的問題 -3-第2章燃?xì)夤艿栏g原理 -4-2.1燃?xì)夤艿栏g原理分析 -4-2.1.1大氣腐蝕的原理 -4-2.1.2大氣腐蝕的影響因素 -4-2.1.3土壤腐蝕的原理 -5-2.2燃?xì)夤艿栏g按過程特點(diǎn)分主要是化學(xué)和電化學(xué)腐蝕 -6-2.2.1化學(xué)腐蝕 -6-2.2.2電化學(xué)腐蝕 -7-第3章燃?xì)夤艿赖耐夥栏胧?-9-3.1燃?xì)夤艿劳飧^緣層 -9-3.1.1防腐蝕材料的基本要求 -9-3.1.2外防腐層選用原則 -10-3.1.3外防腐層的材料類型及性能 -11-第4章燃?xì)夤艿劳夥栏г蚍治?-14-4.1石油瀝青 -14-4.2煤焦油瓷漆 -14-4.3環(huán)氧煤瀝青 -15-4.4熔結(jié)環(huán)氧粉末 -15-4.5聚乙烯膠粘帶 -15-4.6三層聚乙烯 -16-第5章燃?xì)夤艿狸帢O保護(hù) -17-5.1陰極保護(hù)概述 -17-5.2陰極保護(hù)基本原理 -17-5.3陰極保護(hù)的兩種保護(hù)方式的選擇 -18-5.4陰極保護(hù)的應(yīng)用 -20-第6章陰極保護(hù)失效原因分析 -23-6.1土壤腐蝕的影響 -23-6.1.1管道鋼在土壤中的陰極極化行為 -23-6.2設(shè)計(jì)方面的原因 -24-6.2.1陰極保護(hù)設(shè)計(jì)中的數(shù)學(xué)模型精度不高還不能完全模擬實(shí)際體系。 -24-6.2.2陰極保護(hù)防止覆蓋層下的金屬的縫隙腐蝕的機(jī)理以及縫隙腐蝕極其陰極保護(hù)的數(shù)學(xué)模型等研究尚不充分。 -25-6.2.3在進(jìn)行陰極保護(hù)設(shè)計(jì)前，未對管道沿線環(huán)境進(jìn)行科學(xué)的評估 -27-6.3防腐覆蓋層故障的影響 -27-6.4施工質(zhì)量的問題 -28-6.4.1縱向?qū)щ姴贿B續(xù)性 -28-6.4.2套管的屏蔽問題 -29-6.4.3防腐覆蓋層對陰極保護(hù)電流的屏蔽問題 -29-6.4.4電滲問題 -29-6.4.5密集區(qū)的屏蔽 -30-6.5第三方破壞 -30-6.6運(yùn)行管理和維護(hù)的影響 -31-第7章結(jié)論 -33-參考文獻(xiàn) -34-謝謝 -35-第1章研究說明書1.1研究綱要1.1.1對燃?xì)夤艿栏g與防護(hù)原理進(jìn)行分析。1.1.2找出管道外防腐層設(shè)計(jì)原理極其所用的防腐材料。1.1.3對陰極保護(hù)的原理就行研究分析。1.1.4簡要分析燃?xì)夤艿婪栏г颉?.2研究依據(jù)金屬燃?xì)夤艿酪蚱涮匦詻Q定在不同的環(huán)境必然會發(fā)生氧化還原反應(yīng)是客觀存在的，而腐蝕致使改變了原有管道的特性和強(qiáng)度。此次研究查閱現(xiàn)有書籍、資料根據(jù)金屬管道在不同環(huán)境的腐蝕機(jī)理及對應(yīng)的防護(hù)措施。1.3可能遇到的問題1、查閱的防腐機(jī)理和措施方面的文獻(xiàn)資料有限，且有些文獻(xiàn)資料陳舊，以及沒有相關(guān)的資料加以借鑒、研究，而且整理不夠全面，與現(xiàn)實(shí)脫節(jié)。2、只對燃?xì)夤艿婪栏Ш唵畏治?，以自己的?shí)力沒有能力去做實(shí)驗(yàn)，并且對于管道防腐失效之后找不到相應(yīng)的應(yīng)對措施。

第2章燃?xì)夤艿栏g原理2.1燃?xì)夤艿栏g原理分析眾所周知，鐵在自然界是以鐵礦石的形式存在的，鋼鐵只能通過冶煉來生產(chǎn)。熔煉過程增加了金屬的能量，金屬吸收能量不穩(wěn)定。在自然條件下，金屬總是傾向于自發(fā)地回到低能的穩(wěn)定狀態(tài)？金屬腐蝕是指金屬在周圍介質(zhì)（最常見的是氣體和液體）的作用下，由于化學(xué)變化、電化學(xué)變化或物理溶解而發(fā)生的破壞。這一定義明確指出，金屬腐蝕是一個(gè)由金屬材料和環(huán)境介質(zhì)組成的反應(yīng)體系。從熱力學(xué)角度看，金屬腐蝕是由于金屬處于不穩(wěn)定狀態(tài)，容易與周圍介質(zhì)發(fā)生相互作用而轉(zhuǎn)變?yōu)榻饘匐x子。從腐蝕環(huán)境來看，輸氣管道的腐蝕主要是大氣腐蝕和土壤腐蝕。2.2土壤腐蝕的原理土壤腐蝕是指埋地鋼質(zhì)管道在土壤介質(zhì)作用下的腐蝕。屬于電化學(xué)腐蝕。土壤是由多相物質(zhì)組成的復(fù)雜混合物。顆粒中充滿了空氣、水和無機(jī)鹽，使土壤具有電解質(zhì)的特性，事實(shí)上，由于土壤中含有水分并具有導(dǎo)電性，金屬的腐蝕過程往往以電化學(xué)的方式進(jìn)行，腐蝕速率較快。導(dǎo)電性越好，土壤的腐蝕性越強(qiáng)。另外，大部分土壤中都存在著多種微生物，土壤微生物的代謝會參與或影響腐蝕過程。由于土壤具有腐蝕性，如果不加以保護(hù)，埋地鋼質(zhì)管道將受到腐蝕。隨著腐蝕過程的進(jìn)行，鋼管的金相組織會不斷受到破壞，強(qiáng)度會逐漸降低，直至穿孔斷裂，在干旱荒漠地區(qū)，盡管土壤含水量很低，但最終導(dǎo)致完全失效，沙漠土壤具有很強(qiáng)的腐蝕性，因?yàn)樗哂辛己玫耐笟庑裕ㄉ巴粒┖透吆}量。潮濕的土壤或少量的降雨會在短時(shí)間內(nèi)造成鋼質(zhì)管道的腐蝕破壞。

2.3電化學(xué)腐蝕防護(hù)的目的電化學(xué)腐蝕防護(hù)的目的是減緩和消除腐蝕（1）電隔離對蓄電池直流腐蝕損傷的抑制（防止蓄電池形成的措施）（2）采用排水措施抑制直流腐蝕（防止雜散電流）（3）應(yīng)采取保護(hù)措施，通過控制直流行為，保護(hù)電位范圍（保護(hù)電位范圍）內(nèi)不會發(fā)生腐蝕損傷的物體。保護(hù)電流可以通過整流裝置施加，也可以通過與犧牲金屬接觸形成電池來施加。管道腐蝕主要是金屬與腐蝕性介質(zhì)直接接觸造成的，因此保護(hù)的原則是管道不能與腐蝕性介質(zhì)接觸，以達(dá)到防腐的作用。

第3章燃?xì)夤艿劳夥栏г蚍治鋈細(xì)夤艿赖姆栏⒉皇前俜种俚哪軌蚍栏渲兴^對有些防腐技術(shù)隨著時(shí)間的推移一定會失效。如外防腐層時(shí)間長了有的會脫落，有的是被腐蝕完了。3.1石油瀝青石油瀝青抗有機(jī)溶劑、油等性能差，當(dāng)石油瀝青防腐層遇到有機(jī)溶劑和油等就要被氧化,導(dǎo)致石油瀝青的脫落,或是穿孔.從而石油瀝青就失去了防腐的作用。石油瀝青的也耐溫性差，當(dāng)遇到高溫的時(shí)候石油瀝青就會自動(dòng)溶解掉,使得防腐層出現(xiàn)穿孔或者是出現(xiàn)大面積的脫落.防腐層就失效了。石油瀝青的機(jī)械強(qiáng)度較低，受到外加的作用力時(shí)就會變形,所以易受植物根系破壞,從而防腐層就會出來不同的問題,失去防腐的作用。石油瀝青還不耐紫外線,如果燃?xì)夤艿辣┞对诳諝庵性?遇到太陽的直曬,就會溶解使其防腐層穿孔,讓防腐的功能失效。3.2煤焦油瓷漆煤焦油瓷漆耐溫性差,遇到高溫時(shí)候煤焦油瓷漆就會溶解,使煤焦油瓷漆防腐層出現(xiàn)大面積脫落或者是發(fā)生穿孔,從而防腐層失效。煤焦油瓷漆機(jī)械強(qiáng)度低,易機(jī)械損傷，受到外加作用力作用時(shí)就會發(fā)生形變使得防腐層失效。煤焦油瓷漆施不耐紫外線果燃?xì)夤艿辣┞对诳諝庵性?遇到太陽的直曬,就會溶解使其防腐層穿孔,讓防腐的功能失效。3.3環(huán)氧煤瀝青環(huán)氧煤瀝青有低溫脆性，在遇到低溫天氣時(shí)環(huán)氧煤瀝青就會由于脆性而裂開,讓其防腐層就失效了。環(huán)氧煤瀝青抗沖擊性差，當(dāng)受到外加的作用力時(shí)就會變形,所以易受植物根系破壞,從而防腐層就會出來不同的問題,失去防腐的作用。環(huán)氧煤瀝青如果燃?xì)夤艿辣┞对诳諝庵性?遇到太陽的直曬,就會溶解使其防腐層穿孔,讓防腐的功能失效。3.4熔結(jié)環(huán)氧粉末熔結(jié)環(huán)氧粉末對施工質(zhì)量要求高，在施工中對其有損害的話就有可能達(dá)不到防腐的作用,又施工的原因就造成防腐層失效。熔結(jié)環(huán)氧粉末較易機(jī)械損傷,當(dāng)受到外加的作用力時(shí)就會變形,所以易受植物根系破壞,從而防腐層就會出來不同的問題,失去防腐的作用。3.5聚乙烯膠粘帶聚乙烯膠粘帶與管道表面粘結(jié)性較差，所以管道表面和聚乙烯之間的縫隙中容易有水,空氣或其它的有腐蝕行的介質(zhì),因此管道要被腐蝕,就因?yàn)檫@個(gè)原因防腐層防腐失效。聚乙烯膠粘帶有與管道粘結(jié)性不是很好，所以有可能會出現(xiàn)脫落的情況.防腐層就其失效了。聚乙烯膠粘帶特別對管道焊縫處施工質(zhì)量有很高要求,當(dāng)焊縫不是很好時(shí)就有使烯膠粘帶不是很好的和管道表面粘結(jié)好,從而是防腐層失效。聚乙烯膠粘帶不適用地下水位底，土壤腐蝕性強(qiáng)及有風(fēng)沙地區(qū),這些自然條件就可以使起防腐層失效。3.6三層聚乙烯三層聚乙烯與管道表面粘結(jié)性較差，所以管道表面和聚乙烯之間的縫隙中容易有水,空氣或其它的有腐蝕行的介質(zhì),因此管道要被腐蝕,就因?yàn)檫@個(gè)原因防腐層防腐失效。三層聚乙烯補(bǔ)口質(zhì)量要求高,當(dāng)補(bǔ)口不是很好時(shí)就有可能有腐蝕介質(zhì)進(jìn)入,讓其失去防腐能力。

第4章燃?xì)夤艿狸帢O保護(hù)4.1陰極保護(hù)基本原理在電解質(zhì)溶液中，由于表面電化學(xué)的不均勻，形成了許多腐蝕原電池。同時(shí)，金屬離子溶解到電解質(zhì)溶液中。陰極反應(yīng)發(fā)生在陰極區(qū)，氫離子、氧分子或其他能吸收電解質(zhì)溶液中電子的物質(zhì)在陰極區(qū)進(jìn)行陰極還原反應(yīng)。例如，鋼在海水中的陰極和陽極過程如下：陽極過程：Fe–2e→Fe2+陰極過程：O2＋2H2O＋4e→4OH–2H+＋2e→H2↑可以把電解質(zhì)中腐蝕著的金屬表面設(shè)想為簡單的雙電極腐蝕原電池，如“圖5-1”所示。圖5-1雙電極原電池模型圖5-2陰極保護(hù)原理示意圖如果在金屬上施加陰極電流，金屬電位會向負(fù)方向變化，即由于施加的電流與原陰極電流方向相同，原陽極電流隨陰極電流的增大而減小，金屬的腐蝕速率減小。當(dāng)金屬表面的陰極極化達(dá)到一定程度時(shí)，陰極和陽極達(dá)到相同的電位，原電池的腐蝕被迫停止。此時(shí)，外加電流I外等于陰極電流I陰，即I陽，這就是陰極保護(hù)的基本原理“圖3-2”為陰極保護(hù)原理示意圖。4.2陰極保護(hù)的兩種保護(hù)方式的選擇陰極保護(hù)有強(qiáng)制電流和犧牲陽極兩種基本方法，這兩種方法各自特點(diǎn)如表所示。犧牲陽極與強(qiáng)制電流的比較方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)強(qiáng)制電流法1、輸出電流連續(xù)可調(diào)，可滿足較大的保護(hù)電流密度要求

2、不受環(huán)境電阻率限制

3、工程越大越經(jīng)濟(jì)

4、對管道防腐覆蓋層質(zhì)量要求相對較低

5、保護(hù)裝置壽命長1、需要可靠外部電源。

2、對臨近金屬構(gòu)筑物干擾大，特別是鋪助陽極附近。

3、需設(shè)陰極保護(hù)站，日常進(jìn)行維護(hù)管理。

4、在需要較小電流時(shí)，無法減少最低限度的裝置費(fèi)用犧牲陽極法1、不需要外部電源。

2、對臨近金屬構(gòu)筑物干擾小。

3、管理維護(hù)工作量小

4、工程費(fèi)用與保護(hù)長度成正比

5、保護(hù)電流分布均勻，利用率高。1、高電阻環(huán)境不宜使用

2、保護(hù)電流不可調(diào)

3、對覆蓋層質(zhì)量要求高

4、消耗有色金屬，需定期更換

5、雜散電流干擾大時(shí)不能使用外加電流陰極保護(hù)和犧牲陽極陰極保護(hù)都是防止地下油、氣管道腐蝕行之有效的方法。在具體工程中選用何種方式為好，應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)資料提供的現(xiàn)狀及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來確定，基本遵循下列原則：（1）是否有經(jīng)濟(jì)方便的電源：有電源時(shí)，可采用外加電流保護(hù)方式。如果沒有經(jīng)濟(jì)方便的電源，應(yīng)考慮采用犧牲陽極保護(hù)方式。（2）所需保護(hù)電流：所需保護(hù)電流較大時(shí)采用外加電流陰極保護(hù)，所需保護(hù)電流較小時(shí)可考慮犧牲陽極保護(hù)。（3）土壤電阻率高時(shí)犧牲陽極保護(hù)應(yīng)受到限制，應(yīng)采用外加電流保護(hù)方式。（4）當(dāng)管道周圍金屬結(jié)構(gòu)多且復(fù)雜，容易相互干擾時(shí)，應(yīng)采用犧牲陽極保護(hù)。（5）在雜散電流對管地電位有顯著波動(dòng)影響的地區(qū)，不宜采用犧牲陽極保護(hù)方式。（6）應(yīng)考慮可利用的自然范圍，與外部構(gòu)筑物的間距、地表面狀態(tài)、街道、河流等情況來確定選擇何種方式。（7）應(yīng)考慮線路通過區(qū)的未來發(fā)展和管道系統(tǒng)的未來擴(kuò)建。（8）綜合考慮施工成本、運(yùn)行成本和維護(hù)成本，該方法經(jīng)濟(jì)合理。（9）不存在雜散電流，又有可利用的電源，所需保護(hù)電流又不大時(shí)應(yīng)進(jìn)行綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析來確定選擇何種保護(hù)方式。第5章陰極保護(hù)失效原因分析5.1土壤腐蝕的影響5.1.1管道鋼在土壤中的陰極極化行為土壤由土壤顆粒、水和空氣組成，具有復(fù)雜的多相結(jié)構(gòu)：土壤的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)極不均勻；土壤顆粒中有大量毛細(xì)孔隙，孔隙中充滿空氣和水；土壤的固體部分可視為固定在土壤中的金屬表面，而土壤中的氣相和液相僅用于有限運(yùn)動(dòng)的計(jì)算。上述腐蝕性土壤的特性使得土壤腐蝕過程與其他電化學(xué)腐蝕具有不同的特點(diǎn)，即氧的傳遞。氧氣在溶液中通過溶液本身輸送，在大氣腐蝕中通過電解膜輸送，在土壤腐蝕中通過土壤孔隙輸送。因此，土壤中氧的轉(zhuǎn)移速率取決于土壤的結(jié)構(gòu)和濕度。在不同的土壤中，氧的入滲存在較大的差異，其變化范圍為3～5個(gè)數(shù)量級。土壤腐蝕過程中氧濃度的差異起著重要作用。在不同的土壤中，由于土壤的理化性質(zhì)和電化學(xué)腐蝕機(jī)理不同，管線鋼在土壤中的陰極極化也不同。5.1.2微生物腐蝕的影響國內(nèi)外大量文獻(xiàn)報(bào)道，在某些特定條件的特殊狀態(tài)下（如：微生物腐蝕嚴(yán)重，高溫地段，土壤污染區(qū)）對管道施加有效的陰極保護(hù)應(yīng)有特殊的要求，針對管道環(huán)境狀況，開展了管道微生物腐蝕對陰極保護(hù)的影響研究。微生物腐蝕也是電化學(xué)過程，陰極保護(hù)技術(shù)也是防止微生物腐蝕的有效方法，但是，陰極保護(hù)用于微生物腐蝕控制尚存在以下兩方面的問題：第一，微生物腐蝕都發(fā)生在生物膜內(nèi)和微生物粘泥下，生物膜和微生物沾泥對保護(hù)電流有屏蔽作用，住，阻礙了陰極電流到達(dá)電極表面，因而，往往有時(shí)測得表觀電位已經(jīng)達(dá)到了保護(hù)電位，甚至超過析氫電位，但微生物腐蝕還在發(fā)生。第二，由于微生物腐蝕的機(jī)制發(fā)生改變，陰極保護(hù)的也隨之變化，在含有SRB或不透氣的粘土中，碳鋼陰極保護(hù)的依據(jù)為—0.95V，但實(shí)踐證明是不可靠的，并且也具體的土壤環(huán)境有關(guān)。5.2設(shè)計(jì)方面的原因5.2.1陰極保護(hù)設(shè)計(jì)中的數(shù)學(xué)模型精度不高，還不能完全模擬實(shí)際體系。1、現(xiàn)在通常采用的陰極保護(hù)公式的推導(dǎo)都是認(rèn)為鋼管的電阻和防腐層電阻是常值，既管道是連續(xù)均勻電阻的導(dǎo)體；防腐層電阻在整個(gè)保護(hù)長度內(nèi)是均勻的；沿線土壤電阻率是均勻的。而實(shí)際上并不是如此的，這就不免要產(chǎn)生誤差。2、由于對陰極保護(hù)的某些組成部分缺乏深入了解，如陰極極化和氧化皮層隨時(shí)間的變化、涂層剝離后鋼材的腐蝕行為等，有必要收集足夠的科學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究。3、需要改進(jìn)計(jì)算技術(shù)，如時(shí)變信息處理和非均勻介質(zhì)處理。提高計(jì)算技巧，如在不降低系統(tǒng)復(fù)雜度的前提下，降低不重要的接觸密度，提高關(guān)鍵區(qū)域的計(jì)算精度。4、陰極保護(hù)設(shè)計(jì)中的一些參數(shù)，如陰極保護(hù)電位判據(jù)等，并沒有用模型求解。5.2.2陰極保護(hù)防止覆蓋層下的金屬的縫隙腐蝕的機(jī)理1.縫隙內(nèi)的電位和電流分布通過在底部電阻介質(zhì)中使用相對負(fù)的間隙電勢，可以保護(hù)間隙深處的金屬?？梢苑乐箽錃獾男纬?。國外的研究表明，脈沖陰極保護(hù)可以防止金屬在高電阻介質(zhì)中的縫隙腐蝕。脈沖陰極保護(hù)作為一種新技術(shù)，已在一些國家得到應(yīng)用。無論是在低阻介質(zhì)中還是在高阻介質(zhì)中，間隙中的電流分布都與以前的電位分布相同。離間隙越近，電位剃削度和極化度越大，電流越大。離間隙越遠(yuǎn)，電位剃削度和極化度越小，電流越小。2.縫隙內(nèi)化學(xué)環(huán)境的變化這樣一來，在陰極保護(hù)下縫隙內(nèi)反應(yīng)的第一個(gè)結(jié)果就是縫隙內(nèi)溶液的pH值顯著升高，從而減輕縫隙內(nèi)金屬的腐蝕。在電導(dǎo)率較低的介質(zhì)中，陰極保護(hù)可使縫隙中溶液的電導(dǎo)率提高6～7倍。此外，在陰極保護(hù)下可能發(fā)生沉淀。在間隙附近產(chǎn)生的沉淀可以使電流在間隙中重新分布，即向間隙的深度傳輸，使間隙深度的金屬得到更有效的保護(hù)。3.陰極保護(hù)防止縫隙腐蝕機(jī)理縫隙腐蝕陰極保護(hù)的機(jī)理與縫隙中介質(zhì)的電阻率和縫隙大小有關(guān)。間隙中介質(zhì)的電阻率越高，間隙的厚深比越小，間隙中介質(zhì)的歐姆電阻越大，保護(hù)電流越難穿透間隙。當(dāng)間隙中介質(zhì)的歐姆電阻較低時(shí)，保護(hù)電流會深入間隙底部，使間隙中的金屬極化到無腐蝕區(qū)域進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)間隙中介質(zhì)的歐姆電阻較高時(shí)，保護(hù)電流很難深入間隙，但陰極保護(hù)可以通過增加pH值和鈍化來防止間隙中金屬的腐蝕。4.陰極保護(hù)現(xiàn)行的技術(shù)規(guī)范和判據(jù)的局限性陰極保護(hù)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)主要是為了防止金屬的均勻腐蝕?？刂泣c(diǎn)蝕的發(fā)展。然而，陰極保護(hù)的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)必須針對涂層下的縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕開裂過程進(jìn)行調(diào)整。采用-850mv電位規(guī)范評價(jià)陰極保護(hù)的有效性可能導(dǎo)致局部嚴(yán)重的過度保護(hù)和資源浪費(fèi)。5.陰極保護(hù)參數(shù)和裝置的選取不當(dāng)陰極保護(hù)參數(shù)的選擇是設(shè)計(jì)成功的關(guān)鍵，選擇合適的裝置是陰極保護(hù)系統(tǒng)成功的保證。陰極保護(hù)設(shè)計(jì)裕度小，當(dāng)覆蓋層損壞時(shí)不能實(shí)施陰極保護(hù)。目前，我國陰極保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備種類少，適應(yīng)性差。設(shè)計(jì)人員在選擇設(shè)備時(shí)不因地制宜。因此，該設(shè)備不能在此類區(qū)域長期使用，不能增加陰極保護(hù)。5.2.3在進(jìn)行陰極保護(hù)設(shè)計(jì)前，未對管道沿線環(huán)境進(jìn)行科學(xué)的評估對管道沿線環(huán)境的科學(xué)評價(jià)是陰極保護(hù)設(shè)計(jì)成功的前提，其中包括對土壤腐蝕的評價(jià)。雜散電流腐蝕性評估和造成覆蓋層損壞的土壤條件識別。目前，我國埋地管道陰極保護(hù)設(shè)計(jì)大多沒有進(jìn)行全面的環(huán)境評價(jià)，對環(huán)境的影響也只是粗略的考慮。因此，所設(shè)計(jì)的陰極保護(hù)系統(tǒng)效果不佳。5.3防腐覆蓋層故障的影響埋地管道陰極保護(hù)技術(shù)的成功與否取決于防腐層的質(zhì)量。對于沒有涂層的金屬，只有陰極保護(hù)也能起到防腐的作用，但由于消耗巨大，不經(jīng)濟(jì)甚至不可行。對于只有防腐層的埋地管道，防腐層中的針孔和各種損傷會影響防腐效果，大陰極和小陽極的腐蝕電池作用會迅速造成穿孔損傷。陰極保護(hù)時(shí)，保護(hù)電流主要進(jìn)入這些針孔缺陷和損傷中起防腐作用。采用防腐涂層可以大大減少金屬外露表面積，大大降低所需的陰極保護(hù)電流密度，大大擴(kuò)大保護(hù)范圍。這里的防腐層故障是指廣義故障，即兩個(gè)陰極保護(hù)站之間管段的整個(gè)防腐層的絕緣電阻小于防腐層的極限電阻，兩個(gè)陰極保護(hù)站提供的最大保護(hù)電流不能滿足陰極保護(hù)電位標(biāo)準(zhǔn)。在這種情況下，故障發(fā)生。防腐層失效有三個(gè)因素。一是防腐層整體性能老化，導(dǎo)致絕緣電阻下降；二是防腐層施工質(zhì)量差，達(dá)不到設(shè)計(jì)要求；三是管理部門放松對防腐層的管理，而且長時(shí)間不去撿補(bǔ)防腐層，導(dǎo)致防腐層的損傷點(diǎn)越來越多。由于防腐層失效，對強(qiáng)制電流陰極保護(hù)參數(shù)進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，確保管道陰極保護(hù)率達(dá)到100%。但由于部分管段防腐層失效嚴(yán)重，要達(dá)到100%的陰極保護(hù)率，必須提高陰極保護(hù)電位。高的陰極保護(hù)電位使管道發(fā)生析氫反應(yīng)，不僅使管道脆化，而且加劇了防腐層的老化和剝落，形成惡性循環(huán)。對于多孔土層，由于其自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，陰極保護(hù)對其性能有不同的影響。因此，這類涂料與陰極保護(hù)的結(jié)合應(yīng)用應(yīng)著重于平衡點(diǎn)的確定。涂層應(yīng)能有效降低陰極保護(hù)所需的電流，電流分布應(yīng)均勻；同時(shí)陰極保護(hù)應(yīng)能彌補(bǔ)涂層的缺陷而不引起涂層剝落。5.4施工質(zhì)量的問題5.4.1縱向?qū)щ姴贿B續(xù)性由于施工隊(duì)伍水平低，責(zé)任心差，陰極保護(hù)系統(tǒng)人為不連續(xù)，無法形成保護(hù)回路。5.4.2套管的屏蔽問題當(dāng)管道穿越公路、鐵路時(shí)，往往需要將輸送管道置于套管內(nèi)，為管道提供附加保護(hù)，這是管道施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。套管材料有鋼套管和混凝土套管兩種，在施工中會出現(xiàn)。理想的套管穿越方式應(yīng)該是干燥無水的，但實(shí)際調(diào)查表明，絕大多數(shù)套管內(nèi)充滿水和土顆粒，使套管內(nèi)介質(zhì)形成小的腐蝕環(huán)境。當(dāng)管道穿越公路、鐵路時(shí)，往往需要將輸送管道置于套管內(nèi)，為管道提供附加保護(hù)，這是管道施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。套管材料有鋼套管和混凝土套管兩種，在施工中會出現(xiàn)。理想的套管穿越是套管干燥無水。但實(shí)際調(diào)查表明，大部分套管內(nèi)充滿水和土顆粒，使套管內(nèi)介質(zhì)形成小的腐蝕環(huán)境。1.輸送管與套管之間沒有電氣連接：外部陰極保護(hù)電流的電力線受到套管的屏蔽作用而達(dá)不到保護(hù)電位，輸送管繼續(xù)腐蝕。2.輸送管與套管之間有電氣連接：原因是施工穿管時(shí)防腐覆蓋層磨破而露鐵與套管發(fā)生短接，套管內(nèi)與輸送管外形成較大的電位差，而加速腐蝕。解決方法：一是對套管內(nèi)應(yīng)考慮單獨(dú)的陰極保護(hù)方式；二是采用無套管穿越施工；三是在套管處安裝測試樁，監(jiān)測套管的絕緣狀態(tài)。5.4.3防腐覆蓋層對陰極保護(hù)電流的屏蔽問題由于施工質(zhì)量的問題，管道防腐覆蓋層與鋼管表面“脫皮”現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，形成空殼造成電屏蔽效應(yīng)，使陰極保護(hù)有效性受到威脅。5.4.4電滲問題電滲可能發(fā)生在受保護(hù)的地下管道上或接地陽極裝置附近。特別是當(dāng)土壤在粘土中時(shí)，陽極周圍的粘土變得干燥，其導(dǎo)電性顯著降低。這是由于電流從地球流入土壤的影響，并且可以擴(kuò)散到遠(yuǎn)離陽極的地方。在被保護(hù)管道段的陰極區(qū)有時(shí)也發(fā)生上述類似的情況，當(dāng)管道上的負(fù)電位過大的時(shí)也會發(fā)生電滲現(xiàn)象。施工時(shí)對陽極接地埋設(shè)位置選取不當(dāng)或接地處土壤未進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?，都可能發(fā)生電滲現(xiàn)象。5.4.5密集區(qū)的屏蔽在密集區(qū)的管線可能會遇到一種屏蔽形式，既附近地下金屬結(jié)構(gòu)物密集而發(fā)生屏蔽。每一個(gè)類似密集區(qū)的具體條件決定前述的屏蔽作用是否嚴(yán)重。如果所有的管線覆蓋層完好，并且無其他的地下金屬結(jié)構(gòu)與被保護(hù)的管線電性連接，屏蔽作用可能并不重要，在這重條件下，被保護(hù)管道容易極化且密集內(nèi)大地中流動(dòng)的電流不足以很大程度地改變大地本身的電位。可是像輸氣站那樣的區(qū)域，管線可能也戰(zhàn)場內(nèi)的接地系統(tǒng)，鋼筋混凝土基礎(chǔ)，其它基地管線，水管等有電性接觸，那么流到這些區(qū)域的總電流可能在該區(qū)域足以引起電位梯度，這將引起上面所描述的屏蔽作用。如果所有管線都使用裸管，這種屏蔽作用是非常嚴(yán)重的。在密集區(qū)屏蔽作用出現(xiàn)的地方，實(shí)際上不可能使用遠(yuǎn)地床陰極保護(hù)系統(tǒng)，可使用近陽極來維持陰極保護(hù)。那些陽極必須在整個(gè)密集區(qū)內(nèi)分布，陽極布置方式應(yīng)滿足陽極周圍的影響足夠重疊，以便在整個(gè)相互連接的結(jié)構(gòu)上建立起保護(hù)電位。5.5第三方破壞第三方是指非管道管理部門的人員。第三人損害不是第三人故意對管道造成的損害，而是第三人在從事其他活動(dòng)過程中，由于不知道管道在地下的確切位置或忽視燃?xì)夤艿赖奈ｋU(xiǎn)而造成的管道損害。管道管理者必須采取措施減少第三方損壞其管道設(shè)施的可能性。應(yīng)采取何種措施取決于管道系統(tǒng)損壞的程度和損壞機(jī)會的頻率。管道設(shè)計(jì)人員和管理人員會影響第三方損害造成的風(fēng)險(xiǎn)。管道被第三方破壞的可能性主要取決于管道周圍可能存在的干擾因素和地面活動(dòng)的程度?？赡艿母蓴_因素包括：各種挖掘設(shè)備；拍攝設(shè)備；機(jī)動(dòng)車通行；列車、地震；電話線；河道挖掘機(jī)械。影響干擾方進(jìn)入管道的因素包括：覆蓋層的厚度；覆蓋層的性質(zhì)；人為障礙物；自然障礙物；是否有管道標(biāo)志；管道狀況；線路檢查的頻率和質(zhì)量；報(bào)告受到威脅時(shí)的響應(yīng)時(shí)間。地面活動(dòng)的活躍程度主要取決于：人口密度；附近的建筑活動(dòng)；火車或機(jī)動(dòng)車輛的接近程度和吞吐量；以及通信。由于管道標(biāo)志不明顯，管道沿線有違章建筑，或由于城市規(guī)模擴(kuò)大，許多管道沿線的區(qū)域級別發(fā)生了變化。隨著區(qū)域水平的提高，管道周圍人員活動(dòng)、建筑施工、公路建設(shè)等活動(dòng)逐漸頻繁，可能對管道防腐層和陰極保護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生影響。5.6運(yùn)行管理和維護(hù)的影響1.基層防腐工作人員的技術(shù)力量薄弱由于企業(yè)調(diào)整，人員變動(dòng)較大，或因工作需要，原防腐工或防腐技術(shù)人員從事其它崗位的工作，目前防腐管理人員力量薄弱，造成陰極保護(hù)管理不到位或管理不善，導(dǎo)致管線陰極保護(hù)效果不好。2.埋地管道與金屬搭接3.設(shè)備維護(hù)和保養(yǎng)不力，造成陰極保護(hù)設(shè)備壽命下降。4.陰極保護(hù)系統(tǒng)的監(jiān)測水平不好，效率下降，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，以至故障的判斷和排除比較困難。[7]總之，埋地管道陰極保護(hù)系統(tǒng)失效的原因比較復(fù)雜，針對不同的陰極保護(hù)系統(tǒng)必須進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，監(jiān)測和理論分析，并結(jié)合室內(nèi)模擬實(shí)驗(yàn)，才能找到失效的真正原因，從而改進(jìn)陰極保護(hù)系統(tǒng)以提高陰極保護(hù)率。

第6章結(jié)論本文通過對有關(guān)燃?xì)夤艿婪栏g工程資料的整理、分析，得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：1.外涂層的使