1.1電化學腐蝕方法

城市燃氣鋼管多埋在地下，腐蝕多伴隨接觸土壤。因此，有必要掌握土壤腐蝕環(huán)境。土壤作為一種混合物，包括固體、液體和氣體。土壤中的膠體周圍有一些陰離子電荷。如果水滲入土壤，土壤相當于一些多相電解質，具有一定的腐蝕性。當接觸金屬鋼管時，會發(fā)生電化學反應，腐蝕鋼管。

土壤中電化學反應對城市燃氣鋼管的腐蝕分為宏電池和微電池腐蝕兩類。宏電池腐蝕主要發(fā)生在兩種土壤邊界。當金屬鋼管同時分布在兩種土壤中時，很容易在土壤邊界產(chǎn)生較大的腐蝕現(xiàn)象，這種電池腐蝕的陰陽極區(qū)域更為明顯，如氧濃度差、鹽濃度差等腐蝕。微電池腐蝕主要發(fā)生在金屬表面，其原因主要分為兩種，一種是由于土壤中的物質結構差異較大，另一種是由于鋼管本身的結構差異較大。

1.2電化學腐蝕機理

金屬鋼管接觸到兩種不同類型的土壤，在兩個界面上產(chǎn)生不一致的電位，導致金屬上的兩個電位差，土壤是導電材料，容易為腐蝕性宏電池提供電路。因此，當金屬發(fā)生宏電池腐蝕時，由于金屬上的電位差。由于土壤結構的差異，不同物質的接觸也有特定的結構和形式，宏電池腐蝕發(fā)生范圍廣泛，復雜性高。根據(jù)中國社會科學院的實驗，宏電池對金屬物體具有較強的腐蝕性，一般為微電池腐蝕強度的10倍，由于宏電池腐蝕多發(fā)生在土壤結構的不同部位，多屬于局部區(qū)域的腐蝕，容易產(chǎn)生氣體鋼管穿孔。與宏電池腐蝕相比，微電池腐蝕強度小，分布均勻，陰陽極區(qū)域不明顯，對城市氣體鋼管的腐蝕性不強。

1.3氧濃差電池

城市燃氣鋼管埋在結構不同的土壤中時，由于土壤密度不同，通風條件不一致。接觸通風良好的土壤鋼管的電位相對較高，在形成的氧濃差電池中充當陰極區(qū)域，腐蝕緩慢，接觸通風不良的土壤鋼管的電位相對較低，在形成的氧濃差電池中充當陽極區(qū)域，腐蝕速度較快

更快。因此，氧濃差電池是城市燃氣鋼管腐蝕的重要因素。

例如，埋在土壤密度較小的綠化帶下的鋼管相當于埋在富氧環(huán)境中，因為它們周圍的水和溶解氧量很大。埋在土壤密度較高的水泥路下的鋼管相當于埋在貧氧環(huán)境中，因為周圍環(huán)境干濕。氧濃度差電池形成在兩種土壤交界處的鋼管周圍，缺氧表面作為所謂的陽極區(qū)域，會產(chǎn)生腐蝕。形成的氧濃度差電池是通過導致鋼管表面陰極和陽極的不同電流密度，從而產(chǎn)生腐蝕自催化過程，減少缺氧陽極附近土壤PH值，即氯離子濃度濃度，損壞鋼管的氧化膜。根據(jù)上述分析，氧濃度差電池的形成對管道安全構成了嚴重的隱患和威脅。

2.1絕緣層防腐法

該方法的目的是抑制腐蝕電流，從而增加氣體鋼管與土壤之間的等效電阻。目前，瀝青材料作為鋼管的絕緣層更有效、更主流，具有良好的防腐效果。實施絕緣層腐蝕法，需要確定鋼管的腐蝕絕緣等級，絕緣等級受土壤電阻率的影響。因此，防腐的關鍵施工是能否準確測量土壤的電阻率。

2.2加電源陰極保 **

城市燃氣鋼管的腐蝕主要是由其外壁的防腐絕緣層損壞引起的，絕緣層保護不能從根本上防止物理損壞。因此，目前電氣保護 的使用更多** 結合絕緣層保護的方法。

所謂電保 ** ，其原理是使金屬鋼管均勻地作為陰極區(qū)域來抑制腐蝕，因此，電保 ** 又稱陰極保 ** 通常分為外加電源陰極保 兩種** 和犧牲陽極的陰極保 ** ** ，需要連接電源負極和鋼管，正極和接地陽極，其保護電流從電源正極到輔助陽極，然后從土壤到鋼管，最后回到電源負極。受保護的金屬仍然是地面電池中的陰極，其表面只有恢復反應，不會再發(fā)生金屬離子的氧化反應，從而抑制腐蝕。

值得注意的是，在外部電源的保護方法中，有兩個概念：最小和最大的保護電位。最小保護電位是鋼管受陰極保護的最低電位，受土壤腐蝕的影響。在城市燃氣鋼管中，最小電位主要選擇正確的-0.85V。最大保護電位一般選擇-1.30V左右。

2.3犧牲陽極的陰極保 **

雖然外部電源對鋼管有很強的保護作用，但由于沒有保護電流的輸入，鋼管附近的金屬和設備將被等效為陽極而損壞。因此，在城市燃氣鋼管保護中，經(jīng)常使用犧牲陽極的陰極 ** ，以保護鋼管周圍的其他金屬管道。通常，比燃氣鋼管電極電位更負的金屬與燃氣鋼管相連，形成原電池。此時，陽極由電位相對于燃氣鋼管的負金屬等效，腐蝕將轉移，陰極得到有效保護。常用鎂、鋁、鋅等合金作為犧牲陽極的材料，其電流輸出對燃氣鋼管有較好的保護效果。

3.城市燃氣陰極保護相關規(guī)范

《城市燃氣埋地鋼管腐蝕控制技術規(guī)程》規(guī)定：

(1)城市燃氣埋地鋼管必須采用防腐層進行外保護。

(2)新建高壓、次高壓、公稱直徑≥100mm中壓管道和公稱直徑≥200mm的低壓管道必須采用防腐層輔以陰極保護的腐蝕控制系統(tǒng)。管道運行期間陰極保護不應間斷。

(3)防腐管回填后，必須檢查防腐層的完整性。

(4)新管道的陰極保護設計和施工應與管道的設計和施工同時進行，并投入使用。

3.22陰極保護方案確定原則

陰極保護應遵循以下原則：

(1)犧牲陽極用于城市管網(wǎng)和短距離管道。

(2)長距離輸送管道采用外加電流。

(3)城市燃氣管道外加電流盡量采用深井陽極系統(tǒng)，最好采用恒電流控制。

(4)避免干擾其他管道，統(tǒng)一考慮新建管道和舊管道。

3.3陰極保護合格標準

實施陰極保護的合格標準為：

(1)保護電位為-850mV(相對于Cu/CuSO4飽和參數(shù)電極)或更負。

(2)陰極化電位不小于1000mV。

(3)土壤中含有硫酸鹽還原菌，硫酸根含量大于0.5%時，保護電位應達到-950mV(相對于Cu/飽和CuSO4)或更負。

(4)最大保護電位的限制應根據(jù)覆蓋層環(huán)境確定，一般可取-1.5V(相對于Cu/飽和CuSO4)。

目前，大多數(shù)城市的燃氣管道仍采用傳統(tǒng)的絕緣層防腐方法來抑制鋼管的腐蝕。這種方法不僅可靠性差，而且一旦發(fā)生物理損傷，就很容易直接出現(xiàn)穿孔腐蝕。相比之下，陰極 ** 和絕緣層保護 ** 合作可以最大限度地降低管道的維護成本，提高防腐效果，從而改善供氣環(huán)境，延長管道的使用壽命，使燃氣管道經(jīng)濟可靠運行。