地下輸水管網(wǎng)腐蝕狀況分析
摘要：對儀征化纖廠地下輸水管網(wǎng)腐蝕狀況及土壤腐蝕性進行了調(diào)查和檢測 結(jié)果表明地下輸水管網(wǎng)處于中強腐蝕環(huán)境介質(zhì)中 部分管網(wǎng)涂層出現(xiàn)破損 局部腐蝕泄漏。土壤電阻率低及雜散電流干擾是 影響 地下管網(wǎng)腐蝕的重要因素。
關(guān)鍵詞：地下輸水管網(wǎng) 腐蝕 雜散電流
儀征化纖地下管網(wǎng)分兩期施工，一期工程自1984年3月投用，至今已運行17年之久，腐蝕 問題 日趨嚴重，漏點逐年增多。2000年底對廠區(qū)中心干道、經(jīng)1～經(jīng)5路地下輸水管網(wǎng)中的生產(chǎn)水(SS)、生活水(SH)、低硅水(SE)、消防水(SF)管段的腐蝕狀況及土壤腐蝕性進行了調(diào)查、檢測和 分析 。
1 調(diào)查與分析
1.1 土壤理化性質(zhì)
主要測定了儀征化纖廠區(qū)土壤的電阻率、氧化還原電位、pH值、含鹽量、氯離子和硫酸根含量。取土樣21處，測試數(shù)據(jù)125個，測試結(jié)果見表1。
由表1可見，在所有影響因素中土壤電阻率的影響最大。通常將腐蝕介質(zhì)的電阻率作為衡 量其腐蝕程度的重要指標之一。一般認為土壤的電阻率越高腐蝕程度就越低，反之腐蝕程度就越高。根據(jù) 參考 文獻 [1～3]中的有關(guān)評價指標可判斷儀化廠區(qū)土壤屬中強腐蝕環(huán)境。
1.2 管地電位
考慮管線屬在役管道，不允許破壞性檢驗和大規(guī)模開挖，故管地電位的測量是利用各管系的閥門井、消防栓，采用高阻抗數(shù)字萬用表和便攜式銅/飽和硫酸銅參比電極逐段選點進行的。測試數(shù)據(jù)58個，結(jié)果見圖1。
由圖1可見，管地電位在-444～-709mV之間，與管道 自然 電位(-650mV)相比，大部分電位正移，其中-650～-550mV的占50%、大于-550mV的占47%，表明儀化廠區(qū)大部分管道的管地電位處于易受腐蝕侵害的數(shù)據(jù)區(qū)。
| 土壤電阻率(Ω·m) | pH值 | 氧化還原電位(mV) | 氯離子(%) | 硫酸根(mg/L) | 含鹽量(%) |
| 9.4 | 7.2 | 410 | 0.00362 | 6.0 | 0.016 |
| 15.1 | 7.1 | 336 | 0.00234 | 12.8 | 0.025 |
| 5.0 | 7.0 | 347 | 0.00341 | 5.8 | 0.025 |
| 26.4 | 7.0 | 451 | 0.00383 | 13.0 | 0.045 |
| 28.9 | 6.7 | 433 | 0.00256 | 6.2 | 0.029 |
| 28.9 | 6.8 | 427 | 0.00405 | 9.2 | 0.038 |
| 36.4 | 6.6 | 433 | 0.00341 | 18.4 | 0.035 |
| 15.1 | 6.9 | 470 | 0.00383 | 28.2 | 0.028 |
| 37.7 | 6.9 | 355 | 0.00341 | 22.8 | 0.059 |
| 52.8 | 7.3 | 423 | 0.00234 | 13.4 | 0.063 |
| 22.6 | 6.2 | 451 | 0.00426 | 11.0 | 0.025 |
| 26.4 | 6.9 | 403 | 0.00405 | 11.6 | 0.026 |
| 35.2 | 6.8 | 453 | 0.00256 | 22.6 | 0.026 |
| 31.4 | 6.5 | 333 | 0.00383 | 4.0 | 0.033 |
| 35.8 | 6.5 | 345 | 0.00405 | 5.0 | 0.016 |
| 21.4 | 7.8 | 468 | 0.00234 | 6.2 | 0.016 |
| 33.9 | 6.6 | 519 | 0.00320 | 17.8 | 0.026 |
| 22.1 | 6.7 | 366 | 0.00383 | 17.4 | 0.026 |
| 21.4 | 6.6 | 340 | 0.00426 | 23.0 | 0.031 |
| 30.2 | 6.8 | 400 | 0.00314 | 9.0 | 0.013 |
| 24.5 | 6.8 | 0.00405 | 5.8 | 0.043 |
1.3 防腐層狀況
① 漏點
用SL-5型地下管道探測檢漏儀定性檢測管線約26km。測試結(jié)果：低硅水管段沒發(fā)現(xiàn)漏點;消防水2條管段局部有漏點，占總檢測管段的20%(檢測10條管段);生活水有漏點的管段6條，占總檢測管段的35%(檢測17條管段);生產(chǎn)水有漏點的管段6條，占總檢測管段的40%(檢測15條管段)。
另外，測試中發(fā)現(xiàn)管段漏點集中在與輸電線平行的經(jīng)1北、經(jīng)2、經(jīng)3北和滌綸三廠門前。
② 管網(wǎng)涂層絕緣電阻值
管道防腐層絕緣電阻是衡量防腐層質(zhì)量的重要參數(shù)，防腐層絕緣電阻越高，其屏蔽防護效果越好。
用英國雷迪RD433PDL-2埋地管線測試儀，采用雙頻(512、8192Hz)管中電流法重點檢測有漏點和漏段管段的防腐涂層狀況，并抽測了部分無漏點管段， 計算 了1442m管段涂層絕緣電阻值，計算結(jié)果見表2。
| 管線類型 | 位置 | 管段距離(m) | 涂層絕緣電阻值(Ω·m2) |
| 生活水 | SH38閥向西 | 5～15 | 29 |
| SH38閥向西 | 15～163.5 | 4560 | |
| SH38閥向西 | 207～292 | 12215 | |
| SH99閥向南 | 125～210 | 720 | |
| SH33閥向北 | 20～40 | 60 | |
| SH33閥向南 | 60～165 | 1140 | |
| SH33閥向西 | 20～113 | 964 | |
| SH59閥向北 | 63～113 | 433 | |
| 生活水 | SS83閥向東 | 15～75 | 57 |
| 消防水 | SF15閥向東 | 15～198 | 156 |
| 低硅水 | SE4閥向北 | 100～155 | 22 000 |
| SE4閥向北 | 155～180 | 8382 | |
| SE4閥向北 | 180～240 | 22 000 |
通過對表2中的涂層絕緣電阻值與防腐層漏點檢測結(jié)果進行比較可知：
a.如果防腐層無漏點，則涂層絕緣電阻可達到良級以上[4、5]，如在低硅水管段中沒發(fā)現(xiàn)漏點，所測絕緣電阻值分別為22 000、8 382Ω·m2，SH38閥向西207～292m管段的絕緣電阻值為12215Ω·m2。
b.如防腐層局部有漏點則使絕緣電阻大大降低，其程度與破損面積有關(guān)，面積愈大絕緣電阻愈低，如SH38閥向西5～15m管段的絕緣電阻為29Ω·m2,經(jīng)挖土驗證，局部管道破損面積為110cm2(44 cm×2.5cm)。
1.4 雜散電流干擾狀況
用電位梯度法測定了中心干道7個部位雜散電流干擾狀況，測試結(jié)果見圖2。
按石油部有關(guān)規(guī)定[6]，當管道附近土壤電位梯度>0.5mV/m時則確認為直流干擾，當管道附近土壤電位梯度>2.5mV/m時，管道應及時采取直流排流保護或其他防護措施。
圖2中所測的7個位置，SH33、SH1點電位梯度<0.5mV/m，表明干擾較小;SH38及SS6南北方向、SH123東西方向、SS83及SH8兩個方向都有雜散電流的干擾，但SH8東西方向的干擾要大于南北方向，SH38處電位梯度最高，其次是SS6(5號路口)點、SH8點(4號路口)和SS83點(1號路口)。
另外檢測中還發(fā)現(xiàn)埋地高壓電纜距輸水管道較近，經(jīng)查看電纜走向圖發(fā)現(xiàn)涂層出現(xiàn)漏點的管段，其走向都和高壓電纜平行， 分析 認為埋地管網(wǎng)的腐蝕除了土壤介質(zhì)環(huán)境的作用外，雜散電流也是主要的 影響 因素[3]。故地下鋼管或建筑物與電力線的埋設距離一定 要符合有關(guān)標準，以免帶來隱患。對于已埋設管道，特別是距輸電線路平行間距小、平行段較長等管段應重點監(jiān)測。
2 結(jié)論
① 儀化廠區(qū)降水充沛、氣候潮濕、地下水位較高，導致土壤電阻率偏低，從而使金屬管體的腐蝕速率遠高于干燥地區(qū)，地下管網(wǎng)基本上處于中強腐蝕性土壤環(huán)境中。
② 廠區(qū)存在雜散電流干擾，且其受平行于管線的輸電線路影響較大。
③ 儀化廠區(qū)管網(wǎng)管地電位測試結(jié)果表明，大部分管道的管地電位正向偏移，處于易受腐蝕侵害的數(shù)據(jù)區(qū)。
④ 生產(chǎn)水、生活水系統(tǒng)管道漏點較多，占所檢測管段的35%以上，消防水系統(tǒng)管道局部有漏點，低硅水系統(tǒng)管道涂層質(zhì)量較好，未發(fā)現(xiàn)漏點。管道投用已達17年，已發(fā)生的腐蝕狀況 和泄漏統(tǒng)計說明涂層開始進入老化期，處于事故的多發(fā)階段，少數(shù)涂層已喪失防護能力。
參考 文獻 ：
[1]胡士信.陰極保護工程手冊[M].北京：化學 工業(yè) 出版社，1999.
[2]王強.地下金屬管道的腐蝕與陰極保護[M].西寧：青海人民出版社，1984.
[3]米棋.管道防腐蝕手冊[M].北京： 中國 建筑工業(yè)出版社，1994.
[4]日本電氣學會.電蝕土壤腐蝕手冊[M].コロナ出版社，1997.
[5]SY/T 5918—94，埋地鋼質(zhì)管道瀝青防腐層大修理技術(shù)規(guī)定[S].
[6]SY/T 0017—96.埋地鋼質(zhì)管道直流排流保護技術(shù)標準[S].
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