【正文】 如果被保護(hù)結(jié)構(gòu)的電位太負(fù)，超過最大保護(hù)電位，不僅會造成電能的浪費(fèi)，而且還可能由于被保護(hù)結(jié)構(gòu)表面析出氫氣，造成表面涂層嚴(yán)重剝落或?qū)е陆饘贇浯?，即出現(xiàn)過保護(hù)的情況，美國腐蝕工程師協(xié)會（ NACE）在《埋地和水下金屬管道外部腐蝕控制推薦規(guī)范》RP0169(1983)的標(biāo)準(zhǔn)中，對陰極保護(hù)準(zhǔn)則做出了某 些規(guī)定，對于天然水和土壤中的鋼和鑄鐵構(gòu)筑物，規(guī)定保護(hù)電位至少因?yàn)?（相對于飽和 Cu/CuSO4 參比電極，天然氣長輸管道的腐蝕與防護(hù)措施 15 即 SCSE），最大保護(hù)電位則根據(jù)環(huán)境而定，對于天然氣管道而言一般應(yīng)為 （相對于飽和 Cu/CuSO4 參比電極，即 SCSE） [4]。 陰極保護(hù)的兩種方法 根據(jù)提供極化電流的方法不同，陰極保護(hù)可以分為犧牲陽極陰極保護(hù)和外加電流陰極保護(hù)兩種，犧牲陽極法是用一種腐蝕電位比被保護(hù)金屬腐蝕電位更負(fù)的金屬或合金與被保護(hù)體組成電偶電池，依靠負(fù)電性金屬不斷腐蝕溶解產(chǎn)生的電流對被保護(hù)金屬構(gòu)成保護(hù)的方法，由于低電位金屬所在電偶電池中作為陽極，偶接后其自 身腐蝕速度增加，故被稱作“犧牲陽極”。 (5) 雙層熔結(jié)環(huán)氧粉末（雙層 FBE）與 PE 三層結(jié)構(gòu)類似 ,具有和 PE 三層相同的綜合性能 ,機(jī)械性能尤其高 ,補(bǔ)口也用雙層 FBE ,相容性好 ,覆蓋層表面光滑。但有人認(rèn)為 :PE 三層結(jié)構(gòu)覆蓋層破損后 ,容易形成靜電屏蔽 ,陰極保護(hù)作用不能良好發(fā)揮。 (2) PE 兩層結(jié)構(gòu) 具有絕緣性能好、吸水率低、機(jī)械強(qiáng)度高、堅(jiān)韌耐磨、耐酸堿天然氣長輸管道的腐蝕與防護(hù)措施 12 鹽和細(xì)菌腐蝕、耐溫度變化、國內(nèi)材料充足等優(yōu)點(diǎn) ,價(jià)格較低 (約 60～ 65 元 / m2 ) 。 (3)電化學(xué)保護(hù)作用：涂料中使用電位比鐵較低的金屬為填料（如鋅），會起到犧牲陽極的陰極保護(hù)作用，并且鋅的大氣腐蝕產(chǎn)物堿式碳酸鋅比較穩(wěn)定，又起到封閉、堵塞期末空隙的作用。這兩種反應(yīng)都造成管壁疏松、脫落以致穿孔 ,不能再承受壓力和輸送天然氣。在大氣環(huán)境下對鋼材起腐蝕作用的物質(zhì)中 , 水是主要因素 (一般地講濕度越大 , 腐蝕性就越強(qiáng) )。是指金屬在肉眼看不見的薄膜層下所發(fā)生的腐蝕。 細(xì)菌腐蝕并非它本身對金屬的侵蝕作用，而是細(xì)菌生命活動的結(jié)構(gòu)間接地對金屬腐蝕的電化學(xué)過程產(chǎn)生影響，主要以下述四種發(fā)生影響腐蝕過程：新城代謝產(chǎn)物的腐蝕作用細(xì)菌能產(chǎn)生某些具有腐蝕性的代謝產(chǎn)物，如硫酸，有機(jī)酸和硫化物等；生命活動影響電極反應(yīng)的動力學(xué)過程；改變金屬所處環(huán)境的狀況；破壞金屬表面有保護(hù)性的非金屬覆蓋層或緩蝕 劑的穩(wěn)定性。雜散電流腐蝕程度 , 要比一般的土壤腐蝕劇烈得多。 我國大部分土壤屬中性 , pH 值在 6～ 8 之間 , 隨著 pH 值的降低腐蝕速率增加 [3]。土壤的 孔隙度、含水量、 含氧量、 電阻率、 pH 值以及含鹽量 、所含微生物 等對土壤的腐蝕性有極大影響。正確地評價(jià)土壤的腐蝕性 , 對正確地選擇防腐措施有著十分重要的意義。 天 然氣管道的內(nèi)腐蝕 內(nèi)壁腐蝕是由于天然氣中殘存的水分、和、等酸性氣體造成的類似原電池的電化學(xué)反應(yīng)和破壞金屬晶格的化學(xué)反應(yīng)。另外由于天然氣具有易燃、易爆等特性 , 一旦管道泄漏很可能引起火災(zāi)爆炸事故 ， 這給輸氣管道的安全運(yùn)行造成威脅，一旦發(fā)生腐蝕穿孔還將產(chǎn)生巨大的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡，例如： 據(jù)調(diào)查 , 天津燃?xì)夤芫€ 38 公里，近十年來，管線多次被腐蝕穿孔已更換 6 公里。 因此 城市燃?xì)夤芫W(wǎng)設(shè)施大力建設(shè)迅速發(fā)展，成為了城市生存和發(fā)展的必要保障和 國家重要的基礎(chǔ)設(shè)施 。 腐蝕對天然氣管道的危害 天然氣是石油的氣態(tài)烴類的采出物質(zhì) , 天然氣分為伴生氣和非伴生氣兩種。 天然氣管道從天然氣供應(yīng)場所到其使用地方， 經(jīng)過各種各樣復(fù)雜的地形，管道所處環(huán)境千變?nèi)f化，且天然氣中往往含有硫化氫、二氧化碳等酸性氣體，它們對天然氣管道造成腐蝕威脅，影響天然氣管道的平安運(yùn)行，因此天然氣管道在運(yùn)營中必須實(shí)施防腐蝕保護(hù)。 腐蝕危害性 腐蝕給金屬材料造成的直接損失是巨大的，據(jù)估計(jì)全世界每年因腐蝕而報(bào)廢的鋼鐵設(shè)備約相當(dāng)于每年產(chǎn)量的 30%，假如其中 2/3 可回爐再生，仍有 10%的鋼鐵將由于腐蝕而一去不復(fù)返了；同時(shí)金屬構(gòu)件的損壞，其價(jià)值遠(yuǎn)比金屬材料的價(jià)值大得多。今年中國官方預(yù)計(jì)到 2020 年天然氣年消耗 4200 億立方米。 天然氣管道從油氣供應(yīng)點(diǎn)到油氣使用場所，經(jīng)過各種各樣復(fù)雜的地形，管道所處環(huán)境千變?nèi)f化， 輸 送介質(zhì)中往往含有 H2S、 CO2 等酸性腐蝕介質(zhì)，它們?nèi)苡诠艿乐械乃纬伤幔c管道內(nèi)壁發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)管道外壁與土壤還可能發(fā)生土壤腐蝕 。 天然氣管道腐蝕的破壞形態(tài)包括全面腐蝕和局部腐蝕 , 全面腐蝕是一種常見的腐蝕形態(tài) , 包括均勻全面腐蝕和不 均勻全面腐 蝕。天然氣管道輸送的介質(zhì)中含有H2S、 CO2 溶于水，生成酸，碳鋼在酸中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)腐蝕，在陽極區(qū)鐵被氧化為Fe2+離子，所放出的電子自陽極（ Fe）流至鋼中的陰極（ Fe3C）上被 H+吸收而被還原成氫氣，即 陽極氧化反應(yīng)： Fe → Fe2+ + 2e 陰極還原反應(yīng)： 2H + 2e → H2↑ 總的反應(yīng)： Fe + 2H+ → Fe2+ + H2↑ 天然氣管道的外腐蝕 土壤腐蝕 運(yùn)輸管道的排放，大多數(shù)在土壤之中。 (2) 管體不同材料差異埋在土壤中產(chǎn)生的宏腐蝕電池。 (c) 土壤中的氧： 土壤中的氧氣，有一些溶解在水中，有些存在于土壤的毛細(xì)管和縫隙內(nèi)，兩者對金屬在土壤中的腐蝕都有影響， 土壤中的氧含量與土壤的濕度和結(jié)構(gòu)都有密切的關(guān)系，在干燥的砂土中，因?yàn)檠醣容^容易通過，所以氧含量較多，在潮濕的砂土中，因?yàn)檠踺^難通過，氧量較少，而在潮濕密實(shí)的粘土中， 因?yàn)檠跬ㄟ^非常困難，所以氧量最少，濕度不同和結(jié)構(gòu)不同的土壤中，氧量相差可達(dá)幾萬倍，這種充氣不均勻，正是造成氧濃差電池腐蝕的原因。 (2) 雜散電流的影響： 電車、電氣化鐵路、以接地為回路的輸配電系統(tǒng)、電解裝置等 , 在其規(guī)定的電路中流動的電流 , 其中一部分自回路中流出 , 流入大地、水等環(huán)境中 , 形成了雜散電流。 (3)由于微生物引起的腐蝕 對于腐蝕有作用的細(xì)菌不多，其中最重要的是硫桿菌和硫酸鹽還原菌（厭氧菌）。 (1)干燥的大氣腐蝕。指空氣中的相對濕度為 100% 左右或在雨中及其他水溶液中產(chǎn)生的腐蝕。在受工業(yè)廢氣污染地區(qū) , SO2 對鋼材腐蝕的影響最為嚴(yán)重。 其中多以第二種方法為主， 金屬腐蝕是由于環(huán)境介質(zhì)作用在金屬表面產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)或化學(xué)反應(yīng)，涂層對金屬的作用是通過抑制上述反應(yīng)而達(dá)到，具體來看，是基于下面三方面的作用： (1)屏蔽作用：許多涂層對酸、堿、鹽等腐蝕介質(zhì)顯示化學(xué)惰性，且介電常數(shù)高，阻止了腐蝕電路的形成，因此金屬表面涂覆漆膜后，把金屬表面與環(huán)境隔開，起到了屏蔽腐蝕介質(zhì)的作用。主要缺點(diǎn)是機(jī)械強(qiáng)度較低 ,適宜溫度范圍窄 ,低溫易變脆 ,生產(chǎn)施工過程中可 能會逸出有毒氣體 ,需要嚴(yán)格的煙霧處理措施。 (3) PE 三層結(jié)構(gòu) PE 三層結(jié)構(gòu)防腐蝕層結(jié)合了高密度聚乙烯包覆、熔結(jié)環(huán)氧粉末的優(yōu)點(diǎn)。由于覆蓋層較薄 (～ 0. 50 mm) ,耐劃傷和磕碰性能較厚覆蓋層要差。絕緣層防腐蝕要根據(jù)管道所處地域的地形、地貌、地質(zhì)狀況正確選擇合理的防腐蝕材料 ,目前國內(nèi)外常用的有石油瀝青、環(huán)氧煤瀝青、煤焦油 瓷漆、聚乙烯熔結(jié)環(huán)氧粉末 等。 (4)在惡劣環(huán)境中，系統(tǒng)易受損傷