地下輸水管網腐蝕狀況分析
摘要：對儀(yi)征化纖廠地(di)下(xia)輸水管(guan)網腐蝕狀況及(ji)(ji)土壤腐蝕性進行了(le)調查和檢測 結果(guo)表明地(di)下(xia)輸水管(guan)網處(chu)于(yu)中強腐蝕環(huan)境介質中 部(bu)分管(guan)網涂層出現(xian)破損(sun) 局部(bu)腐蝕泄漏。土壤電阻率低及(ji)(ji)雜散電流干擾是(shi) 影(ying)響(xiang) 地(di)下(xia)管(guan)網腐蝕的(de)重(zhong)要因素。
關鍵詞：地下輸水管網 腐蝕 雜散電流
儀征化纖(xian)地下(xia)管(guan)網(wang)(wang)分兩期施工(gong)，一期工(gong)程自1984年(nian)3月投用，至今(jin)已(yi)運行(xing)17年(nian)之久(jiu)，腐蝕(shi) 問題 日趨(qu)嚴重(zhong)，漏(lou)點逐(zhu)年(nian)增多。2000年(nian)底對廠區中(zhong)心干(gan)道、經(jing)1～經(jing)5路地下(xia)輸水(shui)(shui)管(guan)網(wang)(wang)中(zhong)的生(sheng)產水(shui)(shui)(SS)、生(sheng)活水(shui)(shui)(SH)、低硅水(shui)(shui)(SE)、消防(fang)水(shui)(shui)(SF)管(guan)段(duan)的腐蝕(shi)狀況(kuang)及(ji)土(tu)壤腐蝕(shi)性進(jin)行(xing)了調查、檢測和 分析 。
1 調查(cha)與分析
1.1 土壤理(li)化性質
主要測(ce)(ce)(ce)定了(le)儀征化(hua)纖(xian)廠區土(tu)壤的(de)電(dian)阻率、氧化(hua)還原電(dian)位(wei)、pH值、含鹽量、氯(lv)離子和硫酸根含量。取(qu)土(tu)樣21處，測(ce)(ce)(ce)試數據125個，測(ce)(ce)(ce)試結果見(jian)表1。
由表1可見，在所有影(ying)響(xiang)因素中(zhong)土(tu)壤(rang)電(dian)阻率的(de)影(ying)響(xiang)最(zui)大。通(tong)常將腐(fu)(fu)蝕(shi)介質的(de)電(dian)阻率作為(wei)衡 量其(qi)腐(fu)(fu)蝕(shi)程(cheng)度(du)(du)的(de)重要指標之(zhi)一(yi)。一(yi)般(ban)認為(wei)土(tu)壤(rang)的(de)電(dian)阻率越(yue)高(gao)腐(fu)(fu)蝕(shi)程(cheng)度(du)(du)就(jiu)越(yue)低，反之(zhi)腐(fu)(fu)蝕(shi)程(cheng)度(du)(du)就(jiu)越(yue)高(gao)。根據 參考 文獻 [1～3]中(zhong)的(de)有關評價指標可判(pan)斷儀化廠區(qu)土(tu)壤(rang)屬中(zhong)強腐(fu)(fu)蝕(shi)環(huan)境。
1.2 管地電位
考慮管線屬在役管道，不允(yun)許破壞(huai)性檢(jian)驗和大(da)規模開挖，故管地電(dian)位(wei)的(de)測(ce)量(liang)是利用(yong)各管系的(de)閥(fa)門井、消防栓，采(cai)用(yong)高阻抗數(shu)字(zi)萬用(yong)表和便攜(xie)式銅/飽和硫酸(suan)銅參比電(dian)極逐段選點進行的(de)。測(ce)試數(shu)據(ju)58個，結果見圖1。
由圖1可見(jian)，管(guan)地(di)電(dian)位在-444～-709mV之(zhi)間，與管(guan)道 自然 電(dian)位(-650mV)相比，大部(bu)分電(dian)位正移，其中-650～-550mV的占(zhan)50%、大于-550mV的占(zhan)47%，表明儀化(hua)廠(chang)區大部(bu)分管(guan)道的管(guan)地(di)電(dian)位處于易受腐蝕侵害(hai)的數據區。
| 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(fang)腐層(ceng)狀(zhuang)況
① 漏點
用(yong)SL-5型地(di)下管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)道探測(ce)檢(jian)漏儀定性(xing)檢(jian)測(ce)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)線約(yue)26km。測(ce)試結果：低硅水(shui)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)段(duan)(duan)沒發現漏點(dian);消防(fang)水(shui)2條(tiao)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)段(duan)(duan)局部(bu)有(you)(you)漏點(dian)，占(zhan)(zhan)總檢(jian)測(ce)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)段(duan)(duan)的20%(檢(jian)測(ce)10條(tiao)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)段(duan)(duan));生活水(shui)有(you)(you)漏點(dian)的管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)段(duan)(duan)6條(tiao)，占(zhan)(zhan)總檢(jian)測(ce)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)段(duan)(duan)的35%(檢(jian)測(ce)17條(tiao)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)段(duan)(duan));生產水(shui)有(you)(you)漏點(dian)的管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)段(duan)(duan)6條(tiao)，占(zhan)(zhan)總檢(jian)測(ce)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)段(duan)(duan)的40%(檢(jian)測(ce)15條(tiao)管(guan)(guan)(guan)(guan)(guan)段(duan)(duan))。
另外，測試中發(fa)現管段(duan)漏點集中在(zai)與輸電線平行的經1北、經2、經3北和滌(di)綸三廠門前(qian)。
② 管(guan)網涂層絕緣電阻值(zhi)
管道防腐層絕(jue)緣(yuan)電(dian)阻是衡量防腐層質量的重要參數，防腐層絕(jue)緣(yuan)電(dian)阻越(yue)高，其(qi)屏(ping)蔽(bi)防護(hu)效(xiao)果(guo)越(yue)好。
用(yong)英(ying)國雷迪RD433PDL-2埋(mai)地管線測試儀，采用(yong)雙頻(512、8192Hz)管中電(dian)流(liu)法(fa)重點(dian)檢測有漏(lou)點(dian)和漏(lou)段(duan)管段(duan)的防腐涂層狀況，并抽測了(le)(le)部分無漏(lou)點(dian)管段(duan)， 計(ji)算(suan) 了(le)(le)1442m管段(duan)涂層絕緣電(dian)阻值，計(ji)算(suan)結果見表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(ceng)(ceng)絕緣電阻(zu)值與防腐層(ceng)(ceng)漏點檢測結(jie)果進行比較可知：
a.如果防腐層無漏(lou)點(dian)，則涂層絕(jue)緣電阻(zu)可(ke)達到良(liang)級以(yi)上[4、5]，如在低硅水管段(duan)中沒(mei)發(fa)現漏(lou)點(dian)，所測絕(jue)緣電阻(zu)值分別為(wei)22 000、8 382Ω·m2，SH38閥向西207～292m管段(duan)的絕(jue)緣電阻(zu)值為(wei)12215Ω·m2。
b.如(ru)防腐層(ceng)局(ju)部有(you)(you)漏點則使絕緣(yuan)(yuan)電阻大大降(jiang)低(di)，其程(cheng)度與破損面(mian)積(ji)有(you)(you)關(guan)，面(mian)積(ji)愈大絕緣(yuan)(yuan)電阻愈低(di)，如(ru)SH38閥向西5～15m管段的絕緣(yuan)(yuan)電阻為29Ω·m2,經挖(wa)土驗證，局(ju)部管道破損面(mian)積(ji)為110cm2(44 cm×2.5cm)。
1.4 雜散電流干擾狀況
用電位(wei)梯度法測定了中(zhong)心干道7個部位(wei)雜散(san)電流(liu)干擾狀況，測試結果見圖2。
按石油部有關規定[6]，當(dang)管道(dao)附(fu)近土壤(rang)電位梯(ti)度>0.5mV/m時則確認(ren)為直流(liu)干擾，當(dang)管道(dao)附(fu)近土壤(rang)電位梯(ti)度>2.5mV/m時，管道(dao)應(ying)及時采取直流(liu)排流(liu)保護或(huo)其他防護措施。
圖2中所(suo)測的(de)(de)7個位置，SH33、SH1點電位梯度<0.5mV/m，表明干擾(rao)較小;SH38及SS6南北方向(xiang)、SH123東西方向(xiang)、SS83及SH8兩個方向(xiang)都有雜散電流的(de)(de)干擾(rao)，但SH8東西方向(xiang)的(de)(de)干擾(rao)要大于南北方向(xiang)，SH38處電位梯度最高，其次是SS6(5號(hao)路口(kou))點、SH8點(4號(hao)路口(kou))和(he)SS83點(1號(hao)路口(kou))。
另外檢測中還發現埋(mai)地高(gao)壓電(dian)纜距輸(shu)水管(guan)(guan)道(dao)較近，經查看電(dian)纜走(zou)向(xiang)圖(tu)發現涂層出現漏點的管(guan)(guan)段，其走(zou)向(xiang)都(dou)和高(gao)壓電(dian)纜平(ping)(ping)行， 分析 認為(wei)埋(mai)地管(guan)(guan)網的腐蝕除了土(tu)壤介質環境的作(zuo)用外，雜(za)散電(dian)流也(ye)是(shi)主要的 影響 因素[3]。故地下鋼管(guan)(guan)或建(jian)筑物與電(dian)力線的埋(mai)設(she)距離(li)一定 要符合有關(guan)標準(zhun)，以免(mian)帶來隱患。對于已埋(mai)設(she)管(guan)(guan)道(dao)，特別是(shi)距輸(shu)電(dian)線路平(ping)(ping)行間(jian)距小(xiao)、平(ping)(ping)行段較長等(deng)管(guan)(guan)段應重(zhong)點監測。
2 結論
① 儀化廠區降水(shui)充沛(pei)、氣候潮濕、地下水(shui)位較高(gao)，導(dao)致(zhi)土(tu)壤(rang)電阻率(lv)偏(pian)低，從而使(shi)金屬管體的(de)腐蝕(shi)速率(lv)遠高(gao)于(yu)干燥地區，地下管網基本上處于(yu)中強腐蝕(shi)性土(tu)壤(rang)環境中。
② 廠區存在雜(za)散電流干擾，且其受(shou)平(ping)行(xing)于管線(xian)的輸電線(xian)路影(ying)響(xiang)較大。
③ 儀化廠區管網管地(di)電位(wei)測試結果表明，大部(bu)分(fen)管道的管地(di)電位(wei)正向偏(pian)移，處于(yu)易受腐蝕侵害的數(shu)據區。
④ 生產(chan)水、生活水系統管(guan)道漏(lou)點較多，占所檢測(ce)管(guan)段的(de)35%以上，消防(fang)水系統管(guan)道局部有漏(lou)點，低硅水系統管(guan)道涂(tu)層質量較好，未發現漏(lou)點。管(guan)道投用已達(da)17年(nian)，已發生的(de)腐(fu)蝕狀(zhuang)況 和泄漏(lou)統計說(shuo)明(ming)涂(tu)層開(kai)始進(jin)入老(lao)化期(qi)，處于事(shi)故(gu)的(de)多發階段，少數涂(tu)層已喪(sang)失防(fang)護能力。
參考 文(wen)獻 ：
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[6]SY/T 0017—96.埋地(di)鋼質管道直流排流保護技術標準[S].
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