关键的外卖
介绍
最长的管道是埋地管道。它们运输不同的石油产品，如原油和天然气、废水、饮用水和其他液体，对发达国家和发展中国家的经济产生重大影响。管道内外表面的腐蚀是埋地管道失效的主要原因。除了资产受损造成巨大的经济损失外，腐蚀还会导致灾难性的故障、事故和宝贵的生命损失。对于饮用水系统，腐蚀会导致中断、浪费和劣质水的供应。
土壤条件
由于与土壤接触，埋地管面临着可能因气候和其他因素而突然的环境而变化的环境。采用管道采用的方法有时会损坏涂料提供在外表面上。（有关更多信息，请参阅管道腐蚀与涂层简介。）即使对涂层的丝毫损害也会导致局部腐蚀的发作。
- 当一部分管道直接铺设未受干扰的本地土壤时，有些部分铺设在回填的异种土壤上，其中含有过量的氧气的未压缩。
- 长管线铺设在完全不同的土壤中。
- 土壤中存在硫酸盐，氯化物和其他酸性含量。
- 粘土含量和水分的土壤。
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具有高砂含量的土壤腐蚀性较小，因为它们具有更高的电阻。腐蚀性管道损坏的严重程度可以增加土壤的变化。土壤中的腐蚀性氯化物从潮汐流量或海洋电流携带盐水液滴远远超过海边的几英里。具有含硫化合物和氮气的燃料产生燃烧产物的土壤导致电阻率降低和更高腐蚀电位．
甚至碱性钠，镁和钙等元素导致腐蚀潜力更高，而粒状土壤可降低腐蚀电位。
土壤的水分含量取决于气候和地下水位。移动的地下水位会导致更高的腐蚀。即使是潮湿空气的温度也会影响腐蚀反应。在冰点以下的低温下，土壤电阻率高，腐蚀潜力低。通常土壤性质如电阻率，有机含量，硫酸盐，氯化物和pH值决定了土壤腐蚀潜力。
干扰土壤（填充的土壤）含有较高量的氧气。阴极区域的氧气支持剧烈的腐蚀。未受干扰的土壤具有较低的氧含量。土壤通风影响电化学反应所需的水分和氧气的可用性，导致金属管表面腐蚀。（进一步阅读退房土壤腐蚀介绍．)
埋地管道的腐蚀类型
- 均匀腐蚀在整个管道长度的大部分表面上以均匀速率发生。
- 点蚀是由于敌意的局部环境引起的腐蚀反应极端定位的情况。
- 侵蚀和空化由于液体和湍流条件的压力变化，由于污染物以及管壁上的蒸汽气泡塌陷，主要发生在内表面上，并且由于液体和湍流条件的压力变化，这可以通过重新设计流动参数来降低。
- 晶间腐蚀在金属管道中的金属晶界周围发生。
- 压力腐蚀裂缝管道素是由敌对环境和残余应力，负荷应力和气候条件引起的。
水和污水管的腐蚀
现代水管通常由球墨铸铁制成，但较旧的管道可以大多由灰色铸铁制成。这些管子用于饮用水系统，污水，原水和一些化学应用。
灰色铸铁管道由于石墨化腐蚀．残余的石墨薄片会与氧化亚铁混合，削弱材料的机械强度，使材料容易因液压冲击或其他机械负载应力而失效。除了石墨化由于局部点蚀腐蚀，它们也取决于电流在电化学反应期间的电流流动的土壤电导率。
电化学腐蚀使用不同金属的结果电镀系列如韧性熨斗和铜，其成为铁的阴极。
微生物腐蚀
埋在地下的金属管道也容易微生物腐蚀．两个都有氧类型厌氧微生物型（细菌）可以使腐蚀速率极大地实现并加速腐蚀速率。某些类型的硫酸盐减速剂细菌负责在硫化合物存在下造成腐蚀损伤。厌氧微生物具有从诸如碳酸盐和硫酸盐的化合物中释放氧气的能力，即使溶解的氧不易获得，也会发生这种情况。微生物腐蚀的影响比含有无菌内容物的管道加速十倍以上。(阅读更多关于这个主题的文章测试管道中微生物诊断的腐蚀．)
不同的土壤，横跨管道长度和深度，可以加重腐蚀，例如，当一部分管道铺设在砂土中时，另一部分安装在粘土类型的土壤中。这些结果形成了anodic.和阴极在同一管道上的细胞。然而，当管长度通过橡胶垫圈连接时，电路被破坏并且管长度可以彼此隔离。
埋地管的腐蚀保护
埋地管道外部涂层要求以下性能:
- 可以忽略不计渗透率
- 良好的电化学和电化学性
- 高粘附到管道表面
- 灵活性
- 良好的冲击力量
- 耐刮擦和耐磨性，防止处理，测试，运输，铺设和其他网站活动造成损坏
- 不容易出现阴极不配合
- 抵抗土壤和热应力的变化
- 抗裂缝
采用不同类型的阻挡涂层来保护埋地管道。涂层类型包括：
松散的聚乙烯夹套
对于埋设在垃圾填埋场等腐蚀性场所的水管，通常采用聚乙烯封装。其优点包括易于安装、维护成本低、故障率低。
然而，聚乙烯口服在安装期间可能会受损。它在80°C（176°F）下软化，并在接近100至110°C的温度下熔化（212至230°F）。
沥青涂层
喷涂沥青涂层喷涂锌涂料用于欧洲以及美国的埋地管道。锌提供牺牲保护．对于水系统的球墨铸铁管，锌喷雾燃料涂料也与聚氨酯或聚乙烯夹套组合使用。然而，由于安装过程中的刮擦损坏，该组合受到故障。
规则需要低Volatile有机化合物（VOC）
由于欧盟规定需要零挥发性有机化合物（VOC），通过涂料制造商提供新的聚氨酯制剂，涂料制造商正在提供百分之百固体聚氨酯。聚氨酯可用于内部以及外表面。涂层可以在管材制造阶段本身期间完成。还提供零VOC聚乙烯和环氧涂层。还提供一些水基防腐涂料。但是，在发展中国家的溶剂类产品中仍然占据主导地位，因为在一些发展中国家尚未实施严格的监管要求。
聚氨酯的优点
精心设计的固体聚氨酯减少负载电流阴极保护（CP）系统。中东，亚洲和欧洲采用聚氨酯和CP的组合。用于管件和阀门的腐蚀保护，还使用环氧涂料。
用于埋入管道的零VOC聚氨酯涂料是由于监管要求开发的新涂层的一个例子。这些涂层用于水和废水管道系统，石油和燃气管道和工业应用。
固化的聚氨酯用于衬里饮用水管道以及生水惰性的管道仍然对水耐药，不利于微生物和细菌的生长。它们适用于污水管以及污水处理系统。
与饮用水管内表面的传统水泥砂浆衬里相比，聚氨酯衬里具有以下优点：
- 聚氨酯是快速固化，确保高生产率和效率的经济性。
- 对黑色金属和钢表面具有更高的粘附性。水泥砂浆需要通过压缩衬里衬里和保留。
- 聚氨酯具有高抗冲击性。
- 聚氨酯的耐腐蚀性超过10倍（基于盐雾试验）。
- 聚氨酯具有更高的抗冲击性。
- 当使用聚氨酯时，需要较小的衬里厚度，并且由于浪费因子将减少，因此管道容量较高，因此管道设计可能更有效，可靠且经济的衬里厚度。
- 由于管道的更平稳的内表面，下头部损耗和泵送损失。
- 更长的经济寿命，由于侵蚀空化的恶化低。
- 在工业或废水管道中，水泥砂浆可能会受到氯化物等化学物质的侵蚀，而聚氨酯具有较高的耐化学性，确保了较高的经济寿命。
饮用水管道的内部腐蚀可能因铅，锌，镉，铁和铜浓度的增加而深入影响水质，除了管泄漏导致其他有害物质引起的其他有害物质引起的当系统不是时加压。
气体和油管的腐蚀
当管表面与气体中存在的污染物（例如，水分，氧气，二氧化碳，氯化物和硫化合物）的组合反应时，发生气体管道的内部腐蚀。诸如气体温度，流速和颗粒速度的操作参数对于防腐也是关键的。由于在内管表面上存在营养物质时，还造成腐蚀和持续。
通过跟随温度和速度参数和污染物控制的操作指南，可以最小化该腐蚀。环氧衬里以及聚氨酯衬里用于防止内部气体管道和油管腐蚀．
石油和天然气管道涂层的选择
聚氨酯具有较强的电气性能以及优异的机械韧性和优异的耐腐蚀性。聚氨酯的配方可以定制，以适应特定的应用和腐蚀环境。喷涂技术具有快速固化的优点，喷涂前后不需要加热。高耐磨性和冲击强度可以建立在特殊配方的聚氨酯。
与聚乙烯相比，聚氨酯具有更好的粘合可靠性，并且环氧涂层因脆性．具有内环氧涂层的三层聚乙烯也用于腐蚀管道外表面的腐蚀保护。其他选项如PVC涂层以及煤焦油沥青基涂层失去了它们的机械强度，因为它们变得脆弱，由于该因素，与管道表面的粘合也丢失。
碲流
碲电流是地壳中存在的天然电流。它们主要引起地磁（即，它们是由地球磁场的外层的变化产生的）。随着管道的构造成电导体，延伸数百和数千英里的地球表面，它们体验由外部来源引起的电流。这些来源最为人为人意为杂散电流，或自然的，如大地电流。最近的研究有助于理解大地电流在管道到土壤势值变化中的影响。(更多关于这个主题的信息可以在文章中找到埋地金属结构的腐蚀和电气干扰。）最近使用高强度和高电阻涂层的腐蚀保护导致巨大的PSP波动。另一方面，在埋地管中使用高强度钢，这对氢气更容易受到氢气，要求对PSP变化的较低限制的严格要求。碲电流也影响阴极保护的设计。
杂散电流腐蚀
杂散电流作为金属管是金属管的腐蚀腐蚀的主要原因是比土壤更好的电流导体。目前留下管道返回地球或附近结构的网站将成为这种腐蚀的部位。
杂散电流的来源可以是：
- 新的或预先存在的CP系统保护另一个相邻管道
- 从过渡系统的直流（DC）紧密接近
- 具有中型高或超高电压的电力传输系统
- 工业或家用电器连接到水管的地点
- 焊接机与水管接地连接
- 来自相邻高压电力设备的诱导电压
阴极保护
阴极保护是一种控制金属腐蚀的技术，在这种技术中，将电应用于一种安排，使被保护的管道和结构相对于地面成为阴极。
当一条小管道或100公里长的管道被埋在土壤里时，土壤中的水分和氧气就起到了电解质的作用。在同一条相互连接的管道上形成阳极和阴极，这条管道也形成了电流的回流路径。
土壤抗性降低（由于土壤的性质），电流越高，导致加速腐蚀。与砾石和沙质土壤相比，盐污染的地面和粘土土壤引起更大的腐蚀。如果砾石完全干燥，则可能不会出现对阴极保护和涂层的需求。在钢管中，由于锰，铁和其他内容物可能导致腐蚀细胞。即使是一条管的替代也会导致相对于现有管道的阳极形成。
每个埋藏的金属都会产生自己的电解质解决方案潜力。因此，在地面和管金属之间产生和维持电位差（电压）。可以通过将DC电压表的负线连接到金属的负线和与土壤电连接的硫酸铜标准电极的正线来检测该电位差。
当金属通过电连接并埋入地下土壤时，它们会自发形成原电池。在电系中较高的金属对在电系中较低的金属是阳极的。一个电化学反应腐蚀阳极，而呈现阴极的金属是要防止腐蚀。由于成本和稳定性的考虑，通常镁被用作管道和钢铁结构的牺牲阳极。牺牲阳极埋在地下，通过低电阻铜线与管道电连接。在单个阳极不足的情况下，可以使用多个牺牲阳极。
印象印象的电流阴极保护
阴极保护与整流器和印象印象可以更换复杂的多个阳极系统，在那里正常监测腐蚀是强制性的。转换直流从地面床流到管道结构并返回地面。
该系统由转换器/整流器变压器组成，以将电源电压转换为阴极保护所需的高电流，低压DC电源。电缆从转换器/整流器仪器的负侧连接到掩埋管道结构，以提供用于电流的返回路径。提供可变电压输入以实现压印电流的微调。
印象最新的阴极保护（ICCP）与多个阳极系统相比，具有以下优点：
- 当劣化的涂层可能加速腐蚀时，它可以产生更高的压印电流。
- 它可以处理土壤电阻率的任何变化。
- 它可以用于涂层以及裸管道。
- 可以保护不同尺寸的管道结构。
结论
埋地管道通过明智地将涂料与阴极保护合并涂层。尽管如此，管道应用沙子埋在干碎石中。添加惰性气体或去除腐蚀性气体和氧气可以增强管道的经济生活。需要注意用于水管系统和油气管的流量参数，温度和污染物。
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