近年以來(lái)，中國(guó)各地都相繼發(fā)生了埋設(shè)管道泄漏引起的事故。最近的有2013年溫州某地煤氣管破損造成的爆炸事故，影響較大的青島石油管道爆炸事故，以及2013年底鄭州熱力管泄漏噴煙事故等。這些事故的發(fā)生，主要是由于埋在地下的輸送管道的腐蝕，老朽化造成的穿孔泄漏引起的。特別是埋設(shè)年數(shù)比較長(zhǎng)，管道防腐措施不全面，缺乏有效的定期檢查維護(hù)的埋設(shè)管道，更是潛藏著很大的安全隱患。

在日本，1982年川崎市內(nèi)某小學(xué)發(fā)生了嚴(yán)重泄漏事故后，雖然政府對(duì)法律進(jìn)行了改正，但由于發(fā)現(xiàn)埋設(shè)管道的隱患較為困難，2000年以及2001年，還是連續(xù)發(fā)生了因腐蝕造成的泄漏事故，大多是埋設(shè)后經(jīng)過了20年以上發(fā)生了腐蝕的管道。

腐蝕速度的判定，成為了埋設(shè)管道管理人員把握管道現(xiàn)狀，預(yù)測(cè)管道耐用年限，排除安全隱患的重要手段。

三和電氣計(jì)器株式會(huì)社（sanwa）根據(jù)日本煤氣保安協(xié)會(huì)的要求，針對(duì)測(cè)量判定埋設(shè)管道腐蝕速度，開發(fā)出了埋設(shè)腐蝕測(cè)試儀(S-1)，以下，我們介紹一些埋設(shè)管腐蝕原理及如何使用sanwa的埋設(shè)管腐蝕測(cè)試儀

什么是埋設(shè)管道

1， 管道的一部分或者全部和土壤接觸

2， 管道的一部分或者全部和水接觸

例1 管道的一部分或者全部和土壤接觸

例2 管道的一部分或全部和水接觸

什么是管道腐蝕

管道腐蝕是金屬表面與外界（環(huán)境）接觸時(shí)發(fā)生的現(xiàn)象，根據(jù)環(huán)境腐蝕可分為以下幾種：

自然腐蝕（水泥/土壤，通氣差，異種金屬，細(xì)菌，酸性土壤，一般土壤，大氣中的腐蝕）

電流腐蝕（從鐵軌流出的電流，干涉）

電流與腐蝕的關(guān)系

在發(fā)生嚴(yán)重腐蝕的時(shí)候，會(huì)從埋設(shè)管道流出數(shù)mA的電流。例如流出1mA電流時(shí)，1年會(huì)造成約9g鐵的腐蝕。因此，當(dāng)被覆管道（裸管外有防腐涂層或防腐膠帶）有傷痕時(shí)，傷痕部分會(huì)有電流流出，會(huì)短時(shí)間內(nèi)發(fā)生腐蝕穿孔現(xiàn)象。

管道的腐蝕狀況（例）

這里主要說明自然腐蝕時(shí)，如下腐蝕影響較大的情況。另外，本文所使用的數(shù)據(jù)是在日本評(píng)價(jià)分析后得出的數(shù)據(jù)，可能與中國(guó)國(guó)內(nèi)的相關(guān)數(shù)據(jù)有差別。

水泥/土壤造成的腐蝕

因水泥里含有較強(qiáng)的堿性，水泥中的鐵的電位表示比土壤中的鐵更高（－250mV)。因此，水泥中的鐵筋（鋼筋）與埋設(shè)管道接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生土壤中的埋設(shè)管（－550mV～－750mV)與水泥中的鐵筋之間的電位差（300～500mV)，從而造成土壤中的埋設(shè)管的腐蝕。

    此原理用干電池來(lái)說明干電池如圖1用電線連接，打開電源后電流從正極（電位高）流向負(fù)極（電位低），燈泡亮。

    因此，干電池內(nèi)部的負(fù)極變成陽(yáng)極，正極變成陰極。這是干電池內(nèi)部腐蝕，防腐的原理。 

    根據(jù)這個(gè)原理，將土壤當(dāng)作電解質(zhì)，水泥中的鐵筋當(dāng)作干電池內(nèi)部的陰極，將埋設(shè)管道當(dāng)陽(yáng)極，露出管道當(dāng)作電線，絕緣法蘭當(dāng)作開關(guān)。

    在電流流出到干電池內(nèi)部的電解質(zhì)（土壤）的陽(yáng)極部分發(fā)生腐蝕，電流流入到陰極部分（水泥中的鐵筋）則是防腐的。但是，實(shí)際上水泥中鐵筋的量比起埋設(shè)管道要大得多，因此鐵筋沒有防腐，而埋設(shè)管發(fā)生了腐蝕。

根據(jù)上述原理，如圖3所示，為阻止埋設(shè)管道流出電流到土壤，須在適當(dāng)?shù)奈恢檬褂媒^緣法蘭及被覆鋼管的組合，或者使用不會(huì)發(fā)生腐蝕的PE管等管道。

通氣差造成的腐蝕

埋設(shè)管道鋪設(shè)時(shí)跨過粘土與沙土，或跨過水泥路與石子路，由于土中的通氣性的差異會(huì)造成氧氣濃度的差異。此時(shí)，通氣性差的氧氣濃度較低，電位下降，就與氧氣濃度高的地方產(chǎn)生電位差，造成通氣性差的地方發(fā)生腐蝕。

通氣差造成的腐蝕

埋設(shè)管道鋪設(shè)時(shí)跨過粘土與沙土，或跨過水泥路與石子路，由于土中的通氣性的差異會(huì)造成氧氣濃度的差異。此時(shí)，通氣性差的氧氣濃度較低，電位下降，就與氧氣濃度高的地方產(chǎn)生電位差，造成通氣性差的地方發(fā)生腐蝕。

腐蝕的實(shí)際情況

根據(jù)以前在日本進(jìn)行的LP煤氣埋設(shè)管道的調(diào)查，因LP煤氣的腐蝕造成的煤氣泄漏與埋設(shè)年數(shù)關(guān)系為：比較快的1年以內(nèi)，8年為高峰多發(fā)期，一直到20年左右都會(huì)發(fā)生。對(duì)于LP煤氣設(shè)備來(lái)說，最多的是水泥/土壤系造成的腐蝕。因污水槽的漏水處，通氣差等原因發(fā)生的腐蝕的報(bào)告，經(jīng)過詳細(xì)測(cè)定調(diào)查后，也發(fā)現(xiàn)主要成因還是水泥/土壤系造成的腐蝕。這是因?yàn)長(zhǎng)P煤氣埋設(shè)管道的配管長(zhǎng)度比較短，發(fā)生問題的腐蝕大部分是水泥/土壤系造成的腐蝕。然而，水泥/土壤系造成的腐蝕并不一定是單獨(dú)發(fā)生的，在通氣差的情況下，可能并發(fā)因?yàn)橥獠钤斐傻母g。實(shí)際上埋設(shè)管道上會(huì)發(fā)生各種各樣的腐蝕，根據(jù)腐蝕程度來(lái)說，水泥/土壤系腐蝕占了主體。

根據(jù)LP煤氣埋設(shè)管道的腐蝕環(huán)境的測(cè)定結(jié)果、沒有防腐措施的裸管約70%與建筑物的鋼筋等接觸。包有防腐膠帶的裸管以及有塑料防腐層的被覆管90%與建筑物鋼筋有接觸，大部分都是有腐蝕風(fēng)險(xiǎn)的。切斷離建筑物約1米距離的埋設(shè)管道后，測(cè)量接地電阻（通電變化幅）時(shí)，煤氣瓶側(cè)的埋設(shè)管道設(shè)置電阻值會(huì)變大，說明水泥/土壤系造成的腐蝕電路被切斷了。

但是，對(duì)于較多的大型建筑物，進(jìn)入到建筑物內(nèi)的埋設(shè)管道有很多，單切斷一根管道并不能改善腐蝕情況。

調(diào)查腐蝕原因時(shí)，經(jīng)常使用簡(jiǎn)便的管對(duì)地電位法。但是，通過管對(duì)地電位與最大腐蝕深度相比較的結(jié)果來(lái)看，由于實(shí)際埋設(shè)環(huán)境中各種各樣的因素對(duì)電位的影響，并未發(fā)現(xiàn)管對(duì)地電位與腐蝕的危險(xiǎn)性的關(guān)聯(lián)，因此，不適合單用管對(duì)地電位來(lái)判斷腐蝕。

Sanwa埋設(shè)管道腐蝕測(cè)試儀 (S-1)

本產(chǎn)品在判定埋設(shè)裸管是不是埋設(shè)在會(huì)因?yàn)樗?土壤系的原因發(fā)生腐蝕的環(huán)境內(nèi)的同時(shí)，可以測(cè)定裸管的腐蝕進(jìn)度。

另外，對(duì)于有塑料防腐層的鋼管或者防腐膠帶的鋼管，據(jù)本產(chǎn)品測(cè)定結(jié)果判定為[可能發(fā)生腐蝕]時(shí)，說明在防腐層缺損部位或者防腐膠帶沒包完全部位集中了水泥/土壤系造成的腐蝕，缺損部位或防腐不完全部位會(huì)在短時(shí)期內(nèi)發(fā)生腐蝕導(dǎo)致泄漏，需要及時(shí)的進(jìn)行防腐處理（安裝絕緣法蘭等）。

S-1產(chǎn)品概況

本產(chǎn)品約在10年前，由日本的LP煤氣維護(hù)公司開始使用，已經(jīng)進(jìn)行了超過1萬(wàn)件的測(cè)定。通過測(cè)定值來(lái)計(jì)算埋設(shè)管道（特別是裸管）的腐蝕進(jìn)度，將結(jié)果提交給顧客，顧客根據(jù)結(jié)果判定是否采取措施，來(lái)預(yù)防煤氣泄漏事故的發(fā)生。

測(cè)定是通過管對(duì)地電位與測(cè)試儀發(fā)出的試驗(yàn)電流得到的管電位，測(cè)定電流來(lái)計(jì)算通電變化值。這個(gè)通電變化值是水泥/土壤系產(chǎn)生的腐蝕的電路電阻值，由于此電阻值與鐵離子溶解相關(guān)聯(lián)，可以用來(lái)判斷裸管的腐蝕進(jìn)行度。另外，也可以同時(shí)計(jì)算出裸管的每年的最大腐蝕深度。

測(cè)定對(duì)象

裸管，塑料防腐層被覆管，包了防腐膠帶的管道

測(cè)定方法

有絕緣法蘭時(shí)，請(qǐng)連接在絕緣法蘭下方的煤氣管的金屬部分

判定方法

以上的測(cè)定項(xiàng)目的通電變化值（R）在10Ω以上或不滿10Ω時(shí)判定如下：

R < 10：有可能腐蝕

R>=10：無(wú)腐蝕

*以R=10Ω來(lái)作為判定基準(zhǔn)的理由為：通電變化與裸管的腐蝕速度有很大的相關(guān)性，10Ω=0.06mm/yr

土壤腐蝕較大的為0.05mm/yr，將比此更大的腐蝕領(lǐng)域的0.06mm/yr = 10Ω定為有無(wú)腐蝕的判定基準(zhǔn)。

通電變化10Ω（腐蝕速度0.06mm/yr）的穿孔年數(shù)例

腐蝕速度與到穿孔為止的年數(shù)計(jì)算

腐蝕速度(mm/yr) =測(cè)定值

最大腐蝕深度(mm) =腐蝕速度(mm/yr) x埋設(shè)年數(shù)(yr)

殘存壁厚(mm) =埋設(shè)管壁厚(mm) –最大腐蝕深度(mm)

到穿孔為止的年數(shù)(yr)=殘存壁厚(mm) /腐蝕速度(mm/yr)

腐蝕判定方法

埋設(shè)管道改善方法

△: 雖然作為應(yīng)急措施有效，但不適合作為永久的改善方法

注1: 雖然判定為沒有發(fā)生激烈腐蝕，但如果沒有設(shè)置絕緣法蘭的話建議設(shè)置

規(guī)格

測(cè)定規(guī)格

案例