1.前言s0100
長春市雙陽區(qū)天然氣工程是91年全面投入運(yùn)行使用的,長輸管線和市街管網(wǎng)均采用石油瀝青防腐的鋼管焊接,管網(wǎng)總長245公里,其中沿長大公路鋪設(shè)的長輸管線15公里,市街中壓管網(wǎng)23公里,市街低壓管網(wǎng)207公里,日高峰輸氣10萬立方米,負(fù)責(zé)15000戶居民,168家公共福利用戶及4家工業(yè)戶的輸配供氣任務(wù)??墒?,自95年以來,以松泰小區(qū)為先導(dǎo)的管道嚴(yán)重腐蝕穿孔和焊口開焊、管線開裂、凍裂現(xiàn)象頻繁發(fā)生,造成夏季管道出現(xiàn)水堵,冬季管線出現(xiàn)凍堵的現(xiàn)象近萬次。水堵、凍堵處理也由98年的1680次上升到99全年6113次,專業(yè)隊(duì)伍常年維修以無法保證居民正常用氣,98年以來,城區(qū)天然氣線損最高達(dá)到4696,管道的腐蝕速度逐年加快,腐蝕面積是逐漸加大,造成燃?xì)獯罅啃孤?,由此引發(fā)了多起天然氣窒息,爆燃、爆炸事故,尤為突出的是99年和2000年元月,先后發(fā)生了3起典型的、有影響的爆炸事故。
1.1夏、秋之季管網(wǎng)腐蝕狀況:
94年的夏季,就有20多戶發(fā)現(xiàn)水堵的現(xiàn)象,當(dāng)時(shí)以為是氣體內(nèi)所含的水,經(jīng)公司有關(guān)的技術(shù)人員利用壓差遞推法將水堵的管段找到,將水排除為止;而到了95年,松泰小區(qū)發(fā)生著火后,才開始引起重視,95年以來,由于地下土壤土質(zhì)密實(shí),水位較高,夏、秋之季低壓管網(wǎng)腐蝕主要表現(xiàn)為管網(wǎng)大量水堵,幾年來,我們在夏秋之季投入了大量的人力、物力、財(cái)力,利用壓差遞推法排水;鉆孔測漏法尋找漏點(diǎn)近600余起,排除了一些隱患。
1.2冬、春之季的管網(wǎng)腐蝕狀況
管網(wǎng)腐蝕在冬季和春季主要表現(xiàn)在管道凍堵的同時(shí),泄漏天然氣沿地下裂縫向地面、向暖氣溝、下水道等具有一定的空間滲漏。遇明火或靜電引燃或引爆。94年以來發(fā)生了如下典型的管網(wǎng)腐蝕現(xiàn)象:
(1)94年冬季至95年春季,松泰小區(qū)3.1公里的中、低壓室外燃?xì)夤芫W(wǎng),大面積腐蝕,經(jīng)對啟出的1日鋼管統(tǒng)計(jì),有176個(gè)圓形小孔。泄漏的燃?xì)獯胍痪用窦?,遇明火引燃;一中壓管線燃?xì)庑孤?,串入沿線的3個(gè)飯店的室外臺階,一顧客煙頭引燃,造成三個(gè)飯店門前一片火海,95年,山河路一低壓管線腐蝕穿孔,串入100米外的一居民家中起火,燒毀少量財(cái)產(chǎn)。
(2)96年冬,區(qū)醫(yī)院西側(cè),有一低壓管線腐蝕穿孔,串入一平房居民家的炕洞內(nèi)造成爆炸,將一老者從炕上掀到窗外,造成輕度受傷,97年春天,另有造紙廠南側(cè)的一15米中壓燃?xì)夤芫€腐蝕泄漏,串入一居民樓的下水,遇居民明火點(diǎn)燃,一居民遭驚嚇。
(3)97年春節(jié),區(qū)醫(yī)院西側(cè)一中壓燃?xì)夤芫€腐蝕穿孔,泄漏燃?xì)獯?20米外的一平房小賣部的煤爐底下,被居民點(diǎn)火引燃;98年冬季,禹山路一低壓主干線腐蝕泄漏,串入城市下水,沿城市下水進(jìn)入一居民的室內(nèi),一孕婦點(diǎn)燃煤爐時(shí)引爆了天然氣,造成民房爆裂,孕婦重度燒傷,一老者輕傷。
(4)自95年到2000年之間,有32起管網(wǎng)腐蝕泄漏串入居民樓的暖氣溝、下水道內(nèi)被巡線員發(fā)現(xiàn),采取了打開暖氣溝、下水道的檢查井進(jìn)行放散、并強(qiáng)制通風(fēng),控制明火和靜電,同時(shí)確定來氣方向,再利用鉆孔測漏法查找漏點(diǎn),消滅了32起重大事故隱患。
(5)99年12月至2000年1月20日期間,先后連續(xù)發(fā)生了三起爆炸事故。
a)99年12月25日商貿(mào)城南側(cè)一居民樓發(fā)生爆炸。此次爆炸是因?yàn)橛脩粲脷獠划?dāng)造成漏氣,當(dāng)用戶發(fā)現(xiàn)后,將滿屋的天然氣放散到樓道內(nèi),認(rèn)為安全后,點(diǎn)燃灶具引爆廚房及樓道內(nèi)達(dá)到爆炸極限的天然氣,將四層居民樓的一個(gè)單元整體爆裂,最后變?yōu)閺U墟。同時(shí)造成一人重度燒傷,一兒童腦顱骨骨折和一行人頜骨骨折;
b)2000年1月6日區(qū)賓館門前18米處,有一16米的φ219中壓管段發(fā)生電化學(xué)腐蝕穿孔48個(gè),泄漏的燃?xì)庋刂鴧^(qū)賓館前平臺的石頭縫隙串入地基,又沿著地基串入賓館的暖氣溝,一廚師吸煙點(diǎn)火引爆從地溝檢查口滲漏上來的天然氣,造成整個(gè)暖氣溝被炸開;一至頂層門窗玻璃被震碎;一人重度燒傷;由于賓館當(dāng)天全員放假,只有一名旅客住宿而被驚嚇。
c)2001年1月9日一低壓管線腐蝕泄漏,串入氣象局鍋爐房的配電室,一鍋爐工啟動(dòng)電器開關(guān)時(shí)引爆,造成整個(gè)鍋爐房門窗被毀,一人輕度燒傷。
2.分析鋼管腐蝕的原因
針對以上事故的發(fā)生,根據(jù)鋼管所處土壤環(huán)境,結(jié)合鋼管腐蝕的基本原理,做如下分析:
2.1鋼管腐蝕機(jī)理
2.1.1化學(xué)腐蝕:是指金屬表面與非電解質(zhì)直接發(fā)生純化學(xué)作用而引起的破壞。也就是說金屬直接和介質(zhì)接觸引起的金屬離子的溶解過程,在金屬表面均勻發(fā)生,腐蝕速度緩慢。鋼鐵在空氣中或土壤里的腐蝕就屬于這種情況。但很少見,幾乎與電化學(xué)腐蝕同時(shí)發(fā)生。
2.1.2電化學(xué)腐蝕:是指金屬表面與離子導(dǎo)電的介質(zhì)(電解質(zhì)溶液)發(fā)生電化學(xué)作用而產(chǎn)生的破壞。也就是金屬和電解質(zhì)組成原電池所發(fā)生的金屬電解過程。任何一處按電化學(xué)機(jī)理進(jìn)行的腐蝕反應(yīng)至少包含一個(gè)陽極反應(yīng)和一個(gè)陰極反應(yīng),并以流過金屬內(nèi)部的電子流和介質(zhì)中的離子流聯(lián)系在一起。陽極反應(yīng),是金屬離子從金屬轉(zhuǎn)移到介質(zhì)中和放出電子的過程,陰極反應(yīng)則是介質(zhì)中氧化劑組分吸收來自陽極的電子還原過程。金屬與電解質(zhì)之間存在一個(gè)帶電的界面,與此界面有關(guān)的因素都會影響腐蝕過程的進(jìn)行。其實(shí)質(zhì)是浸在電解質(zhì)溶液中的金屬表面上形成了以金屬為陽極的腐蝕電池。包括異金屬接觸產(chǎn)生的腐蝕原電池、鋼管本身成分含量復(fù)雜產(chǎn)生的原電池、氧濃差產(chǎn)生腐蝕原電池、鹽濃差腐蝕原電池和直流雜散電流腐蝕、交流雜散電流腐蝕。
2.1.3細(xì)菌腐蝕:細(xì)菌對鋼鐵的腐蝕機(jī)理較為復(fù)雜,但主要在一些土壤中有以下三種細(xì)菌參加腐蝕過程:硫酸鹽還原菌、硫氧化菌、鐵菌三種。
2.2結(jié)合實(shí)際分析腐蝕原因
2.2.1鋼管鋪設(shè)條件及管道所處環(huán)境
長春市雙陽區(qū)天然氣工程是91年全面投入運(yùn)行使用的,長輸管線和市街管網(wǎng)均采用石油瀝青防腐的鋼管焊接,管網(wǎng)總長245公里,其中沿長大公路鋪設(shè)的長輸管線15公里,市街中壓管網(wǎng)23公里,市街低壓管網(wǎng)207公里,日高峰輸氣10萬立方米,負(fù)責(zé)15000戶居民,168家公共福利用戶及4家工業(yè)戶的輸配供氣任務(wù)??墒?,自95年以來,以松泰小區(qū)為先導(dǎo)的管道嚴(yán)重腐蝕穿孔和焊口開焊、管線開裂、凍裂現(xiàn)象頻繁發(fā)生,造成夏季管道出現(xiàn)水堵,冬季管線出現(xiàn)凍堵的現(xiàn)象近萬次。水堵、凍堵處理也由98年的1680次上升到99全年6113次,專業(yè)隊(duì)伍常年維修以無法保證居民正常用氣,98年以來,城區(qū)天然氣線損最高達(dá)到4696,管道的腐蝕速度逐年加快,腐蝕面積是逐漸加大,造成燃?xì)獯罅啃孤?,由此引發(fā)了多起天然氣窒息,爆燃、爆炸事故,尤為突出的是99年和2000年元月,先后發(fā)生了3起典型的、有影響的爆炸事故。
1.1夏、秋之季管網(wǎng)腐蝕狀況:
94年的夏季,就有20多戶發(fā)現(xiàn)水堵的現(xiàn)象,當(dāng)時(shí)以為是氣體內(nèi)所含的水,經(jīng)公司有關(guān)的技術(shù)人員利用壓差遞推法將水堵的管段找到,將水排除為止;而到了95年,松泰小區(qū)發(fā)生著火后,才開始引起重視,95年以來,由于地下土壤土質(zhì)密實(shí),水位較高,夏、秋之季低壓管網(wǎng)腐蝕主要表現(xiàn)為管網(wǎng)大量水堵,幾年來,我們在夏秋之季投入了大量的人力、物力、財(cái)力,利用壓差遞推法排水;鉆孔測漏法尋找漏點(diǎn)近600余起,排除了一些隱患。
1.2冬、春之季的管網(wǎng)腐蝕狀況
管網(wǎng)腐蝕在冬季和春季主要表現(xiàn)在管道凍堵的同時(shí),泄漏天然氣沿地下裂縫向地面、向暖氣溝、下水道等具有一定的空間滲漏。遇明火或靜電引燃或引爆。94年以來發(fā)生了如下典型的管網(wǎng)腐蝕現(xiàn)象:
(1)94年冬季至95年春季,松泰小區(qū)3.1公里的中、低壓室外燃?xì)夤芫W(wǎng),大面積腐蝕,經(jīng)對啟出的1日鋼管統(tǒng)計(jì),有176個(gè)圓形小孔。泄漏的燃?xì)獯胍痪用窦?,遇明火引燃;一中壓管線燃?xì)庑孤?,串入沿線的3個(gè)飯店的室外臺階,一顧客煙頭引燃,造成三個(gè)飯店門前一片火海,95年,山河路一低壓管線腐蝕穿孔,串入100米外的一居民家中起火,燒毀少量財(cái)產(chǎn)。
(2)96年冬,區(qū)醫(yī)院西側(cè),有一低壓管線腐蝕穿孔,串入一平房居民家的炕洞內(nèi)造成爆炸,將一老者從炕上掀到窗外,造成輕度受傷,97年春天,另有造紙廠南側(cè)的一15米中壓燃?xì)夤芫€腐蝕泄漏,串入一居民樓的下水,遇居民明火點(diǎn)燃,一居民遭驚嚇。
(3)97年春節(jié),區(qū)醫(yī)院西側(cè)一中壓燃?xì)夤芫€腐蝕穿孔,泄漏燃?xì)獯?20米外的一平房小賣部的煤爐底下,被居民點(diǎn)火引燃;98年冬季,禹山路一低壓主干線腐蝕泄漏,串入城市下水,沿城市下水進(jìn)入一居民的室內(nèi),一孕婦點(diǎn)燃煤爐時(shí)引爆了天然氣,造成民房爆裂,孕婦重度燒傷,一老者輕傷。
(4)自95年到2000年之間,有32起管網(wǎng)腐蝕泄漏串入居民樓的暖氣溝、下水道內(nèi)被巡線員發(fā)現(xiàn),采取了打開暖氣溝、下水道的檢查井進(jìn)行放散、并強(qiáng)制通風(fēng),控制明火和靜電,同時(shí)確定來氣方向,再利用鉆孔測漏法查找漏點(diǎn),消滅了32起重大事故隱患。
(5)99年12月至2000年1月20日期間,先后連續(xù)發(fā)生了三起爆炸事故。
a)99年12月25日商貿(mào)城南側(cè)一居民樓發(fā)生爆炸。此次爆炸是因?yàn)橛脩粲脷獠划?dāng)造成漏氣,當(dāng)用戶發(fā)現(xiàn)后,將滿屋的天然氣放散到樓道內(nèi),認(rèn)為安全后,點(diǎn)燃灶具引爆廚房及樓道內(nèi)達(dá)到爆炸極限的天然氣,將四層居民樓的一個(gè)單元整體爆裂,最后變?yōu)閺U墟。同時(shí)造成一人重度燒傷,一兒童腦顱骨骨折和一行人頜骨骨折;
b)2000年1月6日區(qū)賓館門前18米處,有一16米的φ219中壓管段發(fā)生電化學(xué)腐蝕穿孔48個(gè),泄漏的燃?xì)庋刂鴧^(qū)賓館前平臺的石頭縫隙串入地基,又沿著地基串入賓館的暖氣溝,一廚師吸煙點(diǎn)火引爆從地溝檢查口滲漏上來的天然氣,造成整個(gè)暖氣溝被炸開;一至頂層門窗玻璃被震碎;一人重度燒傷;由于賓館當(dāng)天全員放假,只有一名旅客住宿而被驚嚇。
c)2001年1月9日一低壓管線腐蝕泄漏,串入氣象局鍋爐房的配電室,一鍋爐工啟動(dòng)電器開關(guān)時(shí)引爆,造成整個(gè)鍋爐房門窗被毀,一人輕度燒傷。
2.分析鋼管腐蝕的原因
針對以上事故的發(fā)生,根據(jù)鋼管所處土壤環(huán)境,結(jié)合鋼管腐蝕的基本原理,做如下分析:
2.1鋼管腐蝕機(jī)理
2.1.1化學(xué)腐蝕:是指金屬表面與非電解質(zhì)直接發(fā)生純化學(xué)作用而引起的破壞。也就是說金屬直接和介質(zhì)接觸引起的金屬離子的溶解過程,在金屬表面均勻發(fā)生,腐蝕速度緩慢。鋼鐵在空氣中或土壤里的腐蝕就屬于這種情況。但很少見,幾乎與電化學(xué)腐蝕同時(shí)發(fā)生。
2.1.2電化學(xué)腐蝕:是指金屬表面與離子導(dǎo)電的介質(zhì)(電解質(zhì)溶液)發(fā)生電化學(xué)作用而產(chǎn)生的破壞。也就是金屬和電解質(zhì)組成原電池所發(fā)生的金屬電解過程。任何一處按電化學(xué)機(jī)理進(jìn)行的腐蝕反應(yīng)至少包含一個(gè)陽極反應(yīng)和一個(gè)陰極反應(yīng),并以流過金屬內(nèi)部的電子流和介質(zhì)中的離子流聯(lián)系在一起。陽極反應(yīng),是金屬離子從金屬轉(zhuǎn)移到介質(zhì)中和放出電子的過程,陰極反應(yīng)則是介質(zhì)中氧化劑組分吸收來自陽極的電子還原過程。金屬與電解質(zhì)之間存在一個(gè)帶電的界面,與此界面有關(guān)的因素都會影響腐蝕過程的進(jìn)行。其實(shí)質(zhì)是浸在電解質(zhì)溶液中的金屬表面上形成了以金屬為陽極的腐蝕電池。包括異金屬接觸產(chǎn)生的腐蝕原電池、鋼管本身成分含量復(fù)雜產(chǎn)生的原電池、氧濃差產(chǎn)生腐蝕原電池、鹽濃差腐蝕原電池和直流雜散電流腐蝕、交流雜散電流腐蝕。
2.1.3細(xì)菌腐蝕:細(xì)菌對鋼鐵的腐蝕機(jī)理較為復(fù)雜,但主要在一些土壤中有以下三種細(xì)菌參加腐蝕過程:硫酸鹽還原菌、硫氧化菌、鐵菌三種。
2.2結(jié)合實(shí)際分析腐蝕原因
2.2.1鋼管鋪設(shè)條件及管道所處環(huán)境