城市燃气管道腐蚀影响因素分析

1.管道腐蚀状况与土壤环境的综合分析

地下燃气管道处在土壤环境中，其腐蚀状况既取决于管道本身，也取决于环境，具体地说，取决于环境的腐蚀性。由于城市燃气管体与环境的交互作用相当复杂，土壤理化性能会影响防腐层的老化破损进程，土壤腐蚀性和杂散电流情况又直接决定破损处的腐蚀速度。对于防腐结构良好的长输管道，腐蚀电流通道几乎被防腐层完全隔断，少量破损受到阴极保护电流的作用，一般不会发生穿孔泄漏，因而环境腐蚀性的影响很小。需要注意的是，现有一些评估系统都侧重于管体本身，对环境的影响重视不够。对于城市燃气管道，防腐层缺陷很多，阴极保护又不正常，环境腐蚀性的影响就非常显著。如果环境腐蚀性较强，管体很快就会发生穿孔泄漏，而环境腐蚀性较弱，则可以在很长时间内维持正常运行。因此，城市燃气管道的腐蚀防护状况评估，必须将管体腐蚀与环境腐蚀性综合考虑。

2.腐蚀主要影响因素及分级

（1）主要腐蚀影响因素

城市燃气管道腐蚀状况取决于防腐层现状、阴极保护有效性、土壤理化性能、杂散电流分布等诸多方面，凡是影响上述方面的因素都有可能直接或间接地影响管道的腐蚀状况。许多因素对腐蚀状况的影响是非线性的，各因素之间有着不同的相关程度。这些因素多达40余个，完全测取需要很长时间和巨大投资，且各数据间存在大量的信息重复，使模型变量维数加大，因而有必要根据城市燃气管道的具体情况，进行降维预处理。

【例6-1】首先通过聚类分析，依据12个样本管段检测数据和开挖情况，对影响腐蚀防护状况的因素进行相关性和聚类分析。结果表明：影响腐蚀防护状况的44个因素在相关系数大于0.5的条件下，明显地聚为8类。为了从同类因素中选取有代表性的特征因素，对同类因素进行主成分分析，以贡献率作为选择特征因素的依据，同时也对44个因素直接进行主成分分析，以避免聚类分析可能产生的漏项。最后通过SPSS软件分析可知，整合出的8个主要因素的特征贡献率已达到95.1%。从而既保证了数据的科学完整，又避免了不必要的工作量。

影响管道腐蚀穿孔导致泄漏的主要因素包括：防腐层种类；钢管壁厚；建设监理力度；运行年数；土壤腐蚀性；管地电位；防腐层绝缘性（电阻率）；缺陷线密度。

（2）主要腐蚀影响因素分级(www.xing528.com)

借鉴国内外相关标准，可制定出适合于风险评估需要的8个主要因素的分级体系，见表6-1。

表6-1中的建设监理力度意在体现管段建设原始质量的参差不齐，取决于建设单位的实际资质、对其所建工程的普遍评价、建设时期监理制度的总体情况、管段竣工资料的完善程度、管段首次腐蚀泄漏时运行时间等。

表6-1 主要影响因素及等级一览表

对防腐层绝缘性分级则消化吸取国外检测技术，并实现了与国内判据的有机衔接。另外，课题组还通过逾200km的实际检测数据，用神经网络模型确定了各影响因素对腐蚀防护状况的贡献，得到较为符合实际情况的结果。

在此基础上，形成完整的测试体系和分级标准，并为相关燃气企业制定出企业标准《地下钢质燃气管道防腐检测与验收技术规程》，并实际应用于新建燃气管道的竣工验收和在役管道的周期检测。同时，在生产调度管理系统平台上建立起适合城市燃气的管道资料数据库和外挂评估模块，为今后动态评估奠定了坚实的基础。