目前，我國石油、天然氣資源的輸送主要依靠長 距離埋地管道來實現，管材一般為鋼制螺旋焊管.由 于長輸管道均采用埋地方式鋪設，穿越地段地形復 雜，土壤性質各異，土壤對管道有著不同程度且很強 的腐蝕性.因此，為了防止土壤介質條件下的管道遭 受腐蝕，管道外表面均采用涂覆涂層(國內主要是瀝 青玻璃布防腐層）的方法進行管道外防腐，同時，為 防止涂層局部缺陷造成的管道局部腐蝕，長輸管道 大都采取了外加電流強制陰極保護，形成了雙層保 護體系，以期最大限度地降低腐蝕發生的可能性.

然而，近幾年內在對于長輸管道腐蝕、防護狀況 調查和管道防腐層大修過程中發現，在管道某些部 位，防腐層外觀看上去似乎完整無缺，此處陰極保護 電位也處于有效范圍.但是，將防腐層剝開后，防腐 層下面的管道表面已形成了明顯的，甚至是嚴重的 局部腐蝕.這種在防腐層和有效陰極保護雙重保護 措施下都未能有效地阻止管道腐蝕或腐蝕穿孔的區 域稱之為“陰極保護死區（簡稱陰保死區)”，其腐蝕 現象叫“陰極保護死區腐蝕”.這一類局部腐蝕隱蔽 性強，難以發現，但破壞力大，危害嚴重，是目前造成 長輸管道腐蝕穿孔的主要原因之一.此現象已引起 相關學者的注意.

1形成的原因及部位

對于實施了雙重保護的長輸管道來說，管道建 設及涂層大修時，由于施工條件等原因，往往難以保 證涂層質量，造成防腐涂層局部存在某些缺陷，防腐 層絕緣電阻率低，防腐層與管道之間結合力差等一 系列問題.特別是長輸管道服役一定時間后(我國東 部管網大都運行近30年了），防腐層已到或接近大

修期，防腐層老化、龜裂、剝離、破損現象嚴重，防腐 層與管道本體金屬粘結力下降，防腐層與管道表面 產生縫隙.如1994年?1995年期間對魯寧線（山東 臨邑-江蘇儀征輸油管線）、濮臨線(河南濮陽-山 東臨邑輸油管線）、滄臨線(河北滄州-山東臨邑輸 油管線)進行防腐層絕緣電阻率測試，其結果表明質 量一般和差級防腐層已占到20 %，1999年、2000年 分別對濮臨線和東臨老線（山東東營-山東臨邑輸 油管線)再次進行防腐層絕緣電阻率測試，質量一般 和差級防腐層已占到30 %.近年管道防腐層檢補漏 中發現，管道防腐層漏鐵點逐年增加.東臨老線長 172 km，其漏鐵點高達1389處，大漏點占45 %.管 道焊縫處、固定墩處、套管處、彎頭處等，這些特殊部 位因其特定的幾何形狀，防腐施工時，其防腐層與管 道表面易形成間隙、縫隙.這些都是陰保死區常見之 處，一旦防腐層老化、破損，就會發生陰保死區腐蝕. 如滄臨線一部分腐蝕穿孔就發生在固定墩、彎頭、帶 有加強板的特殊管段等部位.

2腐蝕的特點和機理分析

2.1腐蝕特點

近年內，對滄臨線、濮臨線進行腐蝕調查發現， 陰保死區腐蝕現象歸納起來有以下幾個特點：

防腐層與管道表面產生剝離，形成縫隙空 間;或由于管道本身的結構特征，使防腐層與管道之 間存在縫隙空間—月保死區.

在陰保死區附近的防腐層中存在孔眼，孔眼 與陰保死區(腐蝕區)之間有液流通道.

腐蝕區及液流通道往往有白色鹽類結晶.

腐蝕形態為坑狀腐蝕，更多的是麻坑狀腐 蝕.嚴重腐蝕(穿孔)多發生在孔眼較大的陰保死區 內.孔眼較小的陰保死區其腐蝕很輕.

腐蝕嚴重部位管道保護電位多在-0.85 V? -0.95 V(CuSO4參比電極,以下同)之間.而整體電 位都在-1. 0 V?-1.3 V之間的管道未發現有陰保 死區腐蝕嚴重現象,如魯寧線、中洛線、魏荊線.

6.腐蝕嚴重的位置在管道中心線橫向截面以 下,即管體外圍下半周.

2.2陰保死區腐蝕機理分析

管道表面一旦形成陰保死區,若附近防腐層存 在微孔和液流通道時，由于雨季的來臨,地下水位上 升,充分溶解了土壤中各種鹽類的地下水將逐漸滲 入液流通道之中,然后向這個適宜的空間-陰保死 區浸潤、擴散,使這個適宜的空間內逐漸充滿腐蝕性 介質.此種情況下,管道、死區內的腐蝕性介質、防腐 層、土壤成為一體,管道處于一種腐蝕性較強的溶液 介質中,而不是“原意義”的:土壤”中,此時管道的自 然腐蝕電位已不是在原意義的土壤中的自然腐蝕電 位,而是更負，再按照-0. 85 V這個界限對管道進 行陰極極化，已不可能有效控制死區內管道的腐蝕, 并不是陰保失去了作用,而是陰極極化電流小,極化 后,未能完全消除管道上腐蝕原電池中的犧牲陽極, 其原電池腐蝕繼續發生.電化學腐蝕反應為：

Fe -Fe2+ +2e O2 +2H2O + 4e -4OH-

陽極反應生成的堿性環境,促使Fe2+向Fe3 + (Fe3〇4)的反應方向進行.死區內管道表面介質中含 氧濃度隨反應的進行逐漸降低,外面供給不足,此時 發生另一種反應：

2H2O+2e ^H2 +2OH-

由于氫氣的生成,既加速陰保死區防腐層缺陷 邊緣的老化和局部隆起,又加劇了防腐層的陰極剝 離.如果土壤呈酸性環境,腐蝕將加劇.故需要更大 的保護電流才能抑制腐蝕反應,在電位上表現為陰 保電位更負.

若死區內滲入的含有各種鹽類的水很少,死區 空間局部充滿水,充滿水的部分其腐蝕反應同上.未 充滿水的部位,防腐層與管體處于斷路狀態,此時防 腐層起屏蔽作用，陰保失效,而腐蝕反應終因腐蝕性 介質不過量和供給不及時而終止,管體腐蝕相對較 輕.其電化學反應同上.死區局部充滿水的,都是死 區上部無水,而在下部有水,所以腐蝕多發生在下半 周.死區內的腐蝕主要是管體在充滿含有各種鹽類 水(比土壤更強的一種電解質）的電化學腐蝕.我國 東部管網,尤其是管道儲運公司管網，處于黃、淮河 流域,地下水位高,且雨季長,雨量大,死區內多因微 孔的存在經常交替充滿大量的含有各種鹽類的腐蝕 性介質,加劇了管道的腐蝕.

3控制腐蝕的技術措施

由于管道處于充滿含有各種鹽類、腐蝕性較強 的電解質溶液的陰保死區內,其腐蝕電位大小,還沒 有一種可行的科學測量方法.因此,無法確定其最低 陰極保護電位標準.但是,根據滄臨線、濮臨線、東黃 老線、東臨老線腐蝕調查的結果看，陰保死區腐蝕穿 孔多發生在陰保電位處于-0.85?-1.0 V之間， 其中主要在-0.85?-0.95 V之間,可見,只要管 道陰保電位維持在-1.00 V以下,死區內的腐蝕已 基本能控制.筆者在多年的實際管道管理中采取了 以下措施,使死區腐蝕得以有效控制.

年年開展管道防腐層檢補漏工作.在役管線 防腐層受環境的影響,逐年老化、剝離、破損,檢補漏 就是消除這些漏鐵點,消除陰保死區和陰保死區防腐 層上的微孔及液流通道.如魯寧線,因年年堅持做防 腐層檢補漏，自1978年建成投產至今,未發生一次腐 蝕穿孔現象,管線腐蝕調查發現,管道維護狀況良好.

防腐層大修.通常是4年?5年一次防腐層 質量測量,主要測量防腐層絕緣電阻率,以判斷防腐 層質量.對于防腐層質量差的管段,必須進行大修.

調整外加電流陰極保護系統運行參數.死區 內管道腐蝕穿孔多發生在電位處于-0.85 V?- 0. 95 V區域內，在雙重保護體系允許的情況下,調 整恒電位儀運行參數,使陰保電位盡量負于-1.0 V.這種方法受到防腐層整體質量的限制,特別是對 于瀝青類防腐層，電位太負（小于-1. 5 V)易析氫, 促進防腐層剝離.

增埋犧牲陽極,改善外加電流陰保系統運行 參數.在防腐層老化嚴重段，電位大于-1. 00 V的管 段增補犧牲陽極(最好是帶狀陽極），以輔助外加電流 陰保系統提高全線陰保電位,有效控制死區腐蝕.滄 臨線、濮臨線、東臨老線、東黃老線均采用此方法,實 踐證明效果良好,腐蝕穿孔的勢頭得到有效控制.

對于新管線盡量采用粘結力強、理化性能穩 定、強度大的新型防腐層.盡管一次性投資大,但今 后的管理和維修費用低.最好研制一種緩蝕劑,添加 到該瀝青中,在涂層與管道間涂加一層帶緩蝕劑的 涂層,有可能阻止陰保死區腐蝕的發生.

在役管線,隨著時間的增長,防腐層缺陷由小變 大,導致大面積失效和變質,且程度不一.陰極保護 抑制每個缺陷處的腐蝕反應所需的保護電流密度都 是不同的，陰保死區內的保護更加復雜和困難.這些 變量的復雜性使得一條老管線的腐蝕控制必須采取 上述方法綜合處理,且要定期進行必要的調整,才能 保證雙重保護體系下的管線腐蝕得到有效控制.