钢管对穿打孔方法

主要可能是弯曲曲率问题，扩孔器具和材质问题也是重要因素。

尤其是工艺，弯曲后扩孔，出现裂纹的可能性要比扩孔后弯曲大得多。因此，可能的话，最好先扩孔，后弯曲。如不行换材料试试。

在不能换材料的情况下，扩孔器具的改进。会使你获得明显的效果。只是不知你的扩孔器的结构，不好提改进意见。

管坯穿孔方式有压力冲孔、斜轧穿孔和推轧穿孔三种方式。

压力冲孔就是在压力机上冲孔。首先将加热好的方坯或钢锭装入圆形模中，然后压力机驱动带有冲头的冲杆在管坯中心部分冲出一个圆孔。中心被挤出的金属正好填满的方坯或圆坯和圆形模的间隙，其变形量很小，延伸系数最大不超过1.1。

斜扎穿孔按照轧辊的数目可分为二辊斜轧穿孔和三辊斜轧穿孔机。按照轧辊的形状分为盘式穿孔机、锥形辊穿孔机和桶形辊穿孔机。

推轧穿孔机方式是压力冲孔的改进。把固定的圆锥形模改成带圆孔型的一对轧辊。这对轧辊由电动机带动旋转，旋转的轧辊将管坯咬入轧辊的孔型，而固定在孔型的冲头便将管坯中心穿出一个圆孔。为了便于轧制，在管坯的尾端加一个后推的液压缸，因此叫推轧穿孔。这种穿孔机使用方坯，穿出的毛管较短，延伸系数不大于1.1。

上述的三张穿孔的方式，斜轧穿孔在无缝钢管的生产中应用最为广泛。

精密无缝钢管是冷拔或者精轧后的一种高精密的无缝钢管。因为精密钢管的内外表面光洁度好，性能优，所以精密无缝钢管成为了汽车零配件和精密机械零配件的优选。客户在采购精密无缝钢管的同时也应该了解一下精密无缝钢管生产厂 制作流程，让您对自己的产品更了解。今天天展小编给您做一下制作流程介绍。

精密无缝钢管生产厂

精缝无缝钢管的制作需要使用专业的设备加工成型，从穿孔到成品各种设备之间相互配合，才能制作出理想的产品品质。生产工艺也是非常重要的环节，要根据不同的材料、产品尺寸、性能要求等等，来选用与之相对应的加工工艺。

以上的这些准备工作完成后，就可以正式开始进入生产了，天展的生产流程是先对圆钢进行检测，如果圆钢合格则进行穿孔，然后再进行酸洗、清洗、退火、实施加工工艺、矫直、检验、打包入库。这样最终的成品就出来了， 精密无缝钢管生产厂天展会在每道生产工艺进行巡检、并在成品处根根质检，以保证产品的品质。

精密无缝钢管的优点：

1. 精密无缝管的内外光洁度好，内孔光滑干净，减少了一般无缝管加工前期对表面浮锈的处理环节，可为客户生产节省大量时间。

2. 因为精密无缝管的尺寸非常精密，可大大减少工件的加工量，提高材料的利用率。

以上便是天展钢管对精密无缝钢管生产厂制作流程介绍，天展钢管的精密无缝钢管可以为客户解决利用率低，难加工的情况，既节约了材料资源，又缩短了加工时间。这样，不仅为生产企业降低了成本，还在同样的单位时间内增加了产品的产量，提高了生产企业的产能和竞争力。

鞍山钢铁股份有限公司无缝钢管厂(简称鞍钢无缝钢管厂)在Φ219mm穿孔机组上穿制接箍坯料J55钢级Ф107.95mm×15mm无缝钢管时,钢管容易出现内折缺陷,导致钢管降级或报废。在对穿孔过程中各轧制参数进行分析时发现,内折缺陷的形状和大小随着顶前压下率、压缩次数及孔型椭圆度系数等参数的改变而变化。因此,在参数调整基准试验的基础上,改变穿孔过程中的顶前压下率、压缩次数及孔型椭圆度系数等参数,以期达到消除J55钢级Ф107.95mm×15mm无缝钢管穿孔内折缺陷的目的。

斜轧穿孔原理 [来源：www.gang123.cn] [作者：中国钢管网] [日期：09-06-15] [热度：100] 文字大小: 大 中 小斜轧穿孔原理(deformation theory of cross piercing process)关于斜轧穿孔(见管坯穿孔)运动学、咬入、金属变形及流动、应力和应变分布、力能参数等的基本理论，是轧制原理的一部分。斜轧穿孔运动学 斜轧穿孔运动学的特征是：穿孔机轧辊向同一方向旋转，轧辊轴线相对于轧制线倾斜，圆管坯进入轧辊后，一方面被金属与轧辊之间的摩擦力带动，作反轧辊旋转方向的旋转，同时由于轧辊轴线对管坯轴线(轧制轴线)有一倾角(前进角)，管坯又沿轴向移动，故呈螺旋运动。表示螺旋运动的基本参数有：切向运动速度、轴向运动速度和管坯每半转的位移值(称螺距)。轧辊轴线和轧制线相交点的速度存在着以下的关系。如交点上轧辊圆周速度为W，则按图1W可分解为两个分量：(1)切向旋转速度VB(2)轴向前进速度UB式中D为所讨论截面轧辊的直径，mm；nB为轧辊转速，r／min；α为前进角， (o) 。在轧制过程中，由于管坯靠轧辊带动而运动，理论上轧辊将把相应的速度传给金属，使金属产生和Vb相等的切向速度Vm及和UB相等的轴向速度UM。实际上两者并不相等，因金属和轧辊之间存在滑动。两者用滑移系数来表示相差的程度。管坯(金属)实际切向和轴向速度应为：式中分别为切向和轴向滑移系数，一般两者都小于1。在生产中最有实际意义的是毛管离开轧辊时的轴向速度，轴向出口速度愈大，生产能力也愈高。如果代表出口处滑移系数，则按式(1)、(2)求出的VM和UM为毛管离开轧辊的切向和轴向速度。生产实践证明，凡是增加顶头和导板轴向阻力的因素，都会使减小，凡是增大轧辊曳入摩擦力的因素都会使增加。根据生产和实验测定，二辊斜轧穿孔时(出口)一般为0.5～0.9。(3)在轧辊出口处毛管的螺距t0可由下式求出：式中D0为管子直径，mm；α为前进角， (o) 。二辊斜轧穿孔时使管坯转动的力平衡条件用下式表示(顶头摩擦阻力矩的影响很小，忽略不计)：式中和为切向前滑区和后滑区的摩擦力矩；MP为轧辊正压力产生的阻力矩；ML为来自导板的摩擦力矩。图2是管坯旋转时的受力分析。由式(3)看出，只有切向后滑区中的摩擦力矩为带动管坯旋转的力矩，而其他力矩都是阻止管坯旋转的力矩。因此，在切向上存在着较大的后滑区是实现管坯转动的必要条件。二辊斜轧穿孔变形区中的轴向作用力如图3所示。作用在管坯轴向上力的平衡条件可用下式表示：式中P1x，P2x为轧辊进出口锥上正压力的轴向分量；Tx为轧辊上摩擦力；PLx，TLx为作用在导板上的正压力和摩擦力的轴向分量；Q为顶头轴向阻力。管坯轴向运动是Tx作用的结果，因为P1x和P2x值很小。其他作用力都是阻止金属轴向移动的力。Tx要带动管坯作轴向移动，则Tx的方向必须和金属运动方向相一致。这要求轧辊轴向速度大于金属轴向移动速度，即整个变形区或变形区中绝大部分须为后滑区，金属的轴向移动条件才能建立。当轴向阻力增加时，如果穿孔过程还能建立，要达到新的力平衡条件，坯料的轴向移动速度必然降低。其结果是，一方面金属和轧辊之间的滑动增加，减小，导致Tx增大，另一方面由于金属轴向移动速度减小，导致每半转变形量减小，最终导致轴向力减小，因而穿孔过程还能继续进行。但当Tx靠速度调节不能大于轴向阻力时或切向摩擦力矩小于转动阻力矩时，穿孔过程就不能进行，即生产中常出现的轧卡。斜轧穿孔过程中产生全部后滑的实质，主要是顶头阻力的影响。要使穿孔过程顺利进行并减小金属和工具的滑动，提高穿孔速度，重要的是减小轴向阻力和切向阻力矩，或者增加轴向曳入摩擦力和带动坯料旋转的摩擦力矩。据此，如果穿孔过程中加一后推力或前拉力，采用主动驱动顶头，取消导板(如带导盘二辊斜轧穿孔、三辊斜轧穿孔)，在轧辊入口锥表面上刻痕以及对顶头进行润滑等，都可改变力的平衡条件，有利于建立管坯旋转和轴向移动条件，减小滑动，强化穿孔过程并减少轧卡现象。斜轧穿孔时的咬人条件 斜轧穿孔过程存在着两次咬入。轧件和轧辊刚接触的瞬间由轧辊带动轧件运动而把轧件曳入变形区中，称第一次咬入。当金属进入变形区和顶头相遇时，克服顶头的轴向阻力而继续前进，称第二次咬入。满足一次咬入的条件并不一定就能实现二次咬入。在生产实践中还常有二次咬入时由于轴向阻力太大，管料前进运动停止而旋转运动仍可继续的情况。一次咬入条件 如果能保证管坯旋转和随后的轴向曳入条件，第一次咬入就能实现。使管坯旋转的条件由下式确定：MT≥MP+MQ+Mi式中MT为使管坯旋转的总力矩，在没有附加旋转力矩时为轧辊带动管坯的旋转摩擦力矩；MP为由正压力产生的阻止坯料旋转的总力矩，称正压力作用力矩；MQ为推料机的外推力在管坯后端产生的摩擦力矩；Mi为管坯旋转时的惯性矩(对轴)。使管坯曳入的条件由下式确定：1/2P’—Px+Tx=0式中P’为外推力；．Px为一个轧辊作用在管坯上的正压力在x轴上投影；Tx为一个轧辊作用在管坯上的摩擦力在x轴上投影。为了把金属曳入变形区中，必须有足够的Tx。正压力是阻止金属被曳入的，外推力是帮助曳入的。由于正压力的轴向分量很小，故实现一次咬入是不困难的。二次咬入条件二次咬入时的轴向力平衡条件为：当没有后推力时(图4)2(Tx—Px)—Q’=0当有后推力时2(Tx—Px)—Q’+P’=0式中Q’为顶头的轴向阻力；P’为后推力。由上两式看出，同一次咬入相比二次咬入时又增加了一个顶头阻力Q’，因此要实现二次咬入，就必须使(忽略后推力)2Tx>Q’+Px’不难看出，Tx的大小主要同顶头前压缩率有关，顶头前压缩率愈大，则一次咬入到二次咬入间金属和轧辊的接触面积也愈大，Tx增大。因此为了保证二次咬入的实现，就要有一定的顶头前压缩率，因此顶头前压缩率是一个重要的变形参数。生产中得出，在二辊穿孔机上为实现二次咬入，顶头前压缩率一般不应小于4%。增大Tx的措施，一是减小轧辊入口锥角(同时可减小Px)；二是加大顶头前压缩率；三是增大金属和轧辊间的摩擦系数。减少顶头阻力的办法是减小顶头鼻部的半径及造成有利于减小Q’的顶头前管坯中心的应力状态。正确调整顶头位置是很重要的，因为当压缩带的压缩率一定时，改变顶头位置则顶头前压缩率即发生变化。生产中当二次咬入不好时常把顶头向后移，以适当加大顶头前压缩率或采用定心的管坯等。二次咬入时不希望轧件和导板相接触，避免增加轴向阻力。在生产中还有影响二次咬入的其他因素，应根据不同情况进行具体分析。从理论上讲，凡利于增大Tx的因素都有利于二次咬入，凡增大Px和Q’的因素都不利于二次咬入。斜轧穿孔时金属的变形和流动 斜轧穿孔过程中存在着两种变形，即基本变形(宏观变形)和附加变形(不均匀变形)。基本变形是指外观的形状的变化，即可直接观察到的宏观变形，与材料性质无关。附加变形指的是材料内部的直接观察不到的变形，是由金属的内应力引起的。基本变形由一个实心圆坯料穿成一个空心坯(毛管)的过程中，宏观变形包括延伸变形(伸长)、周向变形(直径变化)和径向变形(壁厚压缩)。沿变形区长度上各断面3个方向的变形分布如图5所示。按体积不变条件，基本变形的尺寸关系可用下式表示：式中L0、Lz为毛管和管坯的长度；D0、S0为毛管的外径和壁厚；dz为管坯直径。附加变形包括纵向剪切变形、切向(圆周方向)剪切变形和扭转变形。附加变形会带来一系列的后果，如使变形时能耗增加，引起附加应力(内应力)；易导致毛管内外表面缺陷和内部产生缺陷等。附加变形一般难于从管坯外观上直接观察到，因此要采用特殊的试件(坯料)进行研究。穿孔毛管纵剖面的实际变形情况如图6。(1)纵向剪切变形。由图6看出，内层金属的轴向流动较外层慢，变形时内层金属阻止外层金属作轴向内表面图6管材纵向剪切变形流动，在各层金属之间产生纵向剪切变形。纵向剪切变形是顶头的轴向阻力造成的。因穿孔时轧辊带动管材作轴向流动，而顶头则阻止金属轴向流动，最终导致各层金属轴向流动有差异。但是各层金属又是相互联系的一个整体，不能分离(分离则意味着破裂)。因此在各层金属间必然要产生附加变形和附加应力，常使同轧辊和顶头直接接触的表层出现缺陷，或者使管坯表面原有的缺陷发展或扩大。(2)切向剪切变形。在顶头上的穿孔开始阶段，由于顶头表面的圆周速度大于金属的切向流动速度，顶头如同轧辊一样也带动金属向切向流动，这样与顶头直接接触的内表面金属的切向流动速度大于管壁的中间层，原来为直线形的条痕变形后呈c形曲线分布；而且随着管壁变形程度的加大，曲线弯曲程度也加大。这样，在各层金属之间将产生较大的切向剪切变形(图7)。(3)扭转变形。斜轧穿孔过程还产生扭转附加变形(图8)。如当管坯上沿长度方向有一直线折叠(多由轧制管坯时出耳子造成的)时，穿孔后直线折叠变成大螺旋形折叠。又如加热管坯产生阴阳面时，穿孔过程中管坯上的阴阳面在毛管上呈大螺旋形分布，这些现象都是由扭转变形造成的。扭转变形是由管坯和轧辊之间运动、变形的相互矛盾而引起的。在轧制实心坯阶段扭转变形很小，到在顶头上轧制阶段扭转变形急剧增加。斜轧实心圆坯时的应力及变形—孔腔形成 斜轧实心圆坯时，常易出现金属中心破裂现象(形成孔腔)。在顶头前过早地形成孔腔，会在穿孔后毛管内表面出现大量的内折叠缺陷，恶化毛管内表面质量，造成废品。在穿孔工艺中力求避免过早形成孔腔，这是确定穿孔工艺制度的前提。孔腔的形成归根结底是由金属中的应力状态和变形状态所决定的。 斜轧实心圆坯时的应力和变形状态 斜轧实心圆坯时的变形如图9。轧制开始时在外力作用下沿外力方向上各单元体受到压应力的作用，在横(切)向上管坯没有受到其他外力的作用，但如果考虑到金属横向、纵向流动时，轧辊和金属之间将产生阻止金属横向、纵向流动的摩擦力。此外在横向上处于轧辊直接作用区内(图9a)的单元体还受到其两侧的间接作用区的挤压应力的作用，以及由于表层金属流动时还受到内层限制外层流动的压应力作用，可认为该区中金属受三向压应力状态。相反，在中心区则受到外层给予的拉应力。假设在一个圆管坯横断面上画上若干个同心圆环，外层的圆环由于塑性变形将增大圆周长度(横向扩展)，而内层圆环由于塑性变形较小，圆周周长增加得较少。中心部分塑性变形更小，横向扩展也更小。这样如果各圆环之间不相联系，则变形后将成如图10所示的情况。实际上金属是一整体，外层变形金属必然要强制中心部分金属向横向扩展，从而产生较大的拉应力。同一道理，外层的变形金属也会对中心部分金属产生一个纵向(轴向)拉应力。斜轧刚开始，也就是圆管坯旋转角还很小时，管坯表层金属的应力状态是三向压应力，而在管料中心区的应力状态是一向压、两向拉，即外力方向上为压缩应力，轴向为拉伸应力，横向也是拉伸应力。随着旋转角的增加，金属塑性区由表面向中心渗透(图96)。管坯中心塑性区不仅经受拉应力作用，而且还经受切应力作用。与此同时切应力和横向拉应力还在不断改变方向(反复应力)和积累，在这些应力综合作用下有可能产生中心破裂(图9c)。分析管坯中心破裂机理认为，拉伸应力对裂缝的形成和发展起着重大作用。金属在塑性变形过程中因滑移、孪晶(见孪生)等变形结果而产生的微小裂缝，在拉应力作用下会迅速扩展起来，最终当大量裂缝相连接后造成中心破裂(孔腔)。切应力可使金属的一部分和另一部分之间产生相对滑移，当切应力还未超过材料的断裂强度，即还没有把整块金属切断之前，金属各个部分之间还存在一定的联系，而垂直于微裂缝的拉应力使裂缝两侧的金属迅速离开，加大裂缝的面积，最后使金属两部分之间完全失掉联系而破裂。切应力和正应力反复不断变换方向，在一定程度上削弱金属的强度，因而也促进中心破裂的发生和发展。影响孔腔形成的因素(1)钢的自然塑性。钢的自然塑性是由钢的化学成分、冶炼质量以及组织状态决定的，而组织状态又受管坯加热温度和时间的影响。钢的自然塑性决定着钢在塑性变形过程中产生破坏的倾向。但斜轧穿孔常不用自然塑性，而用穿孔性能表示管坯中心产生破裂的倾向。穿孔性能好则表示穿孔过程中不易发生金属中心破裂。穿孑L性能和钢的塑性有关，一般塑性越好则穿孔性能也越好。(2)顶头前压缩率。顶头前压缩率愈大则变形不均匀程度也愈大，导致管坯中心区的切应力和拉应力增加，易促使孔腔形成。一般用临界压缩率来表示对最大顶头前压缩率的限制。(3)轧件椭圆度。在二辊斜轧穿孔的变形区中，管坯横断面椭圆度愈大，则横向不均匀变形程度也愈大，并将导致管坯中心区的横向拉应力、切应力以及反复应力作用的增加。在斜轧穿孔中采用过大椭圆度对产品质量是不利的。(4)压缩次数。压缩次数的增加导致孔腔形成倾向增加。下列情况常导致压缩次数增加：总的直径压缩量提高而单位压缩量不变；总压缩量一定而变形区长度加大(如减小轧辊入口锥锥角和前进角时)以及金属轴向滑移增加等。(5)加热制度。主要是在管坯加热时要保证有良好的加工组织，有较小的热应力以及防止过热和过烧。斜轧穿孔作用力及力矩 穿孔时的作用力有作用在轧辊上的力、作用在导板上的力和作用在顶头上的力。对于斜轧穿孔作用力的研究尚很不充分。已有的理论计算公式多用格莱依(A．Geleji)公式和采利科夫()公式。但这些公式都是把复杂的斜轧变形做了过多的简化和假定而导出的，和实测资料相比，数值相差有时达1倍以上。为了实际应用，多采用实测资料或在实测资料基础上总结出的半经验公式。轧制力金属对轧辊的轧制力由下式确定：P=Pc/F式中P为轧制力，N；Pc为平均轧制单位压力，MPa；F为轧辊同轧件的接触面积，mm2。为了确定斜轧穿孔的轧制力首先应求出接触面积。用下面经验公式确定中小轧机的接触面积有足够的精度：F=54dz式中dz为坯料直径，mm。平均轧制单位压力可根据实测资料选取，如表所示。根据实测数据回归的轧制力(kN)公式(碳钢)为：P=4.9dz—（78.4~98.0）轴向力用下面经验公式确定：Q=bP式中b为系数，一般取0.3～0.4，温度低、厚壁管和前进角大时取大值。导板力据实测数据得出导板力PL为：PL=(0.15～0.27)P轧件椭圆度小时取大值。轧制力矩 (kN�6�1m)M=Pyb+(Pz+Qsinα)Dn／2式中Dn为压缩带处轧辊直径，mm；α为前进角，(o) ；Q为轴向力，kN；b为力臂，取等于接触面积的平均宽度(等于F/L，L为变形区长度，F为接触面积)，mm；Pz为切向摩擦力，等于Ptanψ，kN；Py为轧制力，kN；ψ为夹角， (o)；由几何关系得出：tan（ψ/2）=b／dz；dz为压缩带处坯料直径，见图11。电机功率(kW)。式中nb为轧辊转速，r／min；为机械效率；M为传动两个轧辊所需的力矩；Mr为总(两个轧辊)摩擦力矩；W为轧辊角速度=nBπ/30。关于斜轧穿孑L(见管坯穿孔)运动学、咬入、金属变形及流动、应力和应变分布、力能参数等的基本理论，是轧制原理的一部分

只是为了增加顶头的高温耐磨性，实际上使用什么样材质的顶头并没有完全统一的标准，合金元素的比例也都不太一样，例如轧制不锈钢时就要选用含钴元素的顶头，但是你说我非要用普通顶头那也不是不可以，只是可能寿命要相对低一些。所以只要综合成本与质量能够达到更优化，那么使用什么材质的顶头都可以。不过目前来说绝大多数顶头里都含有钼元素，只是各厂所使用的比例并不完全一样，这也是每个厂的技术机密吧。

钢管各及分段要设置什么以便维修，1. 、焊接法。适用于钢管的穿孔,裂纹等引起的泄漏,对于低压管道小的穿孔和宽度小于10mm的裂纹,可加工坡口后直接焊接对大面积因腐蚀而使管壁减薄情况,一般是

2. 、夹具(管卡)堵漏在管道泄漏的地方,用管卡,垫上橡胶板,石棉绳等软质垫料后箍紧。

1.1电化学腐蚀的方式

城市燃气钢管多埋与地下，其腐蚀多伴随接触土壤产生，因此，需要对土壤腐蚀环境有一定的掌握。作为一种混合物，土壤的组成包括了固、液、气三态物质，土壤中的胶体周围存在一些阴离子电荷，如若有水分渗入土壤，那么土壤便相当于一些多相电解质，且其拥有一定的腐蚀性，当接触到金属钢管时，会有电化学反应产生，进而腐蚀钢管。

土壤里电化学反应对于城市燃气钢管的腐蚀分两类，分别是宏电池和微电池腐蚀。宏电池腐蚀主要发生在两种土壤分界处，当有金属钢管同时分布在两种土壤中时，在土壤分界处极易产生程度较大的腐蚀现象，并且这种电池性腐蚀的阴阳极区较为明显，诸如氧浓差、盐浓差等腐蚀均属此类。微电池腐蚀主要发生在金属表面，其产生原因主要分为两种，其一是因土壤中的物质结构差异性较大造成的，其二是由钢管自身结构差异性较大造成的。

1.2电化学腐蚀的机理

金属钢管接触到两种不一样类型的土壤，在两种界面会产生不一致的电位，致使金属上存在两种电位差，且土壤是导电物质，极易为腐蚀宏电池提供回路。因此，金属发生宏电池腐蚀时因为金属上面存在电位差造成的。因土壤结构存在差异性，同时与之接触的不同物质还存在特定的结构和形态，因此，宏电池腐蚀发生面较广、复杂性较高。根据我国社科院的实验表明，对于金属物件，宏电池对其腐蚀性很强，一般为微电池腐蚀强度的10倍，并且因宏电池腐蚀多发生在土壤结构相异处，多属局部区域的腐蚀，极易产生燃气钢管穿孔。与宏电池腐蚀相比，微电池类型腐蚀强度较小，且分布较为均匀，且阴、阳极区并不明显，因此，它对城市燃气钢管的腐蚀性不强。

1.3氧浓差电池

当在结构存在差异的土壤中埋设城市燃气钢管时，因土壤密度不同会导致其通气状况不一致，接触通气性较好的这部分土壤的钢管的电位相对较高，在所形成的氧浓差电池中充当阴极区，腐蚀较为缓慢，而接触通气性较差的那部分土壤的钢管的电位相对较低，在所形成的氧浓差电池中充当阳极区，腐蚀速度

较快。因此，对于城市燃气钢管而言，氧浓差电池是造成其腐蚀的一个重要因素。

例如埋设在土壤密度较小的绿化带下面的钢管，由于周围水分和溶氧量大，所以相当于钢管埋在富氧物质环境中。而埋设在土壤密度较大的水泥路下面的钢管，由于周围环境干湿，所以相当于钢管埋在贫氧物质环境中。在这两种土壤的交界处的钢管周围便形成了氧浓差电池，缺氧表面作为所谓的阳极区，便会产生腐蚀。所形成的氧浓差电池是通过引起钢管表层阴极和阳极的不同电流密度，从而使腐蚀产生自催化过程，降低了缺氧阳极附近土壤的PH值，即升高了氯离子浓度，致破坏了此部位钢管的氧化膜。根据上述分析可知：氧浓差电池的形成对管道的安全造成了严重的隐患和威胁。

2.1绝缘层防腐法

此种方法的目的是抑制腐蚀电流，为此需增加燃气钢管和土壤间的等效电阻。目前，较为有效和主流的方法是用沥青材料作为钢管的绝缘层，其防腐效果良好。实施绝缘层防腐法，需确定钢管的防腐绝缘等级，而绝缘等级受土壤的电阻率影响，因此，防腐的重点施工在于能否准确测量出土壤的电阻率。

2.2外加电源阴极保护法

城市燃气钢管被腐蚀多由其外壁的防腐绝缘层受损引起，而绝缘层保护无法从根本上预防物理损坏，因此，目前多利用电保护法和绝缘层保护相结合的方法。

所谓电保护法，其原理是使金属钢管均等效为阴极区来抑制腐蚀，因此，电保护法又叫做阴极保护法，其通常分为两种，分别是外加电源阴极保护法和牺牲阳极的阴极保护法。外加电源阴极保护法，需将电源负极和钢管相连，正极和接地阳极相连，其保护电流由电源正极至辅助阳极，再由土壤至钢管，最后回到电源负极。被保护金属在大地电池中仍为阴极，其表面只发生还原反应，不会再发生金属离子的氧化反应，使腐蚀受到抑制。

值得注意的是外加电源这种保护方法中，存在最小和最大保护电位两个概念。最小保护电位即钢管所能受到阴极保护的最低电位，受土壤腐蚀性影响，在城市燃气钢管方面，最小电位多选取对地-0.85V。最大保护电位，一般选取-1.30V左右。

2.3牺牲阳极的阴极保护法

虽然外加电源对钢管有很强的保护作用，但是钢管邻近的金属和设备会因没有保护电流的输入，被等效为阳极而被破坏。为此，在城市燃气钢管保护中，经常采用牺牲阳极的阴极保护法，以达到对钢管周围其他金属管线的保护作用。通常用比燃气钢管电极电位更为负的金属同燃气钢管相连组成原电池，此时，阳极由电位相对燃气钢管较负的金属等效，腐蚀变会被转嫁承担，阴极得到了有效保护。用作牺牲阳极的材料常用镁、铝、锌等合金组成，这种组合方式，其电流的输出，对燃气钢管的保护效果的较好。

3.1城镇燃气阴极保护的相关规范

《城镇燃气埋地钢质管道腐蚀控制技术规程》中规定：

(1)城镇燃气埋地钢质管道必须采用防腐层进行外保护。

(2)新建的高压、次高压、公称直径≥100mm的中压管道和公称直径≥200mm的低压管道必须采用防腐层辅以阴极保护的腐蚀控制系统。管道运行期间阴极保护不应间断。

(3)防腐管回填后必须对防腐层的完整性进行检查。

(4)新建管道的阴极保护设计、施工应与管道的设计、施工同时进行，并同时投入使用。

3.2阴极保护方案确定原则

在实施阴极保护时，应该遵循以下原则：

(1)市内管网和短距离管道采用牺牲阳极。

(2)长距离输送管道采用外加电流。

(3)城镇燃气管道外加电流尽量采用深井阳极系统，最好用恒电流控制。

(4)避免对其它管道的干扰，新建管道与旧管道统一考虑。

3.3阴极保护合格标准

实施阴极保护的合格标准为：

(1)保护电位为-850mV(相对于Cu/CuSO4饱和参比电极)或者更负。

(2)阴极极化电位不得小于100mV。

(3)当土壤中含有硫酸盐还原菌，且硫酸根含量大于0.5%时，保护电位应达到-950mV(相对于Cu/饱和CuSO4)或更负。

(4)最大保护电位的限制应根据覆盖层环境确定，以不损坏覆盖层的粘结力为准，一般可取-1.5V(相对于Cu/饱和CuSO4)。

目前，多数城市燃气管道仍采用传统的绝缘层防腐法对钢管腐蚀进行抑制，这种方式不但可靠性差、而且一旦出现物理性损伤，直接容易出现穿孔腐蚀。相比之下，采用阴极保护法和绝缘层保护法相配合，能够在最大程度上降低了管道的维护成本，提高防腐效果，进而达到改善供气环境和延长管道寿命的目的，从而使燃气管道能够经济可靠地运行。

钢管优点是承压能力大（工作压力可达IMPa以上），具有较强的韧 性，不易断裂，管件品种齐全，铺设方便等。缺点是价格高，易腐蚀，寿命较 短，常年输水钢管的使用寿命一般约20年。钢管有无缝钢管和低压流体输送用 焊接钢管。钢管的连接主要用焊接、螺纹连接、法兰连接等方法。

管道因腐蚀而被迫关闭甚至停运的事情经常发生，采用柔性钢管修复技术可以解决这一难题，方法是将一根柔性钢管套到老管道上。柔性钢管修复技术不仅可以节约成本支出，而且减少了对环境的破坏。

柔性钢管有四层结构，最内部一层是挤压成型的热塑性管，在传输液体中起密封作用中间两层衬里用的是填充碳的聚乙烯管，它具有抵抗长期受紫外线辐射的能力，并能排除外部静电。最外一层是挤压成型的厚外部护罩，用于保护管子底层不受外部影响。标准柔性钢管适用的额定压力符合ANSI的分类，如等级300相当于5.15MPa等级400相当于6.89MPa等级600相当于10.3MPa。

海上柔性钢管的设计依据是API17J、17K和RP17B。陆上用柔性钢管的设计标准稍微偏离了API标准的要求，使用API17J分类方法和材料，其压力、拉力和破坏极限均在规定的范围内。试验是按照APIRP17B的要求进行的。终端配件的设计要能满足维持结构的完整性，确保内、外挤压成型层密封的要求，并且能够保证将拉力和压力负载传递到管子结构上。终端配件的样品经过爆破和轴向拉力试验。

加拿大的一条长 2km 、管径为 6in 的管道，因腐蚀问题被关停。该管道的线路要经过 5 ～ 6 家土地所有者的地带，申请建造一条新管线特别困难，因此，决定对管道进行修复。 Wellstream 公司采用的修复方法是将一根柔性钢到老管子上，这样可以不需要再申请购买新管子，大大节省了开支，并减少了对环境的破坏。该修复管线是用于将液态二氧化碳输送到注入井口，以提高采油量。在通向井口的地方有两个 90 °的拐弯和一个公路穿越处。管子穿入作业前要经过清管，切除等障碍物的工作。