鹽環(huán)定揚黃工程泵站后池壓力鋼管侵蝕破壞與防治措施

曹君

【摘要】鹽環(huán)定揚黃工程已運行20多年，12座泵站有5座泵站地下水水位過高，造成泵房后池及泵房大量滲水，滲水水質(zhì)礦化度高，主要以硫酸鹽高氟化物為主，泵站后池內(nèi)的壓力鋼管經(jīng)常浸泡在水中，受硫酸鹽地下水的侵蝕比較嚴(yán)重，鋼管的安全承壓性能受到危害，嚴(yán)重影響著鋼管的使用壽命和工程的安全運行，為防止出水壓力鋼管的腐蝕漫延發(fā)展，通過完善地下水的排水措施，對出水壓力鋼管采取防腐處理等，經(jīng)過幾年的運行來看，效果較好。

【關(guān)鍵詞】出水壓力鋼管 腐蝕破壞 防治措施 鹽環(huán)定揚黃泵站

陜甘寧鹽環(huán)定揚黃工程是國家投資建設(shè)的大型電力揚水工程 ，該工程主要為三省四縣三區(qū)（陜甘寧三省，鹽池縣、同心縣、定邊縣、環(huán)縣，利通區(qū)、紅寺堡區(qū)、太陽山開放區(qū)）供水，經(jīng)過20 多年的上水運行，為受水區(qū)的經(jīng)濟社會發(fā)展做出了巨大貢獻，成為干旱帶老區(qū)人民的生命工程。但是工程經(jīng)過20多年的運行，工程設(shè)備老化加劇，加之由于維修經(jīng)費緊張，多數(shù)工程設(shè)施老化嚴(yán)重，特別是部分泵站廠房后池地下水不斷滲出，壓力鋼管長期浸泡在礦化度較高的水中，加劇了鋼管的銹蝕老化，這給工程的安全運行造成了潛在的威脅，如果鋼管銹蝕加劇至無法承受內(nèi)水壓力時則會發(fā)生管道爆裂，就會對受水區(qū)的工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民群眾的生活用水造成嚴(yán)重影響，必須進行工程改造，對潛在的隱患進行徹底根治。

1 、方案的確定

首先對確定列入工程改造的泵站的壓力鋼管進行厚度普查，經(jīng)過厚度普查資料顯示，鋼管厚度普遍減少了20%-30%，原來設(shè)計厚度為8-10mm的壓力鋼管，厚度目前普遍降為5-8mm，局部管段降為4-5mm，已經(jīng)嚴(yán)重影響到了工程的可靠安全運行。根據(jù)這種情況，首先對厚度只有4-5mm厚的鋼管進行更換，再對情況稍微好一些的厚度在7mm以上的鋼管及更換的新壓力鋼管要采取防腐保護措施，另外再不能將壓力管道長期浸泡在水中，要采取工程措施降水排水，改善壓力鋼管的工作環(huán)境，有效延長壓力鋼管的使用壽命。

2、處理措施

2.1防腐蝕涂料品種繁多，其性能和用途各有不同，正確選用對涂層的防蝕效果和使用壽命至關(guān)重要。在實際涂裝過程中由于施工方法不當(dāng)而達不到預(yù)期防蝕效果的例子很多。特別是許多性能優(yōu)異的防腐蝕涂料對施工方法極為敏感，只有嚴(yán)格按照其各自的施工條件進行施工才可形成正常的涂層，達到預(yù)期的防蝕保護作用。

⑴底材必須進行嚴(yán)格的表面處理 鋼鐵基材必須經(jīng)除銹、除油處理，磷化處理則可根據(jù)具體情況而定。

⑵要保證必要的涂層厚度 防腐蝕涂層厚度必須超過其臨界厚度，才能發(fā)揮保護作用，一般為150μm～200μm。

⑶控制涂裝現(xiàn)場的溫度、濕度等環(huán)境因素 室內(nèi)涂裝溫度應(yīng)控制在20℃～25℃；相對濕度視品種而異，一般以65%左右為宜。在室外施工時應(yīng)無風(fēng)沙、細雨，溫度不低于5℃，相對濕度不高于85%。應(yīng)避免未完全固化的涂層上結(jié)霜、降露、下雨和降落砂塵。

2.2澆筑管道支墩（1）將后池中多年形成的淤泥雜物清理干凈，挖出，使后池基面處于堅硬基礎(chǔ)上.然后根據(jù)廠后地下水的含鹽量高低，可針對不同情況確定采用普通硅酸鹽水泥或抗硫酸鹽水泥澆筑管道支墩. （2）支墩澆筑時要嚴(yán)格控制水灰比，不宜大于0.50.必要時還可添加高效混凝土減水劑來提高支墩混凝土密實度，從而提高其抗腐蝕性.

（3）支墩混凝土澆筑后要嚴(yán)格防止后池地下水水位上升造成對新澆筑混凝土的腐蝕.2.3布設(shè)排水盲溝泵站壓力管道后池在使用過程中地下水滲出是在所難免的，因此就需要采取措施來因勢利導(dǎo)，限定地下水的流動區(qū)域，匯集地點以及排出通道.根據(jù)地下水出露位置，布設(shè)一定數(shù)量的排水盲溝，將排水盲溝起點設(shè)在地下水出露點處.排水盲溝分為主盲溝和次盲溝，主盲溝寬度不宜小于50cm，次盲溝寬度不宜小于40cm.排水盲溝必須設(shè)計成3%左右的坡度指向集水井.排水盲溝深度必須大于本地區(qū)多年最大凍土深度，以保證冬季停水后不會將溝內(nèi)的地下水凍結(jié)，影響排出效果.排水盲溝中依次分層填入經(jīng)過分級篩選不同粒徑的砂礫石，上層填人2O一4Omm粒徑砂礫石，底層填人4O一80mm粒徑砂礫石為宜.2.4設(shè)置集水井（1）在后池中選取適當(dāng)?shù)目臻e位置布設(shè)一定容積的集水井.集水井容積要保證能容納一定量的地下水，以便合理控制水泵開停機次數(shù)和水泵持續(xù)運行時間.

集水井布置在后池中的位置不得危及廠房的基礎(chǔ)安全.（3）集水井井壁采用30—40em干砌塊石為主體，中間設(shè)置加強鋼筋混凝土箍的結(jié)構(gòu)形式.混凝土箍用抗硫酸鹽水泥澆筑，以增加使用的耐久性.（4）集水井設(shè)置井蓋，防止柴草等雜物落入集水井中造成潛水電泵堵塞損壞。（5）集水井體外圍夯填砂礫石濾水層.2.5深井泵的選型，方法是“以井定泵”，所選深井泵的流量，不能超過機井的最大涌水流量。如選擇的深井潛水泵流量過大，將使井中動水位大幅度下降，使得井壁內(nèi)外壓差增大，井壁進水流速加大，導(dǎo)致大量涌沙，使進水管淤塞，井內(nèi)沉積，縮短井的使用壽命，甚至造成壁坍塌，水井報廢，還會造成潛水泵的頻繁啟動。如所選水泵流量過小，不能充分發(fā)揮機井的效益。因此，所選水泵流量應(yīng)小于或等于機井的最大涌水量。

由于影響井涌水量的因素較多，計算涌水量比較困難，它主要取決于抽水時的水位降深。較為準(zhǔn)確的方法是進行抽水試驗，但在規(guī)劃設(shè)計階段或中、小型工程中，有時受條件的限制難以普遍進行抽水試驗。故在無抽水試驗資料的情況下，可用一次水位降落抽水試驗來估算井的最大涌水流量。

2.6安裝排水設(shè)備在集水井中安置自動排水設(shè)備，布設(shè)排水管路，將后池地下水排至后池外的適當(dāng)?shù)牡胤?（1）自動排水設(shè)施中的水泵選用潛水電泵.泵型選擇根據(jù)地下水流量大小選擇.為增加排水工作的可靠性，也可設(shè)置兩個排水井，兩套排水系統(tǒng)。

（2）管道材料宜選用優(yōu)質(zhì)PVC塑料管道或鋼管，管道直徑根據(jù)潛水電泵和地下水出水量大小選擇.管路布置要選擇一致的坡度，避免由于冬季使用時管道中存水凍結(jié)管道.管道還應(yīng)做好保溫防凍措施。（3）自動排水潛水電泵啟動與否靠集水井中水位限幅裝置控制，當(dāng)集水井中水位達到干砌石上限水位時，水位限幅裝置接通水泵控制電路，潛水電泵啟動，排出地下水，當(dāng)水位降至水位限幅下限時潛水電泵停止工作. 3處理效果 經(jīng)過此種方法處理的泵站廠后，地下水水位明顯降低，徹底解決了以往泵房后池積水進而引起壓力鋼管及其支墩，鎮(zhèn)墩腐蝕破壞，有效延長了工程的使用壽命.經(jīng)過這種改造，既解決了廠房后池地下水的及時排出，又減輕了泵站值班人員的勞動強度.目前來看，這種方法實用性較強，能夠徹底解決泵站廠后鋼管及對泵房墻基腐蝕破壞，有效延長廠后鋼管使用壽命.4、存在問題及建議（1）建議在相似工程實踐中根據(jù)工程的自身條件作相應(yīng)的修改，特別是在嚴(yán)寒地區(qū)需要根據(jù)實地多年平均最低氣溫對盲溝開挖深度做一定的調(diào)整.（2）為防止極端最低氣溫出現(xiàn)造成無法正常使用，可采取在盲溝頂部增加苯板等保溫材料來增加運行的可靠性.

（3）建議在以后的同類工程設(shè)計中能夠考慮到地下水豐富地區(qū)的后池排水問題，及早采取措施，防止壓力鋼管被浸水后的腐蝕，影響工程的使用壽命，在工程設(shè)計時就要考慮到后池的排水問題，做好排水設(shè)計。

參考文獻

1、秦國治 ，管道防腐蝕工藝指標(biāo)，管道防腐蝕技術(shù)規(guī)范，化學(xué)工業(yè)出版社，2010。

2、航世珺 張大群 ， 凈水廠、污水廠潛水泵的應(yīng)用 ，化學(xué)工業(yè)出版社