新形勢下水源地供水管道防腐改造研討

姜磊

摘 要：我國每年的管道腐蝕規(guī)模都很大，給我國的經(jīng)濟帶來了巨大的損失。所以對水源地供水管道的防腐改造對我國的經(jīng)濟建設(shè)與居民生活用水有重大的意義。本文主要針對供水管道腐蝕的危害性、供水管道腐蝕的原因及應(yīng)對措施三個方面做一個簡要的探討分析。

關(guān)鍵詞：供水管道；防腐；危害性；原因；技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.032

1 供水管道腐蝕的危害性

1.1 供水管道腐蝕會影響水質(zhì)

水是生命之源，水對于人類的生活與城市的建設(shè)、經(jīng)濟發(fā)展都是不可或缺的。如果供水管道腐蝕的話，管道內(nèi)部腐蝕會使金屬管道生銹、產(chǎn)生污垢，進而會產(chǎn)生很多細(xì)菌、病菌，容易繁殖細(xì)小的微生物。供水管道腐蝕的話還容易造成管道泄漏，出現(xiàn)漏洞，使管道外面的泥土、不干凈的水質(zhì)、蟲子、細(xì)菌進入管道。而這些都會使水質(zhì)的質(zhì)量和安全受到威脅，使用這些水的人民有可能會感染生病、引發(fā)嚴(yán)重的病菌感染問題。

1.2 供水管道腐蝕會降低輸水能力

由于管道長期受到水的腐蝕，管道的內(nèi)部就會產(chǎn)生一種含有污垢、細(xì)菌和多種成分的生長環(huán)，隨著生長環(huán)的不斷變厚，不僅會影響水質(zhì)，還會使管道的過水面變窄、過水量變少，從而使供水管道的輸水能力降低，無法滿足供水區(qū)域居民的用水需求。而供水管道的腐蝕使管道產(chǎn)生厚厚的生長環(huán)，隨著使用時間越來越長，生長環(huán)的也越來越后，從而會對水的輸送產(chǎn)生阻力，造成供水的壓力下降。為了能夠保證整個供水服務(wù)的水壓，就必須采用高揚程的水泵來是水壓加大，這樣不但事水量漏失造成浪費，而且還有造成電能的高損耗。

1.3 供水管道腐蝕會造成翻新維修成本上漲，浪費人力財力物力

如果供水管道的防腐蝕的施工不合理、技術(shù)不到位、養(yǎng)護不到位，造成管道腐蝕、管道使用壽命不長，那么供水管道必然要進行維修或者更換。供水管道的維修更換就要對埋供水管道的路線地面進行開挖，而路面的開挖會嚴(yán)重破壞當(dāng)?shù)氐那f稼的種植或者對當(dāng)?shù)厝嗣竦慕煌ǔ鲂袔韲?yán)重不便，這是對社會產(chǎn)生的一種負(fù)面效應(yīng)。從經(jīng)濟成本、經(jīng)濟效益上來講，對供水管道的維修更換是一個龐大的工程，開挖、維修、更換、填土等等環(huán)節(jié)都是一項大工程，需要耗費大量的人力、財力、物力，勢必會造成資源的浪費。供水管道的重新翻新的成本是巨大的，所以在供水管道的施工中，采用質(zhì)量高的防腐蝕的管道材料，采用先進的防腐技術(shù)與施工方案是非常必要的，雖然在開始時會使成本高一點，但是能提高供水管道的使用壽命，減少以后的維修翻新概率，這樣反而是節(jié)省人力財力物力的，更是提高的資源的使用效率。

2 管道的腐蝕的原因

供水系統(tǒng)一般使用的材料鋼鐵等金屬材質(zhì)，而金屬材質(zhì)制作的供水管道在富含水汽、氧氣、灰塵雜質(zhì)等復(fù)合物質(zhì)的土壤中，隨著使用時間越來越長也就越來越容易出現(xiàn)腐蝕生銹的情況。金屬腐蝕的原因比較復(fù)雜，一般歸納為以下幾種原因：

2.1 電化學(xué)腐蝕

電化學(xué)腐蝕就是指金屬物質(zhì)與電解質(zhì)溶液接觸然后發(fā)生電解作用所引起的腐蝕現(xiàn)象。金屬在水、潮氣或土壤等電解質(zhì)溶液中，容易產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。土壤中含有水、空氣、礦物質(zhì)、砂石、細(xì)菌等等復(fù)合物質(zhì)，使土壤有較強的電解質(zhì)溶液的特征，因此埋在地下的供水管道如果保護涂層被侵蝕磨損掉了，使管道的金屬表面裸露在土壤外面的話，就會與土壤中的電解質(zhì)形成原電池，從而使金屬管道發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。而腐蝕一般是在金屬接觸到電解質(zhì)的情況下產(chǎn)生的，而供水管道接觸的電解質(zhì)不僅有原水、處理水、雨水、地下水等等，還包含空氣中含有的污染物質(zhì)，大氣中含有的鹽霧、二氧化硫、硫化氫和灰塵時會加速腐蝕，而這些因素都會對金屬供水管道產(chǎn)生一定的腐蝕作用。

2.2 金屬的化學(xué)腐蝕

金屬的化學(xué)腐蝕使指金屬與某些物質(zhì)接觸產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而對金屬產(chǎn)生破壞引起金屬離子的溶解過程。單純的化學(xué)腐蝕使很少的，很多是因為金屬與氧氣產(chǎn)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生氧化物。這種氧化物附在金屬表面，雖然可以對金屬起到一種金屬保護膜的作用，但是如果產(chǎn)生的氧化物無法覆蓋金屬整個表面，就會使金屬表面的氧化膜變得稀疏多孔、容易剝落，這樣就容易對金屬管道造成腐蝕作用。

2.3 生物腐蝕

土壤中存在很多微生物、水體中也有很多的細(xì)菌，而這些生物也能使供水管道發(fā)生腐蝕。生物腐蝕包括生物的機械腐蝕和生物的化學(xué)腐蝕。土壤和水體中的微生物對供水管道嚙蝕和穿孔，從而對供水管道產(chǎn)生破壞引起腐蝕。而微生物的化學(xué)腐蝕則例如微生物的新陳代謝會產(chǎn)生新的物質(zhì)，這些新陳代謝物會使金屬生銹、霉化、掉色、變質(zhì)，使金屬管道腐蝕。

2.4 其他腐蝕

供水管道的腐蝕原因復(fù)雜多樣，除了上述幾種主要的原因外，還有一些其他的原因。比如由于物理溶解作用引起的物理破壞、物理腐蝕；由于雷雨天氣閃電的電流作用，使金屬與電解質(zhì)發(fā)生電解質(zhì)作用，從而導(dǎo)致管道的腐蝕。供水管道腐蝕的情況是多樣的，也是多種因素綜合作用導(dǎo)致的。

3 水源地供水管道防腐方法

3.1 選用耐腐蝕的管材

供水管道的是否耐腐蝕，很大一部分取決于供水管道材料的選擇。材料選擇得當(dāng)?shù)脑?，供水管道耐腐蝕能力強、管道的使用壽命也長。但是如果供水管道的材料選擇不當(dāng)?shù)脑?，如果這種材質(zhì)就是容易生銹腐蝕，就算防腐技術(shù)再好的話、那么供水管道還是容易腐蝕、供水管道的使用壽命也不長。所以選用耐腐蝕的管材是防止水源地供水管道腐蝕的基礎(chǔ)。

3.2 管道清理污垢

如果對舊的腐蝕了的管道進行大規(guī)模的更新的話容易給城市造成比較大的破壞，給人們的交通出行帶來不便，而且花費的人力物力財力也是巨大的，而沒有達(dá)到使用壽命期限的管道更新遺棄的話會造成資源的浪費，因此對舊管道的防腐工作特別重要。所以對于舊管道，對其采取清理污垢的措施，既能有效地解決供水管道防腐問題、提高管道使用壽命，還能減少資源的浪費、降低成本。管道清理的主要技術(shù)方法有以下幾種：endprint

3.2.1 高壓射流法

高壓流射法的原理就是采用高壓水，靠噴水向后射出產(chǎn)生向前的反作用力，從而對管道沖洗產(chǎn)生一個壓力，迫使管道內(nèi)壁的腐蝕物、污垢能夠剝落、打碎，從而隨水一起流出排掉。這種方法主要適合中小管道，使用直徑小的噴頭靠近管道清洗的除垢效果更好。

3.2.2 機械清洗

當(dāng)供水管道里的污垢太厚、或者附著力很強，無法用水進行沖洗清理，此時就應(yīng)該采用機械刮出。如果是中小型的管道，可以采取機械清洗法。首先用切削環(huán)對管道里的污垢層刮出一條一條深深的痕跡，這樣使刮管環(huán)能夠更容易地對管道里的污垢層刮除，用刮管環(huán)刮除污垢之后，就是用鋼絲刷對供水管道內(nèi)壁進行一個擦磨刷干凈殘余的污垢，對管道污垢進行最后的清理。如果是直徑比較寬的供水管道，則可以采用錘擊敲打式的方法對管內(nèi)污垢進行錘擊敲打，使供水管道內(nèi)部的污垢腐蝕物能夠擊碎脫落，最后達(dá)到清理污垢的效果。

3.2.3 彈性沖管器法

彈性沖管器法是使用專門的充氣工具，對供水管道進行污垢附著物的清理的一種方法。彈性沖管器法可以根據(jù)銹蝕物、污垢附著物的厚度、種類等具體情況從而選取不同種類的充氣工具、清管器，不僅可以將管道里的頑固的污垢、腐蝕物等各種附著物進行有效的去除清理，而且可以對新埋入的還未正式通水使用的供水管道進行正式通水前的進行清除工作。這種清理污垢腐蝕的方法非常節(jié)水高效，適用的管道范圍比較廣、適合多種口徑的管道清理工作，而且清理的管道長度也是比較長的，短的可以達(dá)到幾十米、長的甚至可以達(dá)到幾千米。而且這種充氣工具不僅適用于直線管道清理工作，而且可以無障礙地對任何角度的閥門和拐彎的管道進行長距離地清理。這種管道清理方法最大的不足就是在國內(nèi)沒有與之相配套的襯里措施。

3.2.4 空氣脈沖法

空氣脈沖法的原理是利用壓力的變換使管道內(nèi)部的附著物與管道松落剝離以達(dá)到清理效果，這種方法在城市供水管道中的內(nèi)壁除銹除垢中特別適合。

3.2.5 酸洗法

酸洗法就是將一定濃度的酸性溶液等酸性物質(zhì)放入供水管道中，浸泡一定時間后供水管道的銹蝕和水垢將自動溶解脫落，已達(dá)到清理供水管道的目的。就跟我們平時用醋清洗水壺中的污垢是同一個原理，污垢中含有很多堿性成分，酸堿中和發(fā)生化學(xué)反應(yīng)就會使水垢溶解脫落。水垢中含有鈣鎂碳酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽及鐵等多種化學(xué)物質(zhì)，酸性物質(zhì)與垢污接觸產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣，很多難溶的污垢化學(xué)物質(zhì)則會被酸性溶液溶解成為松散的殘渣物質(zhì)，最后隨著水流沖刷清理掉。

3.2.6 脫脂法

脫脂法是去除金屬管壁上的油脂的一種處理方法，以達(dá)到清除氧化物、銹蝕物、油脂和污垢的效果，包括浸漬法、灌洗法、擦拭法、噴淋法?？趶叫〉墓艿揽梢杂媒n法，口徑大的管道可以用灌洗法，而對于面積較大的金屬表面，可以采用擦拭法與噴淋法。脫脂法還應(yīng)該在表面形成一定的粗糙度與光澤度。

3.3 防腐涂層、管道內(nèi)襯法

如果供水管道清洗污垢后不涂襯防腐涂料的話，供水管道再次腐蝕的速度會很快，這樣以后又得經(jīng)常對供水管道進行清理，耗費人力財力物力、而且也會使供水管道的使用壽命縮短。所以舊的供水管道清洗污垢后，應(yīng)該在管道內(nèi)壁涂上防腐涂料，常用的防腐工藝有以下幾種：

3.3.1 水泥砂漿襯里

水泥砂漿是一種水泥、沙子和水混合在一起的復(fù)合物質(zhì)，水泥砂漿襯里粘合力強，能夠與管道內(nèi)壁緊緊地結(jié)合在一起，具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)固牢靠的優(yōu)點。水泥砂漿襯里金屬管光滑，因此能夠?qū)┧艿榔鸬胶芎玫奈锢硇缘谋Ｗo作用，而且還能防止供水管道腐蝕，因為水泥與金屬管壁接觸，可以形成很高的pH值。

水泥砂漿襯里應(yīng)該嚴(yán)格按照水泥、砂石和水的比例進行配比，襯里的厚度也應(yīng)該嚴(yán)格把控，不應(yīng)太厚影響水道的輸水能力、也不夠太薄影響水道的防腐效果。而襯里的施工過程也應(yīng)該嚴(yán)格進行監(jiān)督，嚴(yán)格按照施工要求進行襯里，嚴(yán)格檢測襯里的變形情況、內(nèi)壁結(jié)露與積水情況，使水泥砂漿的坍落度與抗壓強度在施工標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。

3.3.2 環(huán)氧樹脂涂襯法

環(huán)氧樹脂具有力學(xué)性能高、 附著力強、 固化收縮率小、工藝性好、優(yōu)良的電絕緣性、 穩(wěn)定性好、耐熱性好等特點。環(huán)氧樹脂涂襯法通常是將環(huán)氧樹脂和硬化劑混合制成反應(yīng)型樹脂，這種反應(yīng)型樹脂形成的涂膜具有比較良好的物理性能與化學(xué)性能，它的粘合性強、介電性能良好，而且堅固耐用、穩(wěn)定堅硬、具有良好的柔韌性，對堿性物質(zhì)和大部分的溶劑也比較穩(wěn)定，能對供水管道起到良好的防腐保護作用。環(huán)氧樹脂的涂層厚度只需要1mm就可以達(dá)到防腐的要求。如果使用硬性環(huán)氧樹脂涂襯，只要經(jīng)過兩個小時的養(yǎng)護，然后清洗排數(shù)就可以將管道正常投入使用。

3.3.3 內(nèi)襯軟管

內(nèi)襯軟管就是在供水管道的內(nèi)側(cè)套入一個管子，形成“管中有管”的防腐作用，防腐效果明顯。主要有反轉(zhuǎn)襯法、“襪法”、滑襯法及用Poly-Pig拖帶聚胺脂薄膜的方法等。內(nèi)襯軟管，一般采用具有環(huán)氧樹脂襯里的管材。這里主要對HDPE襯管進行一個簡要的介紹。

HDPE是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂，又叫高密度聚乙烯，具有耐酸堿、耐有機溶劑、電絕緣性優(yōu)良，韌性好、硬性強等特點。HDPE襯管具有“耐腐蝕、耐磨損、保溫、低摩阻、不結(jié)垢、長壽命”的特點，內(nèi)襯于主管道后，隔離了介質(zhì)對金屬主管道的腐蝕，降低了因管道腐蝕造成泄漏的可能性。使用HDPE管內(nèi)襯法，可以延長供水管道的使用壽命，HDPE襯管的使用壽命可達(dá)50年，還可以降低供水管道的更新成本、降低管道維護費用和社會賠償。主管道內(nèi)襯HDPE管后形成的“復(fù)合管道”可以提高供水管道的整體性能，增強供水管道的承壓能力與抗沖擊能力，能夠防止管道的變形與錯位、避免泄漏事故的發(fā)生。

3.4 采用陰極保護設(shè)計

陰極保護是電化學(xué)保護的一種，就是對金屬事假一個電流，使金屬變成陰極，促使金屬腐蝕的電子移位得到抑制，從而使避免金屬的腐蝕、或者降低金屬的腐蝕速度。陰極保護主要有陰極保護和陽極保護兩種方法。在埋地鋼質(zhì)管道防腐工作中，經(jīng)常會采用防腐涂層與犧牲陽極法陰極保護的方法對管道進行防腐保護工作，這種結(jié)合使用的方法在實際工程中運用廣泛、而且效果良好。

3.5 細(xì)節(jié)注意要點

在供水管道的防腐過程與防腐工藝中，需要注意很多細(xì)節(jié)。如果忽略了某一個細(xì)節(jié)，沒有很好地處理好這些細(xì)節(jié)問題，那么同樣會造成很嚴(yán)重的供水管道腐蝕問題。供水管道表面進行了防腐涂層后，應(yīng)該最好包扎防水卷材，如果是兩道防水卷材的話，兩道防水卷材的纏繞方向宜相反，而且卷材與管道以及各層卷材間粘貼牢固，表面平整，無皺折、空鼓、滑移和封口不嚴(yán)等缺陷。供水管道的接頭及拐點更是敏感地方，在對接頭彎曲處的污垢處理、防腐涂層、焊接處理、放置埋土等都要更加小心謹(jǐn)慎，確保這些容易成為盲點、容易出問題的地方都能夠做好防腐細(xì)致工作。供水管道容易發(fā)生泄漏的部位主要是砂眼和管道接頭焊口處，對這些容易發(fā)生泄漏的地方可以用木塞進行堵漏并在外加焊螺母或盲管。已做好防腐層的管道及設(shè)備之間要隔開，不得粘連，

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以免破壞防腐層。管子在吊運時，應(yīng)采用軟吊帶或不損壞防腐層的繩索，以免損壞防腐層。管子下溝前，要清理管溝，使溝底平整，無石塊、磚瓦或其它雜物。上層如很硬時，應(yīng)先在溝底鋪墊100mm松軟細(xì)土，管子下溝后，不許用撬杠移管， 更不得直接推管下溝。防腐層土的一切缺陷，不合格處以及檢查和下溝時弄壞的部位，都應(yīng)在管溝回填前修補好，回填時，宜先用人工回填一層細(xì)土，埋過管頂，然后再用人工或機械回填。細(xì)節(jié)決定成敗，只有在細(xì)節(jié)上也做到精益求精，那么防腐工作才能做的扎實可靠。

4 結(jié)語

供水管道是我國管道建設(shè)中的重要組成部分，它為我國城市的生產(chǎn)與建設(shè)輸送工業(yè)用水及居民生活用水，對我國的城市建設(shè)與居民日常生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。供水管道的腐蝕會給人們的生活以及城市的建設(shè)發(fā)展帶來很大的不便，而且會給我國的經(jīng)濟帶來巨大的損失。因此水源地供水管道的防腐工作還需要進一步的開展進行。

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