不銹鋼供水管道中鉻元素遷移及防控技術(shù)

◎ 黎海華，林廣沅

（深圳市計(jì)量質(zhì)檢院，廣東 深圳 518131）

不銹鋼供水管道中鉻元素遷移及防控技術(shù)

◎ 黎海華，林廣沅

（深圳市計(jì)量質(zhì)檢院，廣東 深圳 518131）

選擇國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的不銹鋼供水管道，用余氯和硬度分別為2、100 mg/L的浸泡液浸泡24 h，并檢測水質(zhì)中六價(jià)鉻的變化。結(jié)果顯示，浸泡液中的六價(jià)鉻變化與不銹鋼供水管道的工藝有很大關(guān)系，焊縫處理、打磨拋光、酸洗鈍化三個(gè)條件都對(duì)六價(jià)鉻的遷移有很大影響。

不銹鋼供水管道；六價(jià)鉻遷移；焊縫處理、打磨拋光、酸洗鈍化

2015年7月，香港公屋啟晴邨及其他4個(gè)公共屋邨爆出飲用水重金屬超標(biāo)，近6萬人的生活飲用水受到嚴(yán)重影響，飲用水重金屬遷移等安全問題一時(shí)引起廣泛關(guān)注。對(duì)人體來講，飲用水中重金屬暴露，特別是砷、鉛、鉻、鎘、汞等重金屬已被認(rèn)為是一種很重要的暴露途徑，如果日常不加以控制，通過長期飲用會(huì)產(chǎn)生一系列不良反應(yīng)，嚴(yán)重會(huì)引起重金屬中毒[1]。飲用水作為日常生活飲食的一部分，加強(qiáng)對(duì)其安全監(jiān)管顯得尤為重要。

不銹鋼管道由于其較高的耐磨性、優(yōu)越的防腐性能等眾多特點(diǎn)被廣泛使用在高檔小區(qū)、酒店等的供水管道中，也是國內(nèi)外工程界公認(rèn)、性能良好的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品。鉻是不銹鋼的重要組成成分，能促進(jìn)不銹鋼的鈍化并使不銹鋼保持穩(wěn)定鈍態(tài)，在不銹鋼表面形成一層保護(hù)膜，起到耐腐蝕的作用。GB/T 20878～2007規(guī)定不銹鋼的鉻至少為10.5%。然而，據(jù)廣東省從2002～2004年統(tǒng)計(jì)的薄壁不銹鋼管材抽檢結(jié)果來看，鉻元素超標(biāo)率達(dá)27.6%。六價(jià)鉻對(duì)人體有較大危害，研究表明[2]，六價(jià)鉻具有致癌并誘發(fā)基因突變的作用。因此，筆者結(jié)合實(shí)驗(yàn)室研究，綜合評(píng)價(jià)不銹鋼管道中鉻的遷移對(duì)水質(zhì)的影響。

1 材料與試驗(yàn)方法

（1）材料。不銹鋼管道為國產(chǎn)，選擇6家不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的不銹鋼管，牌號(hào)為304，截取直徑為30 mm，長1 m供水管5根，進(jìn)行浸泡試驗(yàn)。

（2）方法。根據(jù)《生活飲用水輸配設(shè)備及防護(hù)材料的安全性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》進(jìn)行預(yù)處理、浸泡和試驗(yàn)，模擬自來水配方的浸泡溶液為：余氯2 mg/L，硬度100 mg/L，pH為8。浸泡時(shí)間為24 h，檢驗(yàn)方法依據(jù)GB/T 5750.6-2006第10條六價(jià)鉻的測定。

2 結(jié)果分析

不銹鋼管道浸泡水實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 不銹鋼管道浸泡水實(shí)驗(yàn)結(jié)果表

從表1不銹鋼供水管道浸泡試驗(yàn)可知，編號(hào)為1-1、1-5的2個(gè)不銹鋼管道樣品六價(jià)鉻元素遷移量有值且超標(biāo)，其余4個(gè)樣品六價(jià)鉻遷移量結(jié)果為＜0.004，均低于方法檢出限，符合GB/T 17219-1998的要求。為什么同樣牌號(hào)的不銹鋼樣品，六價(jià)鉻遷移量會(huì)不一致。經(jīng)過詳細(xì)分析樣品和技術(shù)咨詢廠家，得到以下幾個(gè)結(jié)論。

（1）編號(hào)為1-3、1-4的樣品為無縫鋼管，鋼管內(nèi)壁有經(jīng)過酸洗、鈍化工藝。因304不銹鋼會(huì)形成一層超薄的氧化鉻鈍化膜抵抗氯離子的腐蝕，鈍化膜未被破壞時(shí)，浸泡液中的2 mg/L的余氯濃度無法對(duì)管道內(nèi)壁造成孔蝕與晶間腐蝕。

（2）編號(hào)為1-1、1-6的樣品為有縫鋼管，也叫焊接管，是采用鋼板鋼塊焊接而成，鋼管內(nèi)壁有一條明顯的焊接縫，內(nèi)壁焊縫經(jīng)過打磨、酸洗鈍化，焊縫表面較平整，也未發(fā)生六價(jià)鉻遷移，說明內(nèi)壁焊縫經(jīng)過處理后再進(jìn)行酸洗鈍化，鈍化膜保持完整，能抵抗浸泡液中2 mg/L余氯的侵蝕。

（3）編號(hào)為1-2的樣品為有縫鋼管，內(nèi)表面焊縫不平整，有經(jīng)過酸洗鈍化。然而六價(jià)鉻遷移量檢出有值。說明在流通介質(zhì)中有較高氯離子含量的整個(gè)管路，焊縫是最容易被腐蝕滲透的薄弱環(huán)節(jié)，其原因是：焊縫表面的波紋增加不平整度；焊縫熔合線溫度在焊接過程中處于液固相線之間，使鉻等合金元素?zé)龘p，又得不到焊絲中合金元素的補(bǔ)充，造成晶間貧鉻等傾向，使鈍化膜在焊縫區(qū)域被局部弱化或破壞，起不到防御作用。加上焊接酸洗工藝控制不嚴(yán)，六價(jià)鉻溶出在所難免。

（4）編號(hào)1-5為有縫鋼管，內(nèi)表面焊縫不平整、未進(jìn)行酸洗及拋光工藝，六價(jià)鉻含量比1-2浸泡液高很多，除上述原因外，未進(jìn)行酸洗鈍化也是很重要因素，而拋光能起到祛除不含鉻的小突起、使表面粗糙度降低，可以獲得光亮、平整表面。

3 結(jié)語

以上是對(duì)不銹鋼管道鉻元素遷移的原因做出的幾點(diǎn)分析。水是生命之源，水的質(zhì)量與人們的身體健康息息相關(guān)。我國生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GB 5749-2006規(guī)定，自來水的游離氯限量為：出廠水0.3 mg/L≤游離氯≤4 mg/L，管網(wǎng)末梢水≥0.05mg/L。一般市政管網(wǎng)水余氯含量大約在0.3～0.6 mg/L，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)浸泡液中2 mg/L的余氯要求，因此，選用304型號(hào)的食品級(jí)不銹鋼作為供水管道能滿足各方面要求。用304不銹鋼作為供水管道使用時(shí)需要注意焊接處理、打磨拋光、酸洗鈍化三。處理好3大要素，六價(jià)鉻遷移就能得到很好地控制，保證飲用水免受六價(jià)鉻的污染，從而保證了飲水安全。

[1]杜達(dá)安，連曉文，羅振奎.廣東省給水管材管件衛(wèi)生監(jiān)測結(jié)果分析[J].華南預(yù)防醫(yī)學(xué)，2005（6）：60-61.

[2]梁奇峰.鉻與人體健康[J].廣東微量元素科學(xué)，2006（2）：67-69.

The Migration and Prevention and Control of Chromium in Stainless Steel Pipe of Domestic Water

Li Haihua，Lin Guangyuan
(Shenzhen Academy of Metrology and Quality Inspection, Shenzhen 518131, China)

Select the stainless steel water pipe made in China, soaked with the solution with the concentration of residual chlorine is 2 mg/L and the hardness is 100 mg/L for 24 h, then detect the difference of concentration of Hexavalent chromium. The result shows that the concentration of Hexavalent chromium in soaking water is greatly related to the conformation of stainless steel pipe. Weld seam treatment, grinding and polishing, pickling and passivation are three important conditions in the migration of Hexavalent chromium.

Stainless steel water pipe； Cr6+migration；Weld process； Grinding and polishing；Pickling passivation

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.20.035

X52

黎海華（1981-），男，工程師；專業(yè)方向?yàn)椋菏称钒踩珯z測。