供熱管道的腐蝕原因與防腐措施探討

史鳳林

摘 要：在供熱管道使用的過(guò)程中，管道腐蝕可以說(shuō)一個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題，往往會(huì)導(dǎo)致管道泄漏，二次施工又會(huì)進(jìn)一步增加成本。所以在管道前期設(shè)計(jì)和施工階段，應(yīng)該積極探討管道腐蝕的成因，并總結(jié)腐蝕類型，這樣才能有針對(duì)性地做好管道防腐蝕，提出可行的對(duì)策，經(jīng)過(guò)不完全統(tǒng)計(jì)，如果管道腐蝕問(wèn)題得到了有效解決，那么管道的使用壽命就會(huì)得到保證，并確保了供熱效果。本文針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：供熱管道；防腐蝕技術(shù)；應(yīng)用

其實(shí)能夠?qū)е鹿峁艿栏g問(wèn)題的成因非常多，常見(jiàn)的有溫度要素、土壤情況的變化等等，所以在管道前期施工時(shí)，應(yīng)對(duì)管道防腐蝕的問(wèn)題給予足夠的重視，例如采用防腐層等等，來(lái)讓管道腐蝕問(wèn)題得到有效控制。同時(shí)積極在管道外壁使用防腐技術(shù)，也可以進(jìn)一步提高管道的供熱效果。本文首先簡(jiǎn)要介紹了管道腐蝕危害，之后總結(jié)了一些可行的對(duì)策，希望可以給相關(guān)工作的開(kāi)展提供一些參考。

1 供熱管道腐蝕的危害

很多供熱管道在被腐蝕之后，內(nèi)部不斷變得更加粗糙，內(nèi)部摩擦力顯著升高，所以管道通過(guò)性就會(huì)受到影響。同時(shí)腐蝕也會(huì)導(dǎo)致一些沉淀物的產(chǎn)生，進(jìn)而導(dǎo)致供熱系統(tǒng)阻塞的問(wèn)題，在很多管道，如果經(jīng)過(guò)受壓作用，可能會(huì)縮減管壁的厚度，讓材料的使用年限受到影響，甚至也會(huì)直接損害管道強(qiáng)度，必須經(jīng)過(guò)更換和維護(hù)才能繼續(xù)使用，在嚴(yán)重時(shí)，會(huì)出現(xiàn)管道爆裂的問(wèn)題，給供熱工作的開(kāi)展產(chǎn)生嚴(yán)重影響。所以我們應(yīng)該對(duì)管道腐蝕問(wèn)題給予足夠的重視。

2 供熱管道腐蝕原因

2.1 材料自身的問(wèn)題

如果土壤本身具有一定的腐蝕性，雖然對(duì)碳鋼材料的影響作用不大，但是金屬材料會(huì)受到嚴(yán)重的影響，其中熱影響區(qū)當(dāng)中的碳鋼焊縫里的腐蝕問(wèn)題是最為突出的，另外材料中的夾雜物是最容易腐蝕的部位。

2.2 土壤電阻

總結(jié)起來(lái)，土壤電阻與其自身的腐蝕性成反比就土壤腐蝕性來(lái)說(shuō)，其不僅僅是唯一的影響要素，宏腐蝕電池往往會(huì)在土壤腐蝕陰陽(yáng)兩極距離較遠(yuǎn)的時(shí)候才會(huì)發(fā)揮出電阻率的主導(dǎo)作用來(lái)。與其相反，如果土壤是以為腐蝕電池為主的話，土壤中的陰陽(yáng)兩級(jí)距離較近，在這種情況下，電阻率并不會(huì)影響到主導(dǎo)作用。除此之外，土壤當(dāng)中的水分、鹽含量和環(huán)境溫度等等都是土壤電阻的影響要素，需要具體分析。

2.3 土壤氧化

土壤氧化之后的電位還原就可以直接體現(xiàn)出土壤介質(zhì)氧化是否出現(xiàn)了還原，總結(jié)起來(lái)，如果具有較高的還原電位，土壤就會(huì)有較強(qiáng)的氧化性，對(duì)管道有很強(qiáng)的腐蝕作用，相反，如果土壤氧化性較弱，那么對(duì)管道的腐蝕作用也會(huì)相應(yīng)地減弱。另外土壤透氣性也會(huì)直接影響到土壤還原電位，如果土壤具有較好的透氣性，那么土壤內(nèi)的氧含量就會(huì)不斷提高，此時(shí)土壤的氧化性較強(qiáng)，如果土壤處于較低的氧化還原電位時(shí)，那么土壤當(dāng)中的微生物群體也會(huì)直接對(duì)供熱管道造成較大影響。

2.4 土壤鹽分

土壤當(dāng)中的鹽分也可以在很大程度上影響土壤腐蝕性。土壤當(dāng)中的陰離子主要是碳酸根和硫酸根，而土壤中也存在可以作為陽(yáng)離子的鈉鉀鎂鈣等元素，所以這就會(huì)直接形成鹽分。鹽分的存在會(huì)提高土壤導(dǎo)電率，這也是導(dǎo)致其腐蝕性增強(qiáng)的一大成因。氯離子往往可以參與到金屬陽(yáng)極溶解反應(yīng)中，進(jìn)而形成了更強(qiáng)的腐蝕力。所以在鹽場(chǎng)或咸水區(qū)域周邊，土壤具有較強(qiáng)的腐蝕性。如果土壤呈非酸性，鎂離子的存在也可以成為難容氧化物，可以直接腐蝕金屬管道。在被厭氧的硫酸還原菌影響下硫酸鹽轉(zhuǎn)化成為腐蝕性硫化物，可見(jiàn)硫酸鹽對(duì)金屬材料具備較大的破壞性。

2.5 水與氣的含量

土壤中水含量對(duì)鋼的腐蝕率的影響存在一個(gè)臨界最大值，當(dāng)土壤的含水量低于這個(gè)最大值時(shí)，土壤的腐蝕率會(huì)隨水含量的增加而增加，但當(dāng)土壤的含水量高于該最大值時(shí)，土壤的腐蝕率反而會(huì)隨含水量的增加而減低。土壤中的含氣量實(shí)際意義上指氧含量，其通過(guò)改變電化學(xué)陽(yáng)極的反應(yīng)速度來(lái)間接地影響土壤的腐蝕過(guò)程，氧含量還可影響土壤中鋼的電極電位，進(jìn)而影響土壤的腐蝕性。

2.6 土壤的溫度

不斷提高的土壤溫度使土壤腐蝕電化學(xué)反應(yīng)中的陰極擴(kuò)散過(guò)程持續(xù)加快，從而對(duì)土壤微生物活動(dòng)、水含量和電阻率等產(chǎn)生影響。分析土壤溫度對(duì)陰極過(guò)程的影響，體現(xiàn)在土壤溫度增加一定程度上加強(qiáng)了溶解氧的熱運(yùn)動(dòng)，降低了土壤溶液的粘度，增加了氧的擴(kuò)散系數(shù)，加快了反應(yīng)物的傳質(zhì)過(guò)程，在溫度因素影響下腐蝕加快。同時(shí)溫度升高還使土壤溶液中氧的溶解度降低，在接近溶液沸點(diǎn)時(shí)降低了氧的溶解度，腐蝕速度也趨于減緩。

3 供熱管道防腐蝕措施分析

3.1 供熱管道內(nèi)腐蝕的防腐措施

改善供熱管道的內(nèi)環(huán)境、使熱水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，是管道內(nèi)壁防腐蝕的主要目標(biāo)，詳細(xì)來(lái)說(shuō)主要包括降低熱水中溶解氧的濃度；控制熱水的DH值在規(guī)定范圍內(nèi)；控制熱水的溫度、盡量避開(kāi)腐蝕最強(qiáng)的溫度區(qū)域；在供熱系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)，應(yīng)及時(shí)清理系統(tǒng)中充滿雜質(zhì)的熱水。

3.2 供熱管道外腐蝕的防腐措施

管道的外腐蝕主要是由于管道外表面的介質(zhì)引起的腐蝕，相比內(nèi)腐蝕來(lái)說(shuō)更為嚴(yán)重。預(yù)防措施只要包括以下幾種。（1）提高供熱介質(zhì)的溫度；（2）選擇導(dǎo)熱系數(shù)及吸水性達(dá)標(biāo)的保溫材料；（3）管道的保護(hù)層（防腐層）須按國(guó)際選材防止環(huán)境中的水汽深入保護(hù)層，引起金屬腐蝕；（4）熱力管溝排水通暢，保持地溝的干燥，定期通風(fēng)保證地溝內(nèi)的含濕量。

3.3 調(diào)整環(huán)境中循環(huán)水的pH值

供熱管道中的循環(huán)水pH值對(duì)管道腐蝕的速度有影響。pH值在10～13間時(shí)，會(huì)有一層相對(duì)完整的保護(hù)膜在供熱管道材料表面形成，減緩管道腐蝕速度。而pH值達(dá)到14時(shí)則受到鈍化狀態(tài)的影響，也會(huì)使管道表面的抑制氧腐蝕功能得到發(fā)揮。實(shí)際使用過(guò)程中樹(shù)脂軟化水蒸汽鍋爐連排水pH值在12～14，因此在采暖系統(tǒng)中打入連排水可有效促進(jìn)循環(huán)水pH值升高，進(jìn)而減緩供熱管道的腐蝕速度。

3.4 研發(fā)開(kāi)發(fā)新材料

對(duì)雙層熔結(jié)環(huán)氧粉末結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷改進(jìn)和完善是現(xiàn)階段國(guó)外在防腐層發(fā)展方面一直在做的努力，通過(guò)改性環(huán)氧保護(hù)層或液態(tài)聚氨酯在熔結(jié)環(huán)氧表面的使用避免敷設(shè)或是吊裝環(huán)節(jié)工序發(fā)生損壞，保護(hù)了管道狀態(tài)。同時(shí)，新材料的研究和開(kāi)發(fā)還體現(xiàn)在液體樹(shù)脂補(bǔ)扣技術(shù)等方面，從我國(guó)實(shí)際發(fā)展情況來(lái)看，還需在技術(shù)創(chuàng)新方面加大研究力度，力求與國(guó)外同類技術(shù)發(fā)展水平相平衡。

4 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)總結(jié)，我們不難發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在我國(guó)很多地區(qū)供熱網(wǎng)絡(luò)還仍然有待于完善，在管道的設(shè)計(jì)上，支狀網(wǎng)絡(luò)是最為常見(jiàn)的類型，在管道投入使用一段時(shí)間之后，就會(huì)出現(xiàn)不同程度的腐蝕問(wèn)題，并且可以在很大程度上影響供熱安全性，導(dǎo)致出現(xiàn)問(wèn)題。所以我們應(yīng)當(dāng)從多個(gè)環(huán)節(jié)入手，例如熱源改建、熱網(wǎng)規(guī)劃和室內(nèi)施工都要采取相應(yīng)的應(yīng)對(duì)措施，這樣才能避免事故的發(fā)生、保證管道的安全運(yùn)行。本文針對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行了分析，希望可以給相關(guān)工作的開(kāi)展提供一些參考。

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