給排水管道防腐施工技術(shù)探究

麥永湛

（上海建工一建集團(tuán)有限公司，上海 200437）

給排水管道是市政工程中的重要組成部分，是關(guān)系到城市發(fā)展的基礎(chǔ)設(shè)施組成部分，與城市水資源循環(huán)息息相關(guān)，也關(guān)系到防洪、排澇、水污染等問(wèn)題的治理，市政給排水工程是保障現(xiàn)代城市居民的基礎(chǔ)民生工程，關(guān)系到廣大城市居民的生活質(zhì)量和幸福指數(shù)，因此，要積極地從材料、工藝兩方面對(duì)給排水管道防腐施工技術(shù)進(jìn)行科學(xué)探究。

1 給排水管道防腐施工技術(shù)的功能及意義

1.1 保障水利工程質(zhì)量

給排水管道對(duì)于城市具有調(diào)節(jié)雨水功能，每當(dāng)雨季面臨城市內(nèi)澇危機(jī)時(shí)，給排水管道的工作狀態(tài)直接關(guān)系到防洪泄洪效率，起到保障性的水利設(shè)施功能。防腐施工技術(shù)能夠有效保證給排水工程的健康運(yùn)營(yíng)，保障城市居民的日常生活和用水需求。

1.2 減輕城市污染現(xiàn)象

城市會(huì)產(chǎn)生大量生活廢水、工業(yè)廢水，過(guò)去市政排污主要依賴(lài)排污明渠、排污口流入城市河流，滲入城市用地，加重了城市的污染現(xiàn)象，成為影響城市市容市貌的主要問(wèn)題。提高給排水管道的防腐性能，既能使城市居民享受更加清潔的水源，又可以集中處理污水，減少滲漏污染現(xiàn)象。

1.3 節(jié)約城市水資源

當(dāng)前，我國(guó)打造宜居城市，提倡對(duì)綠色資源的可持續(xù)利用，城市水資源的節(jié)約利用也是一項(xiàng)重大課題。給排水管道防腐性能的提升有利于減少高壓管道輸水過(guò)程中產(chǎn)生滲漏現(xiàn)象，減少水資源在運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的損失，高效合理地利用水資源。

2 給排水管道防腐蝕材料技術(shù)

2.1 調(diào)整金屬內(nèi)部組織構(gòu)造

金屬自身的理化性質(zhì)關(guān)系到金屬腐蝕的速度，減少金屬中活潑金屬成分，增加金屬中耐腐蝕金屬成分，制成理化性質(zhì)穩(wěn)定的合金元素，可以增強(qiáng)金屬抗腐蝕的能力。例如，在鋼材中添加鉻生產(chǎn)不銹鋼材料，或者添加其他如鎳、鉬、鈦、鈮等稀有金屬，進(jìn)一步改變金屬內(nèi)部的金相組織結(jié)構(gòu)來(lái)提高不銹鋼的防腐蝕性能，一般應(yīng)用于市政、消防等供水管道。

2.2 構(gòu)建保護(hù)層方法

一般情況下，通過(guò)對(duì)金屬供水管材料表面電鍍耐氧化金屬的方式形成耐腐蝕保護(hù)層，可以有效提高供水管道的耐腐蝕能力，一般應(yīng)用于市政、消防供水管道。此外，也可在碳鋼材料中添加鉻，比例在1.2%～10.5%時(shí)，鋼材料表面可形成鉻的氧化膜（自鈍化膜），阻止鋼材料表面發(fā)生原電池作用，而且氧化層損壞后具有自我修理作用，繼續(xù)起保護(hù)作用。

2.3 電化學(xué)防護(hù)方法

電化學(xué)防腐技術(shù)主要應(yīng)用于城市市政排水管道，其原理是利用直流電溝通市政排水管道混凝土構(gòu)件上輔助電極和鋼筋，輔助電極作陽(yáng)極，鋼筋作陰極，通過(guò)回路對(duì)鋼筋電化學(xué)反應(yīng)，在電場(chǎng)的作用下，使腐蝕性高的氫氧根離子、氯離子附著在混凝土表面，遠(yuǎn)離陰極（鋼筋）從而改善鋼筋的介質(zhì)環(huán)境。電化學(xué)防腐技術(shù)大量應(yīng)用于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的排水系統(tǒng)，尤其是對(duì)地下水含量高、多雨疏松土質(zhì)和海水倒灌區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)的適應(yīng)程度很高，也是目前電化學(xué)陰極保護(hù)應(yīng)用的工程研究熱點(diǎn)。

3 常見(jiàn)給排水管道防腐蝕檢測(cè)技術(shù)

3.1 磁場(chǎng)衰減檢測(cè)技術(shù)

該技術(shù)主要原理類(lèi)似超聲波探傷法，是通過(guò)交流電產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度檢測(cè)腐蝕面破損的技術(shù)。首先，在給排水管道上每隔一定距離設(shè)置交變電流信號(hào)接收器，使管道周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)，平滑的管道層的產(chǎn)生的磁場(chǎng)規(guī)律性很強(qiáng)，而腐蝕破損的管道面則會(huì)影響其附近的磁場(chǎng)的強(qiáng)度。這種檢測(cè)方法無(wú)須常備人員，能確定管道發(fā)生腐蝕的大體位置，但容易受到其他磁力作用導(dǎo)致干擾信號(hào)，導(dǎo)致錯(cuò)判、誤判現(xiàn)象產(chǎn)生。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)管地電位檢測(cè)技術(shù)

該技術(shù)為控制管道外腐蝕的檢測(cè)技術(shù)，通常用來(lái)檢測(cè)市政給排水干線的外側(cè)腐蝕情況，是監(jiān)控陰極保護(hù)效果的測(cè)試技術(shù)。具體方法為在陰極保護(hù)狀態(tài)下每隔2km的管道以?xún)?nèi)設(shè)置道電位測(cè)試點(diǎn)，通過(guò)測(cè)得電位與參比電極對(duì)比評(píng)價(jià)防腐層的電位缺陷。該技術(shù)可以評(píng)價(jià)管道的防腐保護(hù)狀態(tài)，可以通過(guò)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)采樣，但技術(shù)靈敏度對(duì)土壤的電阻值和管道埋深方面有一定要求。

3.3 電流梯度檢測(cè)技術(shù)

有交流電和直流電檢測(cè)法兩種，直流電位梯度檢測(cè)技術(shù)(DCVG)利用的是電流密度與電壓梯度成正比這一原理，來(lái)檢測(cè)給排水管道上發(fā)生的防腐層破損面積大小。直流電檢測(cè)法在檢測(cè)管道腐蝕面積方面的效果比較突出，受用電網(wǎng)絡(luò)的干擾比較小，但測(cè)量距離比較有限；交流電位梯度檢測(cè)技術(shù)(ACCG)利用的是交流電信號(hào)在管道中的衰減情況確定防腐層破損位置的原理。與磁場(chǎng)衰減檢測(cè)法不同的是，交流電位梯度檢測(cè)技術(shù)更適合檢測(cè)管道內(nèi)壁的防腐層狀況，事先須將給排水管道進(jìn)行排空，然后，發(fā)射電流信號(hào)檢測(cè)其在管道內(nèi)部運(yùn)行的衰減率。內(nèi)部防腐層的破損會(huì)導(dǎo)致由于管道與埋地土壤之間的直線距離縮短，信號(hào)電流沿管道流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生一定的衰減率，可以據(jù)此來(lái)準(zhǔn)確判斷管道防腐層破損位置。

4 給排水管道防腐蝕材料新技術(shù)注意事項(xiàng)

4.1 三層聚乙烯涂層防腐技術(shù)

20世紀(jì)，德國(guó)發(fā)明了三層聚乙烯防腐蝕技術(shù)，迄今為止，仍然是一種經(jīng)濟(jì)高效、適宜大量應(yīng)用的化學(xué)防腐蝕涂層。該材料是新材料與新工藝相結(jié)合的防腐蝕技術(shù)，最底層乙烯是指鋼管外表涂抹的環(huán)氧底油漆，第二層乙烯是厚度、密度等可設(shè)置參數(shù)的一層膠黏溶劑薄膜，最外層乙烯是當(dāng)次外層膠黏溶劑熔化后涂抹的聚乙烯薄膜。

4.2 液態(tài)聚氨酯防腐涂料防腐技術(shù)

液態(tài)聚氨酯防腐涂料化學(xué)構(gòu)成比較穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生原電池現(xiàn)象，抗氧化性十分出色，耐火性能同樣出色，應(yīng)用在管線防腐中可靠、穩(wěn)定，在各類(lèi)地質(zhì)環(huán)境下都能保證較長(zhǎng)的使用周期，表面形成的多孔結(jié)構(gòu)能夠吸收一定程度的水分。由于液態(tài)聚氨酯防腐涂料絕緣性能較強(qiáng)，與陰極保護(hù)防腐體系的適應(yīng)性很高。

4.3 雙層環(huán)氧涂料防腐技術(shù)

該技術(shù)是三層聚乙烯涂層的變種，使用兩種理化性質(zhì)不同、耐腐蝕性較強(qiáng)的環(huán)氧粉末物質(zhì)覆涂于管道表面，涂層厚度在600～1000um，內(nèi)層防腐為主，外層耐磨兼防腐處理功能。環(huán)氧涂料可選擇不同的環(huán)氧粉末物進(jìn)行搭配作業(yè)，常用于大口徑給排水管道、石油天然氣管道等的外壁及零部件防腐蝕處置，也可以覆涂三層或多層，以增強(qiáng)防腐蝕效果。

4.4 添加納米級(jí)的改性材料

該技術(shù)屬于高分子材料技術(shù)，通過(guò)在管道原材料中加入納米顆粒以提升管道的抗腐蝕能力，其理化優(yōu)勢(shì)不限于抗腐蝕，在抗老化、耐高溫等性能方面表現(xiàn)也優(yōu)異，例如，當(dāng)前在小口徑給排水管道方面，基本替代了金屬管材。但由于生產(chǎn)成本的問(wèn)題，在大口徑給排水管道方面的應(yīng)用程度不高，有其應(yīng)用層面的局限性，但其一定程度上也代表了給排水管道防腐材料技術(shù)的發(fā)展方向。

5 給排水管道防腐施工新技術(shù)注意事項(xiàng)

5.1 施工設(shè)計(jì)方面

為了避免外部介質(zhì)環(huán)境影響給排水管道施加不利影響，因此，在給排水管線綜合系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，一定要注重地質(zhì)結(jié)構(gòu)和管線理化性質(zhì)等內(nèi)容。例如，勘察人員需要高度重視埋設(shè)區(qū)環(huán)境、水文狀況、地質(zhì)狀況，作為管線綜合設(shè)計(jì)的客觀依據(jù)，技術(shù)人員根據(jù)基礎(chǔ)條件設(shè)計(jì)管網(wǎng)長(zhǎng)度、布置方向、材料材質(zhì)、保護(hù)方案等因素，盡量使管線設(shè)計(jì)符合實(shí)際情況，避免客觀因素對(duì)管線的較大影響，有效降低自然環(huán)境對(duì)給排水管道的腐蝕作用。

5.2 耐腐蝕檢測(cè)方面

管線埋設(shè)施工過(guò)程中，需要貫徹細(xì)致的管道防腐計(jì)劃，落實(shí)工程監(jiān)理制度，對(duì)有破損的管線和易損部件進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，要每日巡檢管線內(nèi)外壁是否出現(xiàn)涂層脫落、破損、銹蝕情況，出現(xiàn)情況要進(jìn)行認(rèn)真分析總結(jié)，排查給排水管道的隱性威脅，尤其是消防管道與排污管道的防腐蝕情況。

5.3 管道腐蝕陰極保護(hù)技術(shù)

陰極保護(hù)技術(shù)至今仍在探索與創(chuàng)新的道路上前行，它與傳統(tǒng)的保護(hù)層技術(shù)、材料革新技術(shù)發(fā)展方向不同，致力于通過(guò)改變各種化學(xué)介質(zhì)環(huán)境中的電化學(xué)變化來(lái)轉(zhuǎn)移產(chǎn)生金屬腐蝕現(xiàn)象的基本離子，只要給排水管線中的結(jié)構(gòu)材料是金屬或鋼筋結(jié)構(gòu)，通過(guò)直流電流和輔助電極即可保護(hù)金屬管道不產(chǎn)生表面腐蝕。該技術(shù)成本不高，在工民建筑、市政埋地接線管道中適宜應(yīng)用，經(jīng)實(shí)踐證明，其效果優(yōu)于普通外層防腐技術(shù)。

6 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)國(guó)際化大都市不少，但給排水管道基礎(chǔ)工程建設(shè)與發(fā)達(dá)國(guó)家相比有著不小的差距，未來(lái)這些給排水基礎(chǔ)設(shè)施的翻新擴(kuò)建，會(huì)成為未來(lái)20年城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的發(fā)展方向，因而給排水管道防腐蝕技術(shù)必須不斷采用新技術(shù)，使用新材料，在涂層工藝創(chuàng)新和施工技術(shù)變革方面大量應(yīng)用創(chuàng)新，從而提高我國(guó)給排水工程方面的核心競(jìng)爭(zhēng)力。