史鳳林
摘 要:在供熱管道使用的過程中,管道腐蝕可以說一個常見的問題,往往會導致管道泄漏,二次施工又會進一步增加成本。所以在管道前期設計和施工階段,應該積極探討管道腐蝕的成因,并總結(jié)腐蝕類型,這樣才能有針對性地做好管道防腐蝕,提出可行的對策,經(jīng)過不完全統(tǒng)計,如果管道腐蝕問題得到了有效解決,那么管道的使用壽命就會得到保證,并確保了供熱效果。本文針對這些問題進行了簡要分析。
關鍵詞:供熱管道;防腐蝕技術;應用
其實能夠?qū)е鹿峁艿栏g問題的成因非常多,常見的有溫度要素、土壤情況的變化等等,所以在管道前期施工時,應對管道防腐蝕的問題給予足夠的重視,例如采用防腐層等等,來讓管道腐蝕問題得到有效控制。同時積極在管道外壁使用防腐技術,也可以進一步提高管道的供熱效果。本文首先簡要介紹了管道腐蝕危害,之后總結(jié)了一些可行的對策,希望可以給相關工作的開展提供一些參考。
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,所以管道通過性就會受到影響。同時腐蝕也會導致一些沉淀物的產(chǎn)生,進而導致供熱系統(tǒng)阻塞的問題,在很多管道,如果經(jīng)過受壓作用,可能會縮減管壁的厚度,讓材料的使用年限受到影響,甚至也會直接損害管道強度,必須經(jīng)過更換和維護才能繼續(xù)使用,在嚴重時,會出現(xiàn)管道爆裂的問題,給供熱工作的開展產(chǎn)生嚴重影響。所以我們應該對管道腐蝕問題給予足夠的重視。
2 供熱管道腐蝕原因
2.1 材料自身的問題
如果土壤本身具有一定的腐蝕性,雖然對碳鋼材料的影響作用不大,但是金屬材料會受到嚴重的影響,其中熱影響區(qū)當中的碳鋼焊縫里的腐蝕問題是最為突出的,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,土壤電阻與其自身的腐蝕性成反比就土壤腐蝕性來說,其不僅僅是唯一的影響要素,宏腐蝕電池往往會在土壤腐蝕陰陽兩極距離較遠的時候才會發(fā)揮出電阻率的主導作用來。與其相反,如果土壤是以為腐蝕電池為主的話,土壤中的陰陽兩級距離較近,在這種情況下,電阻率并不會影響到主導作用。除此之外,土壤當中的水分、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,如果具有較高的還原電位,土壤就會有較強的氧化性,對管道有很強的腐蝕作用,相反,如果土壤氧化性較弱,那么對管道的腐蝕作用也會相應地減弱。另外土壤透氣性也會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)的氧含量就會不斷提高,此時土壤的氧化性較強,如果土壤處于較低的氧化還原電位時,那么土壤當中的微生物群體也會直接對供熱管道造成較大影響。
2.4 土壤鹽分
土壤當中的鹽分也可以在很大程度上影響土壤腐蝕性。土壤當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離子的鈉鉀鎂鈣等元素,所以這就會直接形成鹽分。鹽分的存在會提高土壤導電率,這也是導致其腐蝕性增強的一大成因。氯離子往往可以參與到金屬陽極溶解反應中,進而形成了更強的腐蝕力。所以在鹽場或咸水區(qū)域周邊,土壤具有較強的腐蝕性。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,可見硫酸鹽對金屬材料具備較大的破壞性。
2.5 水與氣的含量
土壤中水含量對鋼的腐蝕率的影響存在一個臨界最大值,當土壤的含水量低于這個最大值時,土壤的腐蝕率會隨水含量的增加而增加,但當土壤的含水量高于該最大值時,土壤的腐蝕率反而會隨含水量的增加而減低。土壤中的含氣量實際意義上指氧含量,其通過改變電化學陽極的反應速度來間接地影響土壤的腐蝕過程,氧含量還可影響土壤中鋼的電極電位,進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反應中的陰極擴散過程持續(xù)加快,從而對土壤微生物活動、水含量和電阻率等產(chǎn)生影響。分析土壤溫度對陰極過程的影響,體現(xiàn)在土壤溫度增加一定程度上加強了溶解氧的熱運動,降低了土壤溶液的粘度,增加了氧的擴散系數(shù),加快了反應物的傳質(zhì)過程,在溫度因素影響下腐蝕加快。同時溫度升高還使土壤溶液中氧的溶解度降低,在接近溶液沸點時降低了氧的溶解度,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)達標,是管道內(nèi)壁防腐蝕的主要目標,詳細來說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、盡量避開腐蝕最強的溫度區(qū)域;在供熱系統(tǒng)停止運行時,應及時清理系統(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)腐蝕來說更為嚴重。預防措施只要包括以下幾種。(1)提高供熱介質(zhì)的溫度;(2)選擇導熱系數(shù)及吸水性達標的保溫材料;(3)管道的保護層(防腐層)須按國際選材防止環(huán)境中的水汽深入保護層,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值對管道腐蝕的速度有影響。pH值在10~13間時,會有一層相對完整的保護膜在供熱管道材料表面形成,減緩管道腐蝕速度。而pH值達到14時則受到鈍化狀態(tài)的影響,也會使管道表面的抑制氧腐蝕功能得到發(fā)揮。實際使用過程中樹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循環(huán)水pH值升高,進而減緩供熱管道的腐蝕速度。
3.4 研發(fā)開發(fā)新材料
對雙層熔結(jié)環(huán)氧粉末結(jié)構(gòu)進行不斷改進和完善是現(xiàn)階段國外在防腐層發(fā)展方面一直在做的努力,通過改性環(huán)氧保護層或液態(tài)聚氨酯在熔結(jié)環(huán)氧表面的使用避免敷設或是吊裝環(huán)節(jié)工序發(fā)生損壞,保護了管道狀態(tài)。同時,新材料的研究和開發(fā)還體現(xiàn)在液體樹脂補扣技術等方面,從我國實際發(fā)展情況來看,還需在技術創(chuàng)新方面加大研究力度,力求與國外同類技術發(fā)展水平相平衡。
4 結(jié)束語
經(jīng)過總結(jié),我們不難發(fā)現(xiàn),現(xiàn)在我國很多地區(qū)供熱網(wǎng)絡還仍然有待于完善,在管道的設計上,支狀網(wǎng)絡是最為常見的類型,在管道投入使用一段時間之后,就會出現(xiàn)不同程度的腐蝕問題,并且可以在很大程度上影響供熱安全性,導致出現(xiàn)問題。所以我們應當從多個環(huán)節(jié)入手,例如熱源改建、熱網(wǎng)規(guī)劃和室內(nèi)施工都要采取相應的應對措施,這樣才能避免事故的發(fā)生、保證管道的安全運行。本文針對這些問題進行了分析,希望可以給相關工作的開展提供一些參考。
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