□ 趙成軍

我國北方地區(qū)冬季取暖主要依賴于集中供暖方式。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，截止到2017年，我國北方地區(qū)供熱總面積達232億cm2，城鎮(zhèn)供熱總面積為159億cm2，占比80%，農村供熱總面積為73億cm2，占比20%。集中供暖率達到84.5%，較2013年集中供暖率76%有較大幅度提升。在集中供暖總量中，蒸汽供暖占比15.74%，熱水供暖占比84.26%，均采用供熱管網輸送方式供暖[1]。在我國集中供暖率不斷上升的背景下，供暖能效成為集中供暖的難點問題。據(jù)相關研究，歐美國家供熱管網效率要求達到96%以上，日本供熱管網效率要求達到97%以上，而我國供熱管網能效僅為90%左右，說明我國集中供暖管網熱損失較多，集中供暖防腐保溫面臨較多的問題，導致供熱管網能效下降，因此，供熱管網的防腐保溫方面的技術有較大的發(fā)展空間。基于此，深入分析了供熱管網防腐問題和保溫問題，研究了供熱管網防腐、保溫施工技術要點，以期提高供熱管網防腐保溫性能，降低集中供暖能耗。

1 供熱管網防腐原因分析

1.1 一般腐蝕

一般腐蝕是指由于管網介質造成的腐蝕，包括水腐蝕、氧氣腐蝕、碳酸腐蝕、氯離子腐蝕、堿腐蝕等。

（1）水腐蝕是指由于管網排水后殘留水含有的氧氣、二氧化碳、氯化鎂、氫氧化鈉等物質對供熱管網造成的電化學腐蝕。

（2）氧氣腐蝕是指管網中溶解氧對將水中的Fe（OH）2氧化為Fe（OH）3沉淀而造成的管網腐蝕，從而在管網內形成黑色水膜，并將管道腐蝕出點狀或潰瘍狀凹痕。由于供暖鋼管表面與水、空氣氧氣發(fā)生氧化反應，對鋼管造成氧化堿蝕作用，是導致供暖管道腐蝕的重要原因。

（3）碳酸腐蝕是當供暖水中存在大量二氧化碳時，與水結合形成弱酸性水，PH值降低，進而與鋼管發(fā)生電化學反應的腐蝕現(xiàn)象。碳酸腐蝕屬于麻點腐蝕。

（4）氯離子腐蝕是氯化鎂引起的電化學腐蝕。由于氯化鎂易溶于水，當供暖水中含有部分氯化鎂時，易發(fā)生電化學反應而發(fā)生電化學腐蝕。

（5）堿腐蝕是指因供暖水中殘留一定濃度的氫氧化鈉而造成的鋼管電化學腐蝕。

1.2 鋼材材質腐蝕

鋼材質腐蝕主要包括孔洞狀腐蝕和面下腐蝕兩種?？锥囱b腐蝕是由于鋼管受機械應力作用而產生的腐蝕，如錘擊作用等，導致鋼管表面防護膜破壞形成表面損傷。面下腐蝕是指鋼管因質量問題，如重皮、夾層等，在侵蝕性介質的作用下產生的面下腐蝕。

1.3 應力腐蝕

應力腐蝕是指鋼管受溫度應力和腐蝕介質的雙重作用下產生的一種腐蝕現(xiàn)象，造成鋼管保護膜破壞的腐蝕現(xiàn)象。應力腐蝕主要通過介質加熱、溶解氧溢出并轉換為其他氣體，如二氧化碳等，溶解于水形成酸性介質，造成鋼管保護層侵蝕。

2 供熱管網保溫問題研究

供熱管網保溫是在供熱管網外部加設一層保溫層，起到保溫隔熱的作用。保溫層施工質量直接影響集中供熱能效，主要包括保溫層施工質量和保溫厚度兩個方面。

2.1 保溫層材質

長期以來，在集中供熱管網和工業(yè)領域生產中，普遍采用保溫巖棉作為管網保溫材料，但由于保溫巖棉屬于軟質材料，易發(fā)生沉降，進而引發(fā)上薄下厚問題，即供熱管道上部保溫層厚度變小，而下部保溫層與管道之間形成較大的空隙，空隙中空氣與管壁發(fā)生熱量交換，引發(fā)供熱管網熱損失增加[2]。同時，保溫巖棉易破損，其材質為天然巖石、礦物原料制成的蓬松狀短纖維，結構疏松，在供熱管網敷設完成后，受風雨侵蝕作用，保溫巖棉保溫層受到破壞，造成部分供熱管網管線裸露、保溫層脫落、散熱損失加大等問題。保溫巖棉本身結構疏松，空隙較多，雨水易滲入保溫層，與管壁發(fā)生氧化作用，導致管壁腐蝕，從而造成供熱管網減薄，縮短使用壽命。近年來，隨著保溫技術的發(fā)展，聚氨酯發(fā)泡保溫材料在保溫管網中應用日益廣泛，屬于有機保溫材料，其保溫性能更優(yōu)異，可有效延長供熱管網使用年限和提高保溫性能。室外架空供暖管道可在保溫管加設珍珠巖瓦塊并在保溫層外部涂刷玻璃鋼進行保溫防護，從而滿足室外架空供熱管網保溫要求。

2.2 保溫層厚度

在供熱管網保溫施工實踐中，經實踐研究發(fā)現(xiàn)，不同厚度保溫層熱損失存在較大的差異，其保溫層厚度越大，保溫隔熱效果越明顯，供熱損耗越低，反之則供熱管網熱損失較大，導致集中供暖終端難以達到供熱要求。但同時，由于保溫層施工一次性投資較大，如不計成本盲目增加保溫層厚度，必然導致供熱管網建設成本增加。因此，在供熱管網保溫施工中，應基于經濟性考慮合理確定保溫層厚度。

3 供熱管網防腐保溫施工技術要點

結合供熱管網施工實踐，分別從供熱管網防腐、保溫兩個方面闡述施工技術要點如下。

3.1 供熱管網防腐施工技術要點

防腐施工工藝流程為：第一，施工準備；第二，表面處理；第三，防腐層施工；第四，防腐檢查與驗收。

3.1.1 施工準備

在供熱管網施工前，應對用于工程防腐施工的防腐涂料進行進場驗收，要求防腐涂料必須附帶質量證明書，包括防腐涂料名稱、主要成分、理化特性、生產廠家、油漆材料數(shù)據(jù)表和合格證等，防腐涂料應在使用期限內，經檢驗合格后方可使用。防腐施工應滿足環(huán)境溫度要求，環(huán)境溫度應控制在13℃～30℃范圍內，最低溫度不得低于5℃，以免影響防腐材料凝結。涂裝表面溫度較露點溫度高3℃以上，最高不得超過50℃。施工前，應對施工機具進行檢查、維護、保養(yǎng)，施工機具應滿足大面積供熱管網防腐施工技術要求。防腐涂料涂刷前，應對供熱鋼管表面進行檢查，經檢查合格后方可進行防腐施工。遇強風、降雨、大霧等惡劣天氣或空氣相對濕度大于80%時，應避免進行防腐涂料施工。

3.1.2 表面處理

供熱管網防腐處理前，應進行表面除銹并經檢驗驗收合格后方可涂刷防腐材料。針對鋼結構、碳鋼管道，可采用砂輪機進行表面除銹，直至露出金屬光澤，且無附著的氧化皮、鐵銹或油漆涂層等附著物。經表面處理后的供熱鋼管，應使用抹布清理干凈并涂刷防腐底漆。表面處理至涂刷完成底漆間隔應小于4h，防止金屬暴露氧化，影響防腐處理效果。

3.1.3 防腐施工

防腐施工前，鋼管金屬表面和防腐底漆涂刷應經總承包方和監(jiān)理單位驗收后方可進行防腐施工。涂刷防腐漆前，應對供熱管網焊口、螺紋等特殊構造部位落實保護措施，焊縫兩側應預留出100mm，待焊縫質量檢驗合格后方可涂刷防銹漆。防腐施工時，應按工程設計要求涂刷2遍以上，涂刷防腐漆應采用滾涂、刷漆防腐，每層往復、交叉涂刷，不得漏刷。先涂2道耐高溫底漆，干膜厚度不小于50μm，再涂刷1道環(huán)氧云鐵中間漆，干膜厚度不小于60μm，最后涂刷2道聚氨酯面漆，干膜厚度為60μm。防腐漆涂刷完成后，4h內應避免淋雨，必要時采取必要的防護遮蓋措施[3]。

防腐施工過程中，應根據(jù)防腐涂料使用說明進行施工，掌握各類型防腐涂料涂刷間隔，待各層防腐涂料干透后方可涂刷下一道防腐涂料。防腐涂料涂刷完成后，應滿足顏色一致、無流墜、無針孔、氣泡等要求，待每道防腐漆干透，以手指用力按壓防腐漆不出現(xiàn)指紋后方可進行下一道油漆涂刷。

3.1.4 防腐檢查與驗收

供熱管網防腐施工結束后，應經檢查驗收后方可進行保溫施工。檢查外觀項目包括防腐漆無漏涂、針孔、流墜、褶皺、剝落、粉化等問題，經檢查驗收后方可進行管道施工和保溫施工，如表1所示。

表1 供熱管網防腐處理檢查項目

當管道防腐出現(xiàn)包括漆膜返繡、漏刷、漆膜流墜、漆膜起泡等施工質量問題，應結合具體情況進行處置。當出現(xiàn)漆膜返銹問題時，應徹底清理供熱鋼管表面水分、銹跡、泥土等雜物，直至露出供熱鋼管金屬光澤后再涂刷底漆和防銹漆，防止鋼管再次生銹。防銹漆漏刷問題一般發(fā)生在供熱鋼管架空施工后，因架空鋼管高度、角度導致防銹漆涂刷不便導致，可在供熱鋼管安裝前涂刷完成防銹漆，并加強防銹漆檢查，防止出現(xiàn)漏刷問題。流墜問題多由于涂刷防腐漆過厚和環(huán)境溫度過高等原因導致，因此要求施工單位在適宜環(huán)境溫度下進行涂刷施工（溫度15℃～20℃，相對濕度50%～75%），且涂刷防腐漆滾毛不宜過長，單次蘸取防腐漆不宜過多，涂刷防腐漆厚度不宜過大。當出現(xiàn)漆膜起泡問題時，多由于供熱鋼管表面存在水分導致，應在涂刷前使用干抹布擦干凈，且單次涂刷防腐漆厚度不宜過大。

3.2 供熱管網保溫施工技術要點

供熱管網保溫施工工藝流程為：第一，施工準備；第二，保溫厚度確定；第三，保溫層施工；第四，工程檢查驗收。

3.2.1 施工準備

供熱管網保溫施工前，應確保管道系統(tǒng)壓力試運行合格且經檢查驗收合格。防腐施工完成且驗收合格，管道支架安裝到位，相關儀表附件、閥門等均已安裝完畢且經工程監(jiān)理驗收合格。

3.2.2 保溫厚度確定

由于不同保溫層厚度其保溫性能存在較大的差異，如采用相同的保溫厚度要求，必然導致供熱管網成本上升，進而增加供熱管網施工成本。因此，有必要結合不同位置、溫度、管徑要求確定保溫層厚度，確定經濟性保溫層厚度技術方案。根據(jù)該思路，結合集中供熱管線、溫度和保溫層材料成本，結合聚氨酯保溫材料性能，確定不同管徑下保溫層厚度，如表2所示。

表2 保溫層厚度確定

根據(jù)上表可知，DN80和DN100供熱鋼管可采用50mm厚保溫材料，當管徑大于DN150時保溫層厚度應確定為60mm或70mm，DN150鋼管保溫層厚度應為50mm或60mm，結合介質溫度確定保溫層厚度。

3.2.3 保溫層施工

保溫層施工時，由于聚氨酯發(fā)泡保溫材料屬于硬質保溫材料，可直接對接卡在供熱管網上，有效改善了保溫巖棉需裁剪后保溫施工的不利局面。因此，施工人員可根據(jù)管徑合理選擇保溫材料，并使用16#～18#鍍鋅鐵絲將保溫材料捆扎，捆扎鐵絲間距應控制在400mm以內。保溫層材料捆扎完成后，經檢查無遺漏、松散等問題后，裁剪供熱管線保護層，保護層寬度與保溫層周長一致。水平向供熱管網保溫層環(huán)向接縫設置坡向搭接位置，垂直向保護層敷設應自下而上逐段施工，下段保溫層搭接縫應插入上段保溫層內，避免雨水滲入保溫層內。保溫層外殼接縫采用自攻螺絲固定或抽芯鉚固定方式，固定間距控制在200mm以內，每道接縫固定螺絲或抽芯鉚不得少于4個。

3.2.4 保溫層驗收

保溫層施工完成后，應結合供熱管網試運行供熱數(shù)據(jù)和保溫層施工數(shù)據(jù)進行對比分析，如保溫層施工后熱損失較大，則應結合供熱數(shù)據(jù)進行逐段分析，排除管網回流、換熱問題后，綜合確定保溫層質量問題，以此滿足冬季用戶集中供熱要求。

4 結語

如今，人民群眾對生活質量要求不斷提高，集中供熱溫度直接影響用戶冬季生活取暖使用體驗。管道銹蝕、管道裸露，必然影響冬季供暖溫度，并對供暖企業(yè)造成不利影響。在供熱管道防腐和保溫施工中，施工單位應深入研究防腐保溫施工技術要點，加強施工過程管理與質量控制，降低供熱管道熱損失，提高供暖企業(yè)社會效益和經濟效益。