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供水管網(wǎng)的腐蝕與防腐

作者:admin  來源:萬城球墨鑄鐵管公司  閱讀:1459

金屬管材和非金屬管材,就目前管網(wǎng)來看,大管徑管道一般采用金屬管材,包括鑄鐵管、球墨鑄鐵管以及鋼管,小口徑管道一般采用非金屬管,包括給水尼龍管、給水ppr管,但仍有部分管道及管件使用鋼管或鋼制管件連接。由于北方冬季氣溫較低,一般干線管道和城區(qū)管網(wǎng)都是埋地敷設(shè),這樣對(duì)管網(wǎng)的防腐要求就非常高,好的防腐可以避免因管道腐蝕而造成管網(wǎng)漏水,避免管道內(nèi)部增加摩阻,污染水質(zhì),相反則給管網(wǎng)帶來很大麻煩,可見管道防腐對(duì)管網(wǎng)有多么的重要。
為了延長(zhǎng)管道的使用壽命,避免金屬腐蝕,污染水質(zhì),從世界上有供水工程開始,人們就對(duì)埋地金屬管道的腐蝕機(jī)理、防腐方法、涂層結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了不懈的探索與研究,已形成多種防腐體系。

  一.管道的腐蝕
  腐蝕是金屬在周圍介質(zhì)的化學(xué)、電化學(xué)作用下所引起的一種破壞。
  金屬腐蝕按其性質(zhì)可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。化學(xué)腐蝕是金屬直接和介質(zhì)接觸起化學(xué)作用而引起金屬離子的溶解過程。而電化學(xué)腐蝕是金屬和電解質(zhì)組成原電池所發(fā)生的電解過程。金屬在土壤、水或潮氣等電解質(zhì)溶液中,一般都發(fā)生電化學(xué)腐蝕。埋地管道外腐蝕的原因比較復(fù)雜,一般歸納為以下3種原因:
 。1)電化學(xué)腐蝕——由于土壤是固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)3種物質(zhì)所組成的復(fù)雜混合物,土壤顆粒間充滿空氣、水和各種鹽類,使土壤具有電解質(zhì)溶液的特征,埋地管道裸露的金屬(如涂層被機(jī)械破壞,微生物破壞等),就和土壤電解質(zhì)組成了原電池,導(dǎo)致金屬的電化學(xué)腐蝕。
 。2)雜散電流對(duì)管道的腐蝕——由于外界漏電影響,土壤中有雜散電流通過管道,因而發(fā)生電解作用,使管道腐蝕。
  (3)細(xì)菌作用引起的腐蝕——據(jù)研究,微生物參與腐蝕的過程中,不同種類細(xì)菌的腐蝕行為,條件各不相同,例如在缺氧土壤中存在厭氧的硫酸鹽還原菌,它能將可溶的硫酸鹽轉(zhuǎn)化為硫化氫,使土壤中H+濃度增加,加速了埋地管道的腐蝕作用。
  對(duì)埋地管道腐蝕調(diào)查與研究表明,埋地管道外壁絕緣層的損壞是造成管道遭受土壤腐蝕的主要原因,為了保證管線長(zhǎng)期安全生產(chǎn),針對(duì)土壤腐蝕的特點(diǎn),可以從以下幾個(gè)途徑來制止腐蝕的發(fā)生和降低腐蝕程度:
 。1)選用耐腐蝕的管材;
  (2)增加管道與土壤之間的過渡電阻,減小腐蝕電流,如采用石油瀝青、煤焦油瓷漆、粘膠帶、環(huán)氧粉末、三層PE等絕緣層,使絕緣層電阻較大,絕緣層的致密性很好(無針孔),從而把腐蝕電流減少到最小程度;
 。3)采用電法保護(hù)(陰極保護(hù)和犧牲陽(yáng)極保護(hù)),一般電法保護(hù)應(yīng)與絕緣層保護(hù)相結(jié)合,以減小保護(hù)電流的消耗。

  二.管道的防腐
  國(guó)內(nèi)過去多采用石油瀝青防腐層,近年來,我國(guó)陸續(xù)研究開發(fā)了聚乙烯夾克(兩層結(jié)構(gòu))、熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層、聚乙烯膠粘帶和煤焦油瓷漆等防腐技術(shù),取得了較好的防腐效果。但在實(shí)際應(yīng)用中,也暴露出這些防腐技術(shù)的不足之處,如兩層結(jié)構(gòu)聚乙烯夾克的粘結(jié)性較差,熔結(jié)環(huán)氧粉末層的機(jī)械性能較低,煤焦油瓷漆的環(huán)境污染問題以及聚乙烯膠粘帶的施工質(zhì)量難以保證等,因此,歐洲一些國(guó)家于上世紀(jì)80年代以來,研究開發(fā)并成功應(yīng)用了溶解環(huán)氧/擠出聚乙烯三層結(jié)構(gòu)防腐涂層技術(shù),這是目前國(guó)際上認(rèn)為最先進(jìn)的管道外防腐技術(shù)。
“軟基”瑪蹄脂或橡膠粘結(jié)劑或“硬基”聚乙烯共聚物底膠,形成兩層涂層結(jié)構(gòu)。而有些國(guó)家則采用高溫熔結(jié)聚乙烯粉末的方法,但無論是兩層結(jié)構(gòu)涂層還是熔結(jié)聚乙烯粉末涂層,都存在兩個(gè)缺點(diǎn):一是陰極剝離強(qiáng)度弱,二是與鋼材的粘結(jié)性能低且不穩(wěn)定,尤其在較高溫度下更為明顯。為了更好地解決聚乙烯圖層的鋼管表面的粘結(jié)問題,以德國(guó)、意大利為代表的歐洲國(guó)家,于80年代廣泛采用了三層聚烯烴管道防腐涂層(以下簡(jiǎn)稱三層PE)。這種涂層結(jié)構(gòu)包括:環(huán)氧底漆、共聚物中間層、聚乙烯外涂層,三層結(jié)構(gòu)防腐層將熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層和擠壓聚烯烴防腐層的機(jī)械特性等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來,從而顯著改善各自的性能。對(duì)熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層抗機(jī)械破壞性能弱的缺點(diǎn)得到彌補(bǔ);使兩層結(jié)構(gòu)的擠壓聚烯烴防腐層,粘結(jié)性能差的弱點(diǎn)得到改善,大大提高了防腐層的抗陰極剝離性能和機(jī)械強(qiáng)度。
  為了同時(shí)解決鋼管的外壁腐蝕、內(nèi)壁輸水質(zhì)量問題,可采用環(huán)氧類粉末涂敷鋼管。環(huán)氧類粉末涂敷鋼管是采用優(yōu)質(zhì)高頻焊管、螺旋焊管或無縫鋼管基體,以先進(jìn)的流化床涂敷工藝,在鋼管內(nèi)外壁熔融涂敷無毒食品級(jí)環(huán)氧粉末涂料,具有國(guó)際先進(jìn)管材的水準(zhǔn),它的開發(fā)成功填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白,是我國(guó)替代進(jìn)口管材的首選。
  環(huán)氧類粉末涂敷鋼管具有優(yōu)良的機(jī)械性能,涂層附著力好,抗腐蝕性強(qiáng),可耐酸、堿及其它化學(xué)腐蝕,無毒、耐磨,耐沖擊性好,耐滲透性強(qiáng),管道表面光滑,可以提高輸送效率,解決管道阻塞問題,減少輸送壓力損失,涂層中無溶劑,無可滲出物質(zhì),因而不會(huì)污染輸送介質(zhì),保證介質(zhì)的承接度和衛(wèi)生性。涂層具有優(yōu)良的絕緣性和耐侯性,在-40℃至80℃范圍可循環(huán)冷熱交替使用,涂層不老化、不龜裂,因而可以在寒冷、酷熱地帶等苛刻的環(huán)境下使用。

管網(wǎng)來看,大管徑管道一般采用金屬管材,包括鑄鐵管、球墨鑄鐵管以及鋼管,小口徑管道一般采用非金屬管,包括給水尼龍管、給水PPR管,但仍有部分管道及管件使用鋼管或鋼制管件連接。由于北方冬季氣溫較低,一般干線管道和城區(qū)管網(wǎng)都是埋地敷設(shè),這樣對(duì)管網(wǎng)的防腐要求就非常高,好的防腐可以避免因管道腐蝕而造成管網(wǎng)漏水,避免管道內(nèi)部增加摩阻,污染水質(zhì),相反則給管網(wǎng)帶來很大麻煩,可見管道防腐對(duì)管網(wǎng)有多么的重要。
  為了延長(zhǎng)管道的使用壽命,避免金屬腐蝕,污染水質(zhì),從世界上有供水工程開始,人們就對(duì)埋地金屬管道的腐蝕機(jī)理、防腐方法、涂層結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了不懈的探索與研究,已形成多種防腐體系。

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