賀廣武

摘要：文章分析了供熱管道腐蝕的機(jī)理和形態(tài)及供熱管道腐蝕的因素，依據(jù)供熱管道的特點(diǎn)以及管道腐蝕因素和機(jī)理，利用分級(jí)評(píng)價(jià)的方法對(duì)均勻腐蝕、局部腐蝕、點(diǎn)蝕管道進(jìn)行分級(jí)評(píng)價(jià)，分析了供熱管道自身材料流體情況管道外部環(huán)境對(duì)管道腐蝕的影響并介紹了常用的腐蝕研究方法。

關(guān)鍵詞：管道檢測(cè)；供熱管道；腐蝕；溫度；供熱管道；影響因素；研究方法

一、前言

隨著我國供熱需求的不斷增長以及供熱管道迅速發(fā)展其安全性與完整性的問題也就日益受到人們的關(guān)注。供熱管道的腐蝕問題近些年來屢見不鮮，由腐蝕而引起的管道泄漏甚至爆裂的事情也時(shí)有發(fā)生。然而供熱管道的腐蝕防護(hù)仍然沒有得到足夠的重視，腐蝕雖然可以控制但需要投入，而其效益是滯后和間接的。

二、研究的目的和意義

管道運(yùn)輸是與鐵路、公路、航空、水運(yùn)并駕齊驅(qū)的五大運(yùn)輸方式之一，作為一種特殊的運(yùn)輸方式，管道運(yùn)輸越來越廣泛地用于各行業(yè)及城鎮(zhèn)燃?xì)?、供水、供熱系統(tǒng)中，已成為現(xiàn)代工業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的命脈。管道腐蝕的發(fā)生嚴(yán)重制約了輸送能力，增大投資費(fèi)用，威脅人身安全。采用有效的防腐蝕措施，可以使管道使用壽命大大提高。隨著人們對(duì)城市建設(shè)、環(huán)境保護(hù)、節(jié)約能源要求的不斷提高，在城市熱網(wǎng)建設(shè)中熱力管道直埋技術(shù)的應(yīng)用越來越普及。為此有必要對(duì)管道實(shí)施定期檢測(cè)及完整性評(píng)價(jià)。

三、腐蝕機(jī)理

所謂腐蝕是指金屬表面在周圍介質(zhì)的作用下，由于化學(xué)或電化學(xué)作用的結(jié)果而產(chǎn)生的破壞。微電池腐蝕、宏電池腐蝕、雜散電流腐蝕和微生物腐蝕是腐蝕的主要形態(tài)。供熱管道的材質(zhì)一般是碳素鋼，金屬管道的腐蝕是管道在周圍介質(zhì)的作用下發(fā)生的化學(xué)變化破壞：電化學(xué)變化破壞或物理溶解破壞現(xiàn)象?？梢?，金屬管道的腐蝕是包括管道本身和環(huán)境介質(zhì)兩者在內(nèi)的一個(gè)綜合反應(yīng)作用過程。供熱管道的腐蝕一般都屬于電化學(xué)腐蝕。金屬腐蝕是包括材料和環(huán)境介質(zhì)兩者在內(nèi)的一個(gè)具有反應(yīng)作用的體系。隨著非金屬材料特別是合成材料的迅速發(fā)展，它的破壞同樣引起了人們的注意，腐蝕科學(xué)的現(xiàn)代含義已經(jīng)擴(kuò)展到非金屬材料和金屬材料的變質(zhì)方面，金屬材料在土壤中的腐蝕與其他環(huán)境中的腐蝕一樣，是一個(gè)多影響因素的復(fù)雜過程。

四、腐蝕影響因素

1、水質(zhì)因素

水質(zhì)對(duì)內(nèi)腐蝕影響很大，純水對(duì)金屬?zèng)]有腐蝕性，但由于系統(tǒng)補(bǔ)水帶入溶解物質(zhì)，其中部分物質(zhì)受熱產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w，使金屬遭到溶解氧的腐蝕。

2、管道因素

鋼管內(nèi)壁質(zhì)量的好壞對(duì)鋼管內(nèi)腐蝕起著相當(dāng)重要的作用，為減少管道內(nèi)腐蝕，要對(duì)鋼管進(jìn)行必要的處理。

3、水溫因素

水溫是熱力管網(wǎng)區(qū)別于其他管網(wǎng)的重要因素。由于熱水管網(wǎng)溫度高，管道受熱膨脹產(chǎn)生巨大熱應(yīng)力，在直埋管道上體現(xiàn)的尤為明顯。

4、腐蝕環(huán)境

埋地管道所處的環(huán)境是土壤腐蝕環(huán)境，不同的土壤其腐蝕的程度差異很大。管溝內(nèi)的腐蝕因素主要是管溝內(nèi)溫度、濕度、地下水位高低以及管溝內(nèi)的通風(fēng)狀況，造成這類腐蝕的因素比較多。

5、土壤的含鹽量

土壤的含鹽量與土壤腐蝕性強(qiáng)弱有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。土壤中含鹽量大，則電導(dǎo)率也增加，因而增加了土壤腐蝕性。

6、水與氣的含量

土壤中水和氣的含量相互制約，含水量多時(shí)，含氣量較少；而含水量較少時(shí)，含氣量增多。當(dāng)水和氣的含量達(dá)到某一特定比例時(shí)，土壤腐蝕性將會(huì)達(dá)到最大。在干濕不定的土壤中，水和氣的含量交替變化，這樣的土壤腐蝕性較強(qiáng)。

7、土壤溫度

土壤溫度越高，管道的外腐蝕越嚴(yán)重，因?yàn)闇囟容^高的土壤會(huì)使土壤腐蝕電化學(xué)過程中的陰極擴(kuò)散和離子化加劇，從而直接導(dǎo)致外腐蝕加速。

8、材料的耐蝕性

一般來說，碳鋼的成分對(duì)土壤腐蝕性的影響不大，影響較大的是金屬材料本身的相結(jié)構(gòu)和組織等。

9、土壤的電阻率

土壤電阻率是土壤導(dǎo)電能力的綜合反應(yīng)，電阻率越小，土壤的腐蝕性就越強(qiáng)烈。因此，土壤電阻率是對(duì)土壤腐蝕性評(píng)價(jià)的重要參數(shù)之一。

10、溶解氧濃度的影響

在氧腐蝕情況下，溶解氧參與到陰極反應(yīng)中，溶解氧濃度的變化將直接影響腐蝕的程度，其濃度越大腐蝕越劇烈。

11、其它溶解氣體的影響

在供熱系統(tǒng)中，如果熱水中同時(shí)含有二氧化碳和溶解氧，其中二氧化碳會(huì)加速氧腐蝕，從而加劇管道腐蝕，如果熱水中僅含有二氧化碳，管道內(nèi)也

會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的二氧化碳腐蝕。此外，硫化氫也會(huì)導(dǎo)致管道腐蝕程度加深。

五、供熱管道腐蝕防護(hù)的措施

對(duì)金屬施加有效的防護(hù)方法可以降低金屬的腐蝕速率，使其壽命得到延長，故我們采用管道的防腐保護(hù)來延長其使用年限。

1、陰極保護(hù)

陰極保護(hù)電流屏蔽指的是在某種情況下到達(dá)保護(hù)管線的陰極保護(hù)電流減小，當(dāng)陰極保護(hù)電流小于管道所需的最小保護(hù)電流后，管道由于得不到有效的保護(hù)而發(fā)生腐蝕，大致分為涂層剝離、陰極剝離、環(huán)境屏蔽、涂層局部失效。

2、防腐層保護(hù)

防腐層的破壞主要可以分三個(gè)方面：第一是外力損壞，第二是施工的質(zhì)量引起的破壞，第三是防腐層質(zhì)量引起的破壞。通過這三個(gè)方面的分析，可以采取不同的措施。

1、聯(lián)合保護(hù)

防腐層和電化學(xué)保護(hù)的同時(shí)使用被稱為聯(lián)合保護(hù)，是目前最經(jīng)濟(jì)合理的防腐蝕措施。完整的防腐層可以提高陰極保護(hù)的效率，有效的陰極保護(hù)可以為防腐層的破損點(diǎn)提供陰極保護(hù)電流，使破損點(diǎn)的管道陰極極化而得到保護(hù)，兩者之中任意一方出現(xiàn)問題，都會(huì)造成防腐系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

2、改善供熱管道內(nèi)環(huán)境

改善供熱管道內(nèi)環(huán)境，使熱水水質(zhì)達(dá)標(biāo)，是管道內(nèi)腐蝕防腐的主要目標(biāo)。它主要包括降低熱水中溶解氧的濃度；控制熱水的酸堿值在規(guī)定范圍內(nèi)；控制熱水溫度，盡量避開腐蝕最強(qiáng)的溫度區(qū)域；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，重新充入軟化水進(jìn)行保養(yǎng)等幾個(gè)方面。