侯 闖

（鐵煤集團(tuán)大平煤礦供應(yīng)科，遼寧 鐵嶺 112000）

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水暖管道工程需求越來(lái)越多，水暖工作也帶來(lái)了更多的挑戰(zhàn)，本文從管道的腐蝕機(jī)理和防腐措施進(jìn)行探討，以期能減少腐蝕的現(xiàn)象。

1 管道的腐蝕機(jī)理

金屬的腐蝕按其機(jī)理分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。

化學(xué)腐蝕，是指金屬表面與周圖介質(zhì)進(jìn)行的直接的化學(xué)反應(yīng)，而使金屬遭到破壞。如金屬在干燥的空氣中和-切非電解質(zhì)榕液中發(fā)生的稿蝕破壞。電化學(xué)腐蝕，是指金屬和電解質(zhì)溶液接觸，發(fā)生電化學(xué)作用造成的腐蝕破壞[1]。這種腐蝕是通過(guò)原電池的形式進(jìn)行的，其特點(diǎn)是整個(gè)腐蝕過(guò)程中有電流產(chǎn)生，而且腐蝕能深人到金屬的內(nèi)部，是危害最廣最嚴(yán)重的一種腐蝕，如下圖1所示。

圖1 管道腐蝕情況

埋地的鑄鐵管，大氣中碳絜鋼管的腐蝕，都屬于電化學(xué)腐蝕。

大氣是由空氣和水汽組成的，在潮濕的空氣中，鋼管表面駁附了一層水膜，空氣中的CO2,S02氣體溶解于水膜之中，使水膜的導(dǎo)電性增強(qiáng)，成為電解質(zhì)溶液。我們知道，碳素鋼是鐵和碳的合金，鐵的化學(xué)性質(zhì)較活潑，電位較負(fù)，石墨和滲碳體的電位較正，它們與電解質(zhì)溶液的水膜接觸后，鐵就不斷地放出電子，離解為離子進(jìn)入水膜中，水中原有的溶解氧則從電位較正的石墨或滲碳體中奪取電子，而生成氫氧根離子，此時(shí)氫氧根離子又和鐵離子結(jié)合生成氫氧化亞鐵，而且又不斷和水膜中的溶解氧作用，變成棕色的氫氧化飲[2]。當(dāng)然，腐蝕過(guò)程中的產(chǎn)物如氫氧化亞鐵、氫氧化鐵也和空氣中的--氧化碳等作用而生成各種堿式碳酸鐵等化合物，氫氧化鐵也可以失去水分面變?yōu)檠趸F。由此可知，飲銹是多種化合物組成的[3]。

在碳素鋼的腐蝕過(guò)程中我們可以知道：

（1）金屬體自身存在著電位差，電位較正的金屬具有得到電子的趨勢(shì)，成為陰極；電位較負(fù)的金屬具有失去電子的趨勢(shì)，而成為陽(yáng)極。

（2）電解質(zhì)溶液的存在是腐蝕進(jìn)行的條件。只有金屬體和電解質(zhì)容液接觸，只有電解質(zhì)溶液中有能接受電子的物質(zhì)如溶解氧等，兩個(gè)電極之間才能構(gòu)成完整的原電池閉合回路，金屬的腐蝕才能進(jìn)行下去。如果金屬體沒(méi)有電位差，或電位差能逐漸變??；如果沒(méi)有電解質(zhì)容液存在，電化學(xué)腐蝕就不會(huì)發(fā)生。

人們常把電化學(xué)腐蝕稱為原電池腐蝕是因?yàn)殡娀瘜W(xué)腐蝕過(guò)程與原電池的工作過(guò)程完全相同，電池工作時(shí)，內(nèi)電路的陽(yáng)極（鋅殼），氧化后放出電子，鋅離子也不斷容解，最終被完全腐蝕；而陰極則得到電子而被還原。碳鋼在濕空氣中的腐蝕與原電池完全相同，鋼中的石墨或滲碳體的化學(xué)性質(zhì)不活潑，電位較正，是腐蝕電池的陰極；而鐵的化學(xué)性較活潑，電位較負(fù)，是腐蝕電池的陽(yáng)極，是被國(guó)蝕的一極[4]。

人們認(rèn)為不銹鋼是“不銹”的，實(shí)際上不銹鋼的不銹是有條件的。不銹鋼管受到點(diǎn)腐蝕而破壞的事例彼彼皆是。當(dāng)水中含有CT-離子時(shí)，即表示水中溶解有氯化物，氟根的多少表示氯化物含量的多少，這時(shí)水即變成了電解質(zhì)溶液。水中的氯根是具有很強(qiáng)的活性的，對(duì)不銹鋼產(chǎn)生以小孔腐蝕為特征的電化學(xué)腐蝕。

2 管道的防腐

2.1 防腐方法

金屬管道的腐蝕，是金屬受到周圍介質(zhì)的電化學(xué)和化學(xué)作用的破壞過(guò)程，因此防止腐蝕的方法，必須從消除金屬發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)作用的因素入手：

（1）正確選用金屬材料，確保金屬材料在周圖介質(zhì)中的穩(wěn)定性。例如埋地管道選用鑄鐵類的管材和管件。

（2）在金屬材料表面做防腐層，以隔離金屬與腐蝕介質(zhì)的接觸。防腐層有兩類，第-類是外部加蓋的防腐隔離層，如圖2所示。這類防腐隔離層，按其隔離材料的性質(zhì)又分為兩種，第--種是采用不易被腐蝕的金屬“鍍”，在金屬管道及附件的內(nèi)外表面，如熱授鋅，噴涂鋅、鋁等[5]。另--種是在金屬表面涂覆涂料、瀝青、塑料等。第二類是對(duì)金屬表面進(jìn)行處理，使其自身產(chǎn)生穩(wěn)定的金屬氧化膜，如不銹鋼表面的鈍化處理等。

圖2 管道涂層保護(hù)技術(shù)

(3)電化學(xué)防腐蝕。電化學(xué)防腐蝕是利用電化學(xué)腐蝕的原理，將電極電位較小的金屬作為電極電位較高的金屬管道的陽(yáng)板，將它們處于電解質(zhì)中時(shí)，電極電位較低的金屬成為陽(yáng)極而被腐蝕，金屬管道的電極電位較高而成為陰極，不被電解質(zhì)腐蝕，這種方法通常叫陰極保護(hù)。鎂金屬是常用的陰極保護(hù)材料。

上述三種防腐蝕方法中，在金屬表面做防腐隔離層是應(yīng)用最多的方法。它施工簡(jiǎn)便，費(fèi)用適中，耐蝕性能良好，施工的適應(yīng)性好，因而應(yīng)用最廣。消防給水系統(tǒng)的金屬管材常采用表面防腐隔離層的防腐方法，一般的做法有：①與大氣接觸的金屬管道，在其表面涂刷防護(hù)涂料。②直接埋地的金屬管道按管材性質(zhì)、土壤的腐蝕性等級(jí)選擇不同的防腐方式。③采用鍍鋅鋼管及鍍鋅管件，或采用二次鍍鋅工藝。

2.2 鋼管的內(nèi)外鍍鋅防腐

鋼管的內(nèi)外鍍鋅防腐是生活給水系統(tǒng)、自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)管材防腐的主要方法，因此要配置一套科學(xué)完善的自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)，如圖3所示。

圖3 消防給水系統(tǒng)保護(hù)

鋼管的內(nèi)外鍍鋅防腐的機(jī)理是利用在鋼管內(nèi)外表面“鍍”上一層不易被庭蝕的金屬——鋅，將鋼管與周圍的電介質(zhì)隔離開(kāi)來(lái)，它既有隔離防護(hù)的作用，也有電化學(xué)防腐的作用。這種管材在大氣中及潔凈水中有較好的防腐性能。

“鍍”鋅的方法有幾種，如熱侵鋅、噴鍍、電鍍、滲鍍等，其中以熱浸鋅工藝的“鍍”鋅層較厚，粘結(jié)力強(qiáng)，防腐性能好。因此，《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ 15-88)明確規(guī)定：規(guī)范所指鍍鋅鋼管，必需是熱授鋅工藝生產(chǎn)。在采用鍍鋅鋼管(含鍍鋅無(wú)縫鋼管)時(shí)，應(yīng)注意以下四點(diǎn)：

（1）鍍鋅管道使用的零件必須是鍍鋅管件。

（2）當(dāng)采用預(yù)安裝、二次鍍鋅工藝時(shí)，所有需要與管道焊接的管件，必須在鍍鋅工藝之前完成。

圖4 鍍鋅管道零件拆裝

（3）在鍍鋅管道上不允許涂刷化學(xué)防銹涂料-紅丹防銹底讀，如上圖4所示。 這是因?yàn)檫@種涂料的主要成分--紅丹（四氧化三鉛），會(huì)加劇鋅層的電化學(xué)腐蝕。

（4）鍍鋅管材只適用于安裝在大氣環(huán)境中的消防管道，而不能直接埋地。

3 結(jié)語(yǔ)

總之，通過(guò)分析水暖管道腐蝕現(xiàn)象，能夠提高對(duì)于管道腐蝕的認(rèn)識(shí)，從而利于科學(xué)的制定完善的預(yù)防對(duì)策，通過(guò)以上研究，希望能夠?yàn)樗艿婪栏ぷ鏖_(kāi)展奠定良好基礎(chǔ)。