供水管網(wǎng)的腐蝕與防腐

供水管網(wǎng)的腐蝕與防腐

供水管網(wǎng)所用管材一般分為金屬管材和非金屬管材，就目前管網(wǎng)來(lái)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(lái)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?；瘜W(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(guò)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(guò)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：

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，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。

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(guò)管道，因而發(fā)生電解作用，使管道腐蝕。

細(xì)菌作用引起的腐蝕——據(jù)研究，微生物參與腐蝕的過(guò)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(lái)制止腐蝕的發(fā)生和降低腐蝕程度：

選用耐腐蝕的管材；

增加管道與土壤之間的過(guò)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，從而把腐蝕電流減少到最小程度；

采用電法保護(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(guò)去多采用石油瀝青防腐層，近年來(lái)，我國(guó)陸續(xù)研究開發(fā)了聚乙烯夾克、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(wèn)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(lái)，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)。

擠出聚乙烯包覆涂層，以其優(yōu)異的物理機(jī)械性能，良好的耐化學(xué)腐蝕性能，極低的水、氧滲透性和低環(huán)境污染，被公認(rèn)是當(dāng)前最有發(fā)展前途的防腐材料之一。但是，非極性的聚乙烯涂層與極性的鋼管表面粘接性差，為了解決這一問(wèn)題，人們采用了多種方法。傳統(tǒng)的方法是在聚乙烯涂層與鋼管之間涂一層“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(wú)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(wèn)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。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(lái)，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(wèn)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(wú)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(wú)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(wú)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(wèn)題，減少輸送壓力損失，涂層中無(wú)溶劑，無(wú)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。

三.管道的防腐工藝

管道涂敷：對(duì)埋地金屬管道進(jìn)行外壁涂敷，可使管道的壽命大大提高。

除銹工藝

除銹工藝較之其他防腐工藝更為簡(jiǎn)便，只需用砂紙、鋼絲刷或電動(dòng)砂輪機(jī)將被涂工件表面浮銹、焊渣、油污及疏松物除去，擦凈達(dá)到平整干燥既可施涂。需要強(qiáng)調(diào)的是被涂工件表面浮銹、油污等雜物必須除凈，因浮銹、油污等雜物可能會(huì)在工件表面形成一個(gè)隔離層，直接影響涂料的附著力和涂敷質(zhì)量。

涂敷工藝

可采用刷涂、噴涂、滾涂等方法施涂。

a.普通防腐型

一道底漆→一道底漆→一道面漆→一道面漆。干膜厚度約100μm

b.加強(qiáng)防腐型

一道底漆→一層玻璃纖維布→二道面漆。干膜厚約200μm

c.重加強(qiáng)防腐型

一道底漆→一層玻璃纖維布→一道底漆→一層玻璃纖維布→二道面漆。干膜厚度約300μm

d.特加強(qiáng)防腐型

一道底漆+連續(xù)纏繞兩層玻璃纖維布→一道底漆→一層玻璃纖維布→一道底漆→二道面漆。干膜厚度約450μm?；蛞坏赖灼帷粚硬ＡЮw維布→一道底漆→一層玻璃纖維布→一道底漆→一層玻璃纖維布→兩道面漆。干膜厚度約450μm

注意事項(xiàng)

a.涂料配制：根據(jù)用量，隨用隨配，按比例混合，充分?jǐn)嚢杈鶆?，靜至10—15min后再行施涂。

b.施工粘度：可用專用稀釋劑調(diào)整施工粘度。施涂粘度為30—40s。

c.干燥條件：常溫自然干燥。

d.在配制與施工過(guò)程中切忌水、油等物質(zhì)混入，以免影響工程質(zhì)量。

e.施涂底漆、面漆時(shí)，要求涂層均勻，無(wú)漏涂。

f.纏繞玻璃纖維布時(shí)必須拉緊、平整，不得有皺折、鼓泡，纖維布網(wǎng)眼必須灌滿涂料。玻璃纖維布之間搭接寬度20mm，搭接頭長(zhǎng)度100mm。纏繞兩層玻璃纖維布時(shí)，各層玻璃纖維布的搭接頭應(yīng)錯(cuò)開。管道兩端的防腐層應(yīng)做成階梯形接茬，階梯寬度100mm。玻璃纖維布經(jīng)緯密度為10×10根/cm2或12×12根/cm2，厚度應(yīng)為，含堿量不應(yīng)超過(guò)12%，無(wú)捻、無(wú)蠟、平紋、兩邊封邊，受潮的玻璃纖維布必須烘干后方可使用。

g.刷涂后的管道或鋼件應(yīng)注意避免在運(yùn)輸、吊裝過(guò)程中損傷防腐層，若有損傷應(yīng)及時(shí)補(bǔ)涂，否則不準(zhǔn)安裝。

h.當(dāng)在管溝內(nèi)進(jìn)行接口防腐刷涂時(shí)，必須清除防腐部位的泥土、水跡?；靥钔?xí)r不應(yīng)損傷外防腐層。

i.雨、雪、霧天不宜在戶外施工。

j.勿近火源，在陰涼干燥處密封儲(chǔ)存。

k.施工時(shí)需通風(fēng)，禁止明火。

飲水是人類賴以生存的最基本要素，現(xiàn)代人對(duì)水質(zhì)的要求越來(lái)越高，為滿足高水質(zhì)要求，其中最重