热力管道内腐蚀与外腐蚀危害分析与防范

热力管道内腐蚀与外腐蚀危害分析与防范

万韡

安阳益和热力有限责任公司河南安阳455000

摘要：热力管道是指从锅炉房、直燃机房、供热中心等出发，从热源通往建筑物热力入口的供热管道。多个供热管道形成管网。供热热水介质设计压力小于等于2.5MPa，设计温度小于或等于200℃；供热蒸汽介质设计压力小于或等于1.6MPa，设计温度小于或等于350℃的压力管道，是一类不可忽视的特种设备，每当冬季来临，供暖问题便成了老百姓非常关注的一个热点问题，在这个自媒体发达的时代，一旦热力管道出了问题，会立刻在网络上引发强烈关注，从而引发民生问题。

关键词：热力管道；内腐蚀；外腐蚀；防范；分析

1导言

所谓腐蚀指的是物质或者是物质所拥有的性能，在和环境之间产生一定的反应之后，而出现一定程度的变质。目前对于腐蚀对象的界定不仅包含有金属材料，同时还包含有非金属材料，但是，因为金属依旧是目前最为主要的工程材料，所以，对于金属的腐蚀研究长期以来仍旧是学者研究热点。在金属设备腐蚀问题中，管线发生腐蚀是非常常见的腐蚀问题。而在城市集中供暖系统中，供热管道多是使用金属材质的管道，要是热力管道发生腐蚀问题，不仅会导致城市供热系统受到严重影响，还可能会导致安全事故的发生。在对热力管道腐蚀问题进行修复过程中，也存在较大的困难，需要大量的资金投入。因此，研究热力管道腐蚀影响因素及防腐策略，尽可能避免热力管道发生腐蚀问题对于确保热力系统安全、可靠运行是极为重要的。

2对热力管道腐蚀产生影响的因素

金属由于具有一定的不稳定性，这也正是导致金属发生腐蚀的原动力。金属发生腐蚀是无法抗拒也是无法避免的，而热力管道多是使用金属材料制成，其发生腐蚀问题同样是无法避免以及无法抗拒的。因此，我们应当全面分析影响热力管道发生腐蚀的因素，才能在热力管道防腐施工过程中做的更加到位，确保热力管道防腐施工质量得以提升。热力管道腐蚀影响因素包含有下列几项:一是温度产生的影响。由于热力管道输送的流体温度相对较高，这样会导致管道发生腐蚀的速率增加。通常情况下，当管道处于大气环境之中，且温度增加10℃之后，金属发生腐蚀的速率会提升一倍。二是电位差产生的影响。若是两种不同金属相同的介质环境里面，则拥有相对高电位的金属将发生腐蚀，而拥有相对低电位的金属则会被有效保护起来。三是热处理产生的影响。金属经过一定的热处理之后，能够使得其腐蚀行为发生变化。四是表面状态带来的影响。金属表面所拥有的清洁程度以及表面是否覆盖保护膜等，均会在很大程度上影响到金属发生腐蚀的速率。五是杂质带来的影响。在金属发生腐蚀的过程中，杂质会对腐蚀造成极大的影响。六是辐射带来的影响。金属处在辐射环境中，会导致腐蚀速率有所增加。七是应力作用带来的影响。当金属处在拉应力状态之下，要较处在压应力状态之下更早的出现腐蚀问题，而且腐蚀发生的速率也会相对快。金属材料受到外界应力作用也会更快的发生腐蚀问题，特别是在外界负荷达到或是超过了金属的屈服应力之后，更加容易导致金属发生腐蚀问题。

3不同环境下热力管道的腐蚀与防护

3.1输送介质对管道的内腐蚀与防护

3.1.1热水的腐蚀

对大多数金属而言,水具有腐蚀性,沸点以下的水,若不溶解有气体(如O2,CO2,SO2),是不会对多数金属产生严重腐蚀的。即使水温升至接近450℃,碳钢对高纯水和蒸汽都具有足够的耐腐蚀性。一旦水被人为的污染,钢将被水腐蚀。常见的腐蚀有以下几种:一是点蚀,由于化学成分或表面加工的局部差异,金属与非金属颗粒的沉积掺合(如焊接飞溅物),或与非金属接触,都会在金属表面上引起点蚀。二是电偶腐蚀,由于室内的热水管往往是由铜管与钢管交替使用,容易造成异金属接触,发生电偶腐蚀。这是由于热水中溶解的氧、铜离子进入溶液中,电化学效应沉积在钢管表面,铜阴极和钢阳极之间构成一个原电池,钢被加速腐蚀,孔蚀最终会把管壁穿透。三是温度,水温有影响腐蚀的倾向,能改变两种材料的电位。温度可以加速腐蚀。四是缝隙腐蚀,在钢管内的沉积物下面,及钢管表面存在的缺陷(如未焊透)与水接触,接触面的大部分水中充气(氧)良好,有一小块表面接触的水中贫氧,就会形成氧浓差电池,造成缝隙内外的局部腐蚀并导致钢管提前穿孔失效。

3.2.2.热水管内腐蚀的控制和防护

热水管内的防腐措施应从下述3个方面来考虑:一是合理地选择材料,如在水温超过80℃时,使用镀锌钢管就应慎重,防止异金属的电偶腐蚀;钢管内壁要处理毛刺、重皮;管网吹扫时应杜绝泥沙的沉积等。二是水处理对解决管内腐蚀十分重要。纯水对金属的腐蚀很小,要使介质热水中的O2,CL-,CO2,SO2的含量减少到最低(设备力所能及)。三是采用缓蚀剂阻止或减缓化学反应。在介质中连续或间歇地加入少量缓蚀剂就能抑制严重的腐蚀,尤其在水处理设备所不能及的情况下,缓蚀剂的作用尤为显著。

3.2运行方式造成的管道内外腐蚀与防护

我们重点讨论间断运行或季节性运行方式的热力管道内外腐蚀与防护。现在国内大部分非常年运行的供热系统,采取夏季放水检修,冬季投产前充水的作法。热网停止运行后在管道内如不采取保护措施,必然会造成严重的点蚀。所以非常年运行的供热系统应在夏季检修后及时充满符合水质要求的水,既可省去管道投运时的充水准备时间,又可防止管内壁腐蚀。在充满水的管道中加入亚硫酸盐消除水中的溶解氧可使腐蚀得到控制。热网停运后管道的外部腐蚀,对于直埋管道来说,由于停运后温度降低土壤的腐蚀将相对减弱。对于架空管线防止外腐蚀要设计合理的保温结构,停运后应立即对管道外表进行新的防护处理(如重新油漆等)。

3.3热力管道敷设方式对外表面造成的腐蚀与防护

3.3.1架空热力管道的防腐蚀

架空热力管道主要是受大气的腐蚀。由于腐蚀性大气的类型不同,管道受腐蚀程度、速度也不相同。腐蚀性大气一般有工业大气、海洋大气、农村大气、室内大气4种基本类型。其中工业大气、海洋大气的腐蚀危害性最大。在管道设计时应注意并消除其影响。同样大气环境下,环境温度每升高10℃,腐蚀速度就提高1倍,同时还应考虑湿度的影响。

3.3.2地沟敷设热力管线的腐蚀

地沟里的环境几乎是室内大气恶化到极点的体现,即高温(相对地沟外)、潮湿、不通风,其腐蚀是严重的,故不可忽视其保温的外保护层的质量及管道的防腐处理。防腐处理的好坏及外保护层的质量直接影响热力管道的使用寿命。

3.3.3直埋管道的腐蚀与防护

直埋管道分热水直埋与蒸汽直埋两种形式。我们主要谈一下热水直埋管道的腐蚀与防护问题。现在热水直埋管的保温层具有优良的防腐性能。但这种防腐性能与保温层的质量有着很大的关系。管道接口处的聚氨脂现场保温施工质量的好坏决定了直埋保温管的防腐性能及寿命。

4结论

聚氨脂直埋保温管道是具有双重性能的,既保温又防腐。我们在重视管道整体质量的同时,更应该重视管件及现场补口的质量。因为管件处的应力一般都大于管道,而对于补口来讲,补口一般都是管道焊接的地方,补口的保温一旦破坏,焊接部分的腐蚀就更加复杂多样。所以只有高质量的保温管(包括管件,现场补口)及丰富的现场实践经验和高度的责任感,才能使直埋管网达到我们设计的使用寿命

参考文献：

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[4]张茜.阴极保护技术在热力管道防腐方面的应用研究[J].山西建筑,2015,41(03):133-134.