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摘要:供热管道的防腐蚀研究是一项比较全面的系统工程,但是供热系统具有其自身发展的季节时令性,不同于供电、供水系统,供热系统一般会在夏季停运,这就会使供热管道在停运期间可能出现被腐蚀的负面状况。供热管道一旦出现腐蚀的情况,其影响是极其恶劣的,不仅会影响居民的正常供热,甚至还会对整个供热系统产生威胁,进而对人民财产安全产生负面影响。基于此,我们需要对供热管道的抗腐蚀技术进行高度的重视,进而为整个供热系统提供基础性的保障。
关键词:供热管道;防腐蚀;措施
当前我国供热管道腐蚀问题较为严重。相关的管理人员要意识到造成管道腐蚀的成因,发现其中存在的问题,并寻找相应的解决方案。在进行供热管道防腐过程中,科学合理地使用相应的解决措施,切实降低供热管道腐蚀率,提高其供热效率,提升供热管道的使用寿命。同时不断探索新途径,加大新材料的研发和使用力度,从根本上提高供热系统的连续性,降低供热管道事故的发生。
1供热管道腐蚀机理
我国的供热管道铺设主要直埋敷设方式为主,为了最大程度的提高供热系统运行的可靠性,降低运行过程中的成本,我们需要重点加强防腐蚀方面的研究。我国的供热管道多为碳素钢的材质,金属管道受腐蚀主要源于是管道周围各种介质放大声一定的化学反应,对管道的稳定结构造成破坏,进而使供热管道出现被腐蚀的状况。基于此,金属材质的供热管道的腐蚀过程是管道本身和环境介质两者之间的综合反应。电化学腐蚀包括多种方式,比如二氧化碳腐蚀、溶解氧腐蚀、游离二氧化碳和溶解氧腐蚀这四种代表情况。电化学氧腐蚀的反应包括阳极反应和阴极反应两种反应形式,同时介质中的离子和金属内部的电子由于导电作用而形成电流回路。这也便是供热管道腐蚀的机理分析过程。
2供热管道腐蚀成因
2.1管道材质问题
供热管道腐蚀问题的产生,与管道材质有着重要关联。一般情况下,我国供热管道普遍采用碳钢管材,这种管材的化学成分,直接影响供热管道的供热效率,及其自身的使用寿命。一些含碳量较低的管材更容易出现管道腐蚀的现象,因此,在管材选择方面,要尽量选择优质的原料,以提高供热管道的使用效率和使用寿命。
2.2管道热水介质导致腐蚀
供热管道主要以热水为媒介,因此随着管道内水温度的升高,会增强反应的活化程度,进而使得热水中的含氧量不断提升,氧离子在金属表面的扩散速度加快,铁离子的扩散速度也会增加,进而使得电解质的电阻值降低,使供热管道发生腐蚀[1]。通过大量的实验调查发现,如果保持溶氧浓度不变,随着温度的升高,管道的腐蚀速度也会加快,热水沸腾的状态是管道腐蚀最严重的时期。此外,热水速度也会对管道的腐蚀程度造成影响。热水的流动速度越快,其中含有的氧离子扩散的速度也会加快,同时水流速度加快还会将腐蚀物被冲走,从而使得已经被腐蚀的管道内壁裸露,使得供热管道的腐蚀程度加剧。
2.3热水对管道腐蚀的影响
一般供热管线中以热水为主要的供热介质,供热管线中热水的温度越高相对应反映的活化能也会相对的升高,导致供热管线中氧含量逐渐的增多,氧离子与铁离子在管道金属表面的扩散速度逐渐增加,最终导致电解质的电阻值下降,供热管线发生腐蚀的概率加大。经过我们对供热管线的研究发现,如果供热管线的含氧量保持不变的情况下,供热管线内温度每升高30℃,供热管线发生腐蚀的速度就相应增加一倍,供热管线内热水如果达到沸腾的时候,对供热管线造成的腐蚀情况最严重的。另外管线内介质的流速也会对供热管线的腐蚀产生一定的影响,管线内介质的流速越快相对于介质中氧含量的扩散更加容易,进一步加快了氧离子在供热管线中和金属表面的接触速度,产生腐蚀的速度也会加快,供热管线内介质的流速加快也加速了腐蚀物质的流动,让更多未被腐蚀的管线内壁暴露出来,从而又加快了供热管线的腐蚀程度。
3高供热管道防腐蚀技术水平的几点建议
3.1研发新材料
改善供热管道防腐工作,从根本上要改善供热管材的使用。其一,改变原来供热管道的化学成分,优化管材的成分结构,增强其本身的防腐蚀性能。其二,研发新材料,使得这种新材料一方面有助于提升供热性能,另一方面具备极高的防腐蚀性能。其中,双层熔结环氧粉末技术,是我国当前供热管材研发的新方向,并取得了一定的科研成果,其本身具有很大的发展前景。在液体树脂扣技术研发方面,我国正加大这一方面的科研投入,努力使我国供热管材新材料研发方面与世界发展水平接轨。在新材料研发方面,国家应该给予适当的财政支持,以确保其研发经费保持充足的状态,以激发科研人员的工作动力。
3.2加强供热管道内腐蚀防治的措施
供热管道内腐蚀主要是管道内部各种介质发生反应而产生的腐蚀状态,腐蚀程度与管道内各种介质的运行情况有关。根据我的工作经验,防治内腐蚀有多方面,我们要着重这几个方面。第一方面要使管道中水的PH值尽量在中和状态,并始终在行业标准要求内。第二方面要降低水中溶解氧的浓度,达到合格的水质标准。我们在上文中已经提到,供热管道腐蚀主要是氧腐蚀为主,我们要加强除氧系统的使用力度,减少管道内氧气含量。第三方面要将水的温度控制在合理的范围内,自动的避开腐蚀的数值区域。第四方面我们需要尽量降低供热系统的失水率,以减少系统的补水量,减少因为水质原因而造成的腐蚀状况发生。第五方面是在供热系统不工作状态下,利用湿式保养的方式对供热管网进行保养,将管道内的循环水放掉,减少循环水的腐蚀,同时,要重新注入软化水,这些水必须要经过相应的化学处理,然后才能关闭供热系统进行下一步保养工作。综上,这几方面措施的综合作用,会使内腐蚀的危害降低到最小。
3.3注重管道的外防护
为了防止供热管道的外腐蚀,需要在管道的外部加设防护层。一般采用的保温材料为聚氨酯硬质泡沫塑料,而防护管则主要为高密度聚乙烯以及外防护壳构成。当外防护以及保温层与钢管紧密的结合在一起,即可以形成一个整体式的预制保温管。在供热系统接管中,需要将外防护与工作钢管通过焊接的形式连接在一起。如果施工的环境比较差,可能会造成焊接的接头渗水,从而使得接头的位置出现腐蚀,因此在接管的过程中,必须要保证施工环境的合理性,同时在焊接的过程中需要保障操作的规范性。此外,将管道周围的石块进行清除,防止因为这些石块的撞击和磨损导致保护外壳受损。
3.4重视电化学防腐技术的应用
为了使供热管道的工作环境得到有效的改善,供热人员需要采用阴极保护的方式来对供热管道的保温层进行合理的控制。阴极保护是在需要保护的金属上通入阴极电流,进而使得金属达到极化的目的,使金属的电位负偏移,金属的阳极溶解速度降低。阴极保护一般应用在一些长输送管道上,在供热管道的应用有限,因此该项技术在供热管道上的应用还需要进一步的探索。
结论
综上所述,供热管道由于多种原因会容易产生腐蚀现象,一旦供热管道出现腐蚀,不仅会影响管道的使用寿命,同时也会影响到供热的质量,甚至威胁到人们的生命和财产安全。因此供热部门还需要能够对供热管道的腐蚀原因进行分析,并采取有效的防腐措施,提升供热管道的使用寿命。
参考文献:
[1]潘瑞岩,陈思佳.直埋供热管道腐蚀成因分析与防腐蚀措施[J].林业科技情报,2017,45(3):35-38.
[2]任峰.关于供热管道防腐蚀技术的探索[J].全面腐蚀控制,2017,31(4):33,59.