新形勢下水源地供水管道防腐改造研討

姜磊

摘 要：我國每年的管道腐蝕規(guī)模都很大，給我國的經(jīng)濟(jì)帶來了巨大的損失。所以對水源地供水管道的防腐改造對我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)與居民生活用水有重大的意義。本文主要針對供水管道腐蝕的危害性、供水管道腐蝕的原因及應(yīng)對措施三個方面做一個簡要的探討分析。

關(guān)鍵詞：供水管道；防腐；危害性；原因；技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.24.032

1 供水管道腐蝕的危害性

1.1 供水管道腐蝕會影響水質(zhì)

水是生命之源，水對于人類的生活與城市的建設(shè)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展都是不可或缺的。如果供水管道腐蝕的話，管道內(nèi)部腐蝕會使金屬管道生銹、產(chǎn)生污垢，進(jìn)而會產(chǎn)生很多細(xì)菌、病菌，容易繁殖細(xì)小的微生物。供水管道腐蝕的話還容易造成管道泄漏，出現(xiàn)漏洞，使管道外面的泥土、不干凈的水質(zhì)、蟲子、細(xì)菌進(jìn)入管道。而這些都會使水質(zhì)的質(zhì)量和安全受到威脅，使用這些水的人民有可能會感染生病、引發(fā)嚴(yán)重的病菌感染問題。

1.2 供水管道腐蝕會降低輸水能力

由于管道長期受到水的腐蝕，管道的內(nèi)部就會產(chǎn)生一種含有污垢、細(xì)菌和多種成分的生長環(huán)，隨著生長環(huán)的不斷變厚，不僅會影響水質(zhì)，還會使管道的過水面變窄、過水量變少，從而使供水管道的輸水能力降低，無法滿足供水區(qū)域居民的用水需求。而供水管道的腐蝕使管道產(chǎn)生厚厚的生長環(huán)，隨著使用時間越來越長，生長環(huán)的也越來越后，從而會對水的輸送產(chǎn)生阻力，造成供水的壓力下降。為了能夠保證整個供水服務(wù)的水壓，就必須采用高揚(yáng)程的水泵來是水壓加大，這樣不但事水量漏失造成浪費，而且還有造成電能的高損耗。

1.3 供水管道腐蝕會造成翻新維修成本上漲，浪費人力財力物力

如果供水管道的防腐蝕的施工不合理、技術(shù)不到位、養(yǎng)護(hù)不到位，造成管道腐蝕、管道使用壽命不長，那么供水管道必然要進(jìn)行維修或者更換。供水管道的維修更換就要對埋供水管道的路線地面進(jìn)行開挖，而路面的開挖會嚴(yán)重破壞當(dāng)?shù)氐那f稼的種植或者對當(dāng)?shù)厝嗣竦慕煌ǔ鲂袔韲?yán)重不便，這是對社會產(chǎn)生的一種負(fù)面效應(yīng)。從經(jīng)濟(jì)成本、經(jīng)濟(jì)效益上來講，對供水管道的維修更換是一個龐大的工程，開挖、維修、更換、填土等等環(huán)節(jié)都是一項大工程，需要耗費大量的人力、財力、物力，勢必會造成資源的浪費。供水管道的重新翻新的成本是巨大的，所以在供水管道的施工中，采用質(zhì)量高的防腐蝕的管道材料，采用先進(jìn)的防腐技術(shù)與施工方案是非常必要的，雖然在開始時會使成本高一點，但是能提高供水管道的使用壽命，減少以后的維修翻新概率，這樣反而是節(jié)省人力財力物力的，更是提高的資源的使用效率。

2 管道的腐蝕的原因

供水系統(tǒng)一般使用的材料鋼鐵等金屬材質(zhì)，而金屬材質(zhì)制作的供水管道在富含水汽、氧氣、灰塵雜質(zhì)等復(fù)合物質(zhì)的土壤中，隨著使用時間越來越長也就越來越容易出現(xiàn)腐蝕生銹的情況。金屬腐蝕的原因比較復(fù)雜，一般歸納為以下幾種原因：

2.1 電化學(xué)腐蝕

電化學(xué)腐蝕就是指金屬物質(zhì)與電解質(zhì)溶液接觸然后發(fā)生電解作用所引起的腐蝕現(xiàn)象。金屬在水、潮氣或土壤等電解質(zhì)溶液中，容易產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。土壤中含有水、空氣、礦物質(zhì)、砂石、細(xì)菌等等復(fù)合物質(zhì)，使土壤有較強(qiáng)的電解質(zhì)溶液的特征，因此埋在地下的供水管道如果保護(hù)涂層被侵蝕磨損掉了，使管道的金屬表面裸露在土壤外面的話，就會與土壤中的電解質(zhì)形成原電池，從而使金屬管道發(fā)生腐蝕現(xiàn)象。而腐蝕一般是在金屬接觸到電解質(zhì)的情況下產(chǎn)生的，而供水管道接觸的電解質(zhì)不僅有原水、處理水、雨水、地下水等等，還包含空氣中含有的污染物質(zhì)，大氣中含有的鹽霧、二氧化硫、硫化氫和灰塵時會加速腐蝕，而這些因素都會對金屬供水管道產(chǎn)生一定的腐蝕作用。

2.2 金屬的化學(xué)腐蝕

金屬的化學(xué)腐蝕使指金屬與某些物質(zhì)接觸產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，從而對金屬產(chǎn)生破壞引起金屬離子的溶解過程。單純的化學(xué)腐蝕使很少的，很多是因為金屬與氧氣產(chǎn)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生氧化物。這種氧化物附在金屬表面，雖然可以對金屬起到一種金屬保護(hù)膜的作用，但是如果產(chǎn)生的氧化物無法覆蓋金屬整個表面，就會使金屬表面的氧化膜變得稀疏多孔、容易剝落，這樣就容易對金屬管道造成腐蝕作用。

2.3 生物腐蝕

土壤中存在很多微生物、水體中也有很多的細(xì)菌，而這些生物也能使供水管道發(fā)生腐蝕。生物腐蝕包括生物的機(jī)械腐蝕和生物的化學(xué)腐蝕。土壤和水體中的微生物對供水管道嚙蝕和穿孔，從而對供水管道產(chǎn)生破壞引起腐蝕。而微生物的化學(xué)腐蝕則例如微生物的新陳代謝會產(chǎn)生新的物質(zhì)，這些新陳代謝物會使金屬生銹、霉化、掉色、變質(zhì)，使金屬管道腐蝕。

2.4 其他腐蝕

供水管道的腐蝕原因復(fù)雜多樣，除了上述幾種主要的原因外，還有一些其他的原因。比如由于物理溶解作用引起的物理破壞、物理腐蝕；由于雷雨天氣閃電的電流作用，使金屬與電解質(zhì)發(fā)生電解質(zhì)作用，從而導(dǎo)致管道的腐蝕。供水管道腐蝕的情況是多樣的，也是多種因素綜合作用導(dǎo)致的。

3 水源地供水管道防腐方法

3.1 選用耐腐蝕的管材

供水管道的是否耐腐蝕，很大一部分取決于供水管道材料的選擇。材料選擇得當(dāng)?shù)脑?，供水管道耐腐蝕能力強(qiáng)、管道的使用壽命也長。但是如果供水管道的材料選擇不當(dāng)?shù)脑?，如果這種材質(zhì)就是容易生銹腐蝕，就算防腐技術(shù)再好的話、那么供水管道還是容易腐蝕、供水管道的使用壽命也不長。所以選用耐腐蝕的管材是防止水源地供水管道腐蝕的基礎(chǔ)。

3.2 管道清理污垢

如果對舊的腐蝕了的管道進(jìn)行大規(guī)模的更新的話容易給城市造成比較大的破壞，給人們的交通出行帶來不便，而且花費的人力物力財力也是巨大的，而沒有達(dá)到使用壽命期限的管道更新遺棄的話會造成資源的浪費，因此對舊管道的防腐工作特別重要。所以對于舊管道，對其采取清理污垢的措施，既能有效地解決供水管道防腐問題、提高管道使用壽命，還能減少資源的浪費、降低成本。管道清理的主要技術(shù)方法有以下幾種：endprint

3.2.1 高壓射流法

高壓流射法的原理就是采用高壓水，靠噴水向后射出產(chǎn)生向前的反作用力，從而對管道沖洗產(chǎn)生一個壓力，迫使管道內(nèi)壁的腐蝕物、污垢能夠剝落、打碎，從而隨水一起流出排掉。這種方法主要適合中小管道，使用直徑小的噴頭靠近管道清洗的除垢效果更好。

3.2.2 機(jī)械清洗

當(dāng)供水管道里的污垢太厚、或者附著力很強(qiáng)，無法用水進(jìn)行沖洗清理，此時就應(yīng)該采用機(jī)械刮出。如果是中小型的管道，可以采取機(jī)械清洗法。首先用切削環(huán)對管道里的污垢層刮出一條一條深深的痕跡，這樣使刮管環(huán)能夠更容易地對管道里的污垢層刮除，用刮管環(huán)刮除污垢之后，就是用鋼絲刷對供水管道內(nèi)壁進(jìn)行一個擦磨刷干凈殘余的污垢，對管道污垢進(jìn)行最后的清理。如果是直徑比較寬的供水管道，則可以采用錘擊敲打式的方法對管內(nèi)污垢進(jìn)行錘擊敲打，使供水管道內(nèi)部的污垢腐蝕物能夠擊碎脫落，最后達(dá)到清理污垢的效果。

3.2.3 彈性沖管器法

彈性沖管器法是使用專門的充氣工具，對供水管道進(jìn)行污垢附著物的清理的一種方法。彈性沖管器法可以根據(jù)銹蝕物、污垢附著物的厚度、種類等具體情況從而選取不同種類的充氣工具、清管器，不僅可以將管道里的頑固的污垢、腐蝕物等各種附著物進(jìn)行有效的去除清理，而且可以對新埋入的還未正式通水使用的供水管道進(jìn)行正式通水前的進(jìn)行清除工作。這種清理污垢腐蝕的方法非常節(jié)水高效，適用的管道范圍比較廣、適合多種口徑的管道清理工作，而且清理的管道長度也是比較長的，短的可以達(dá)到幾十米、長的甚至可以達(dá)到幾千米。而且這種充氣工具不僅適用于直線管道清理工作，而且可以無障礙地對任何角度的閥門和拐彎的管道進(jìn)行長距離地清理。這種管道清理方法最大的不足就是在國內(nèi)沒有與之相配套的襯里措施。

3.2.4 空氣脈沖法

空氣脈沖法的原理是利用壓力的變換使管道內(nèi)部的附著物與管道松落剝離以達(dá)到清理效果，這種方法在城市供水管道中的內(nèi)壁除銹除垢中特別適合。

3.2.5 酸洗法

酸洗法就是將一定濃度的酸性溶液等酸性物質(zhì)放入供水管道中，浸泡一定時間后供水管道的銹蝕和水垢將自動溶解脫落，已達(dá)到清理供水管道的目的。就跟我們平時用醋清洗水壺中的污垢是同一個原理，污垢中含有很多堿性成分，酸堿中和發(fā)生化學(xué)反應(yīng)就會使水垢溶解脫落。水垢中含有鈣鎂碳酸鹽、硫酸鹽、硅酸鹽及鐵等多種化學(xué)物質(zhì)，酸性物質(zhì)與垢污接觸產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣，很多難溶的污垢化學(xué)物質(zhì)則會被酸性溶液溶解成為松散的殘渣物質(zhì)，最后隨著水流沖刷清理掉。

3.2.6 脫脂法

脫脂法是去除金屬管壁上的油脂的一種處理方法，以達(dá)到清除氧化物、銹蝕物、油脂和污垢的效果，包括浸漬法、灌洗法、擦拭法、噴淋法。口徑小的管道可以用浸漬法，口徑大的管道可以用灌洗法，而對于面積較大的金屬表面，可以采用擦拭法與噴淋法。脫脂法還應(yīng)該在表面形成一定的粗糙度與光澤度。

3.3 防腐涂層、管道內(nèi)襯法

如果供水管道清洗污垢后不涂襯防腐涂料的話，供水管道再次腐蝕的速度會很快，這樣以后又得經(jīng)常對供水管道進(jìn)行清理，耗費人力財力物力、而且也會使供水管道的使用壽命縮短。所以舊的供水管道清洗污垢后，應(yīng)該在管道內(nèi)壁涂上防腐涂料，常用的防腐工藝有以下幾種：

3.3.1 水泥砂漿襯里

水泥砂漿是一種水泥、沙子和水混合在一起的復(fù)合物質(zhì)，水泥砂漿襯里粘合力強(qiáng)，能夠與管道內(nèi)壁緊緊地結(jié)合在一起，具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)固牢靠的優(yōu)點。水泥砂漿襯里金屬管光滑，因此能夠?qū)┧艿榔鸬胶芎玫奈锢硇缘谋Ｗo(hù)作用，而且還能防止供水管道腐蝕，因為水泥與金屬管壁接觸，可以形成很高的pH值。

水泥砂漿襯里應(yīng)該嚴(yán)格按照水泥、砂石和水的比例進(jìn)行配比，襯里的厚度也應(yīng)該嚴(yán)格把控，不應(yīng)太厚影響水道的輸水能力、也不夠太薄影響水道的防腐效果。而襯里的施工過程也應(yīng)該嚴(yán)格進(jìn)行監(jiān)督，嚴(yán)格按照施工要求進(jìn)行襯里，嚴(yán)格檢測襯里的變形情況、內(nèi)壁結(jié)露與積水情況，使水泥砂漿的坍落度與抗壓強(qiáng)度在施工標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)。

3.3.2 環(huán)氧樹脂涂襯法

環(huán)氧樹脂具有力學(xué)性能高、 附著力強(qiáng)、 固化收縮率小、工藝性好、優(yōu)良的電絕緣性、 穩(wěn)定性好、耐熱性好等特點。環(huán)氧樹脂涂襯法通常是將環(huán)氧樹脂和硬化劑混合制成反應(yīng)型樹脂，這種反應(yīng)型樹脂形成的涂膜具有比較良好的物理性能與化學(xué)性能，它的粘合性強(qiáng)、介電性能良好，而且堅固耐用、穩(wěn)定堅硬、具有良好的柔韌性，對堿性物質(zhì)和大部分的溶劑也比較穩(wěn)定，能對供水管道起到良好的防腐保護(hù)作用。環(huán)氧樹脂的涂層厚度只需要1mm就可以達(dá)到防腐的要求。如果使用硬性環(huán)氧樹脂涂襯，只要經(jīng)過兩個小時的養(yǎng)護(hù)，然后清洗排數(shù)就可以將管道正常投入使用。

3.3.3 內(nèi)襯軟管

內(nèi)襯軟管就是在供水管道的內(nèi)側(cè)套入一個管子，形成“管中有管”的防腐作用，防腐效果明顯。主要有反轉(zhuǎn)襯法、“襪法”、滑襯法及用Poly-Pig拖帶聚胺脂薄膜的方法等。內(nèi)襯軟管，一般采用具有環(huán)氧樹脂襯里的管材。這里主要對HDPE襯管進(jìn)行一個簡要的介紹。

HDPE是一種結(jié)晶度高、非極性的熱塑性樹脂，又叫高密度聚乙烯，具有耐酸堿、耐有機(jī)溶劑、電絕緣性優(yōu)良，韌性好、硬性強(qiáng)等特點。HDPE襯管具有“耐腐蝕、耐磨損、保溫、低摩阻、不結(jié)垢、長壽命”的特點，內(nèi)襯于主管道后，隔離了介質(zhì)對金屬主管道的腐蝕，降低了因管道腐蝕造成泄漏的可能性。使用HDPE管內(nèi)襯法，可以延長供水管道的使用壽命，HDPE襯管的使用壽命可達(dá)50年，還可以降低供水管道的更新成本、降低管道維護(hù)費用和社會賠償。主管道內(nèi)襯HDPE管后形成的“復(fù)合管道”可以提高供水管道的整體性能，增強(qiáng)供水管道的承壓能力與抗沖擊能力，能夠防止管道的變形與錯位、避免泄漏事故的發(fā)生。

3.4 采用陰極保護(hù)設(shè)計

陰極保護(hù)是電化學(xué)保護(hù)的一種，就是對金屬事假一個電流，使金屬變成陰極，促使金屬腐蝕的電子移位得到抑制，從而使避免金屬的腐蝕、或者降低金屬的腐蝕速度。陰極保護(hù)主要有陰極保護(hù)和陽極保護(hù)兩種方法。在埋地鋼質(zhì)管道防腐工作中，經(jīng)常會采用防腐涂層與犧牲陽極法陰極保護(hù)的方法對管道進(jìn)行防腐保護(hù)工作，這種結(jié)合使用的方法在實際工程中運(yùn)用廣泛、而且效果良好。

3.5 細(xì)節(jié)注意要點

在供水管道的防腐過程與防腐工藝中，需要注意很多細(xì)節(jié)。如果忽略了某一個細(xì)節(jié)，沒有很好地處理好這些細(xì)節(jié)問題，那么同樣會造成很嚴(yán)重的供水管道腐蝕問題。供水管道表面進(jìn)行了防腐涂層后，應(yīng)該最好包扎防水卷材，如果是兩道防水卷材的話，兩道防水卷材的纏繞方向宜相反，而且卷材與管道以及各層卷材間粘貼牢固，表面平整，無皺折、空鼓、滑移和封口不嚴(yán)等缺陷。供水管道的接頭及拐點更是敏感地方，在對接頭彎曲處的污垢處理、防腐涂層、焊接處理、放置埋土等都要更加小心謹(jǐn)慎，確保這些容易成為盲點、容易出問題的地方都能夠做好防腐細(xì)致工作。供水管道容易發(fā)生泄漏的部位主要是砂眼和管道接頭焊口處，對這些容易發(fā)生泄漏的地方可以用木塞進(jìn)行堵漏并在外加焊螺母或盲管。已做好防腐層的管道及設(shè)備之間要隔開，不得粘連，

（下轉(zhuǎn)第72頁）

（上接第36頁）

以免破壞防腐層。管子在吊運(yùn)時，應(yīng)采用軟吊帶或不損壞防腐層的繩索，以免損壞防腐層。管子下溝前，要清理管溝，使溝底平整，無石塊、磚瓦或其它雜物。上層如很硬時，應(yīng)先在溝底鋪墊100mm松軟細(xì)土，管子下溝后，不許用撬杠移管， 更不得直接推管下溝。防腐層土的一切缺陷，不合格處以及檢查和下溝時弄壞的部位，都應(yīng)在管溝回填前修補(bǔ)好，回填時，宜先用人工回填一層細(xì)土，埋過管頂，然后再用人工或機(jī)械回填。細(xì)節(jié)決定成敗，只有在細(xì)節(jié)上也做到精益求精，那么防腐工作才能做的扎實可靠。

4 結(jié)語

供水管道是我國管道建設(shè)中的重要組成部分，它為我國城市的生產(chǎn)與建設(shè)輸送工業(yè)用水及居民生活用水，對我國的城市建設(shè)與居民日常生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。供水管道的腐蝕會給人們的生活以及城市的建設(shè)發(fā)展帶來很大的不便，而且會給我國的經(jīng)濟(jì)帶來巨大的損失。因此水源地供水管道的防腐工作還需要進(jìn)一步的開展進(jìn)行。

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