供水系統水質變化對供水管網管道腐蝕影響

翟學東 閆學亞

（鄂爾多斯市安信泰環?？萍加邢薰?內蒙古自治區鄂爾多斯 017000）

1 城市供水管網腐蝕原因分析

大部分城市供水管網在5年后會被腐蝕，大大降低腐蝕截面和管材強度等物理性能，縮短使用壽命。主要原因有以下三種：

1.1 電化學腐蝕

因為土壤是固體、液體和氣體三種材料組成的復雜混合物，土壤顆粒間充滿空氣，水和各種鹽類，埋地管道裸露的金屬，和土壤原電池電解液，導致金屬的電化學腐蝕。

1.2 雜散電流對管道的腐蝕

由于外部漏電的影響，土壤中的雜散電流通過管道，發生電解腐蝕。

1.3 細菌作用引起的腐蝕

研究表明，不同種類的細菌在微生物腐蝕過程中具有不同的腐蝕行為。如厭氧硫酸鹽還原劑存在于缺氧土壤中，將可溶性硫酸鹽轉化為硫化氫，增加土壤中H+濃度，加速埋地管線的腐蝕作用。

2 城市供水管網管道腐蝕現狀

在運輸過程中，主要的水質問題是管道腐蝕產生的銹蝕。通過對給水管材的使用壽命、管徑、管材材料的觀察，給內部腐蝕情況進行了分析和取樣。溶入管網內的鐵，進一步反應生成氧化鐵或氫氧化鐵，形成管垢。因此，在實際操作過程中避免鐵釋放，抑制管道腐蝕。

3 水質變化對供水管網管道腐蝕影響實驗分析

目前，我國的水源轉換主要涉及地表水間的季節性或地表水與地下水源間的轉換，以及長距離調水工程。在供水切換的過程中，其前后水質的差異，將導致管網的穩定性變化及帶來供水風險。

3.1 指標分析

本實驗比對水源切換前后指標（水廠常規出廠水與實驗水），見表1，得出如下結論：

①常規出廠水的電導率、TDS、硬度基本為實驗水的2倍，硫酸根濃度為4倍，氯離子濃度為6倍。

②各化學穩定性指標中，飽和指數IL、穩定指數IR，侵蝕指數AI差異不大，但拉森指數LR差異比較大。

表1 水源切換前后指數對比表

3.2 其他實驗數據說明分析：

3.2.1 鐵釋放速度與關系

三階段鐵釋放速率分別約為:v1=0.0167mg/h*L，v2=0.0079mg/h*L，v3=0.0094 mg/h*L。鐵的釋放量與硫酸根和氯離子濃度呈正相關。硫酸根離子濃度的增加，進一步導致水的導電性。硫酸鹽離子半徑小的鈍化膜也十分容易穿透金屬表面，與管垢充分發生化學反應，造成腐蝕。

3.2.2 濁度變化

水的渾濁度隨時間的增加而增加。由于鐵氧化物不溶于水，水的濁度隨著鐵的釋放而增加，所以濁度隨時間的變化與鐵隨時間的變化規律一致。

3.2.3 溶解氧與余氯變化規律

隨著系統運行時間的延長，兩種水源的溶解氧和余氯明顯減少。供水管網的規模增加不僅能增加水供應的能源消耗，導致濁度的增加和鐵含量的水網絡及余氯的衰減和溶解氧。

4 控制方法分析

4.1 磷酸鹽對管道腐蝕的控制

當緩蝕劑吸附在金屬表面時，從化學角度來講，可以同時分別抑制陽極和陰極反應。在減少腐蝕過程中的腐蝕電流后，就可以減緩腐蝕。

4.2 調節pH對管網內部腐蝕的控制

管網中的pH值不僅可以影響腐蝕電位的大小，也可以影響到腐蝕形式。當pH值降低時，隨著氫離子濃度的增加加劇氫腐蝕，造成氫去極化。

4.3 物理控制

機械刮板的施工長度一般為100-150米/次。對于長輸管道，應將其劃分為幾個清洗段，一般5-7天完成。此外，還可以使用特殊的充氣工具刮除內壁附著物。對于軟硬管道不同的腐蝕、結垢，可以選擇不同的清管方式。

結語

為了滿足現代人高水質的要求，最重要的環節是在輸水過程中不滋生細菌，不污染水質，不泄漏管道，不產生二次污染。因此，有必要對供水管道的腐蝕進行深入研究。