水暖管道腐蝕現象與預防措施

侯 闖

（鐵煤集團大平煤礦供應科，遼寧 鐵嶺 112000）

隨著經濟的發展，水暖管道工程需求越來越多，水暖工作也帶來了更多的挑戰，本文從管道的腐蝕機理和防腐措施進行探討，以期能減少腐蝕的現象。

1 管道的腐蝕機理

金屬的腐蝕按其機理分為化學腐蝕和電化學腐蝕。

化學腐蝕，是指金屬表面與周圖介質進行的直接的化學反應，而使金屬遭到破壞。如金屬在干燥的空氣中和-切非電解質榕液中發生的稿蝕破壞。電化學腐蝕，是指金屬和電解質溶液接觸，發生電化學作用造成的腐蝕破壞[1]。這種腐蝕是通過原電池的形式進行的，其特點是整個腐蝕過程中有電流產生，而且腐蝕能深人到金屬的內部，是危害最廣最嚴重的一種腐蝕，如下圖1所示。

圖1 管道腐蝕情況

埋地的鑄鐵管，大氣中碳絜鋼管的腐蝕，都屬于電化學腐蝕。

大氣是由空氣和水汽組成的，在潮濕的空氣中，鋼管表面駁附了一層水膜，空氣中的CO2,S02氣體溶解于水膜之中，使水膜的導電性增強，成為電解質溶液。我們知道，碳素鋼是鐵和碳的合金，鐵的化學性質較活潑，電位較負，石墨和滲碳體的電位較正，它們與電解質溶液的水膜接觸后，鐵就不斷地放出電子，離解為離子進入水膜中，水中原有的溶解氧則從電位較正的石墨或滲碳體中奪取電子，而生成氫氧根離子，此時氫氧根離子又和鐵離子結合生成氫氧化亞鐵，而且又不斷和水膜中的溶解氧作用，變成棕色的氫氧化飲[2]。當然，腐蝕過程中的產物如氫氧化亞鐵、氫氧化鐵也和空氣中的--氧化碳等作用而生成各種堿式碳酸鐵等化合物，氫氧化鐵也可以失去水分面變為氧化鐵。由此可知，飲銹是多種化合物組成的[3]。

在碳素鋼的腐蝕過程中我們可以知道：

（1）金屬體自身存在著電位差，電位較正的金屬具有得到電子的趨勢，成為陰極；電位較負的金屬具有失去電子的趨勢，而成為陽極。

（2）電解質溶液的存在是腐蝕進行的條件。只有金屬體和電解質容液接觸，只有電解質溶液中有能接受電子的物質如溶解氧等，兩個電極之間才能構成完整的原電池閉合回路，金屬的腐蝕才能進行下去。如果金屬體沒有電位差，或電位差能逐漸變小；如果沒有電解質容液存在，電化學腐蝕就不會發生。

人們常把電化學腐蝕稱為原電池腐蝕是因為電化學腐蝕過程與原電池的工作過程完全相同，電池工作時，內電路的陽極（鋅殼），氧化后放出電子，鋅離子也不斷容解，最終被完全腐蝕；而陰極則得到電子而被還原。碳鋼在濕空氣中的腐蝕與原電池完全相同，鋼中的石墨或滲碳體的化學性質不活潑，電位較正，是腐蝕電池的陰極；而鐵的化學性較活潑，電位較負，是腐蝕電池的陽極，是被國蝕的一極[4]。

人們認為不銹鋼是“不銹”的，實際上不銹鋼的不銹是有條件的。不銹鋼管受到點腐蝕而破壞的事例彼彼皆是。當水中含有CT-離子時，即表示水中溶解有氯化物，氟根的多少表示氯化物含量的多少，這時水即變成了電解質溶液。水中的氯根是具有很強的活性的，對不銹鋼產生以小孔腐蝕為特征的電化學腐蝕。

2 管道的防腐

2.1 防腐方法

金屬管道的腐蝕，是金屬受到周圍介質的電化學和化學作用的破壞過程，因此防止腐蝕的方法，必須從消除金屬發生化學和電化學作用的因素入手：

（1）正確選用金屬材料，確保金屬材料在周圖介質中的穩定性。例如埋地管道選用鑄鐵類的管材和管件。

（2）在金屬材料表面做防腐層，以隔離金屬與腐蝕介質的接觸。防腐層有兩類，第-類是外部加蓋的防腐隔離層，如圖2所示。這類防腐隔離層，按其隔離材料的性質又分為兩種，第--種是采用不易被腐蝕的金屬“鍍”，在金屬管道及附件的內外表面，如熱授鋅，噴涂鋅、鋁等[5]。另--種是在金屬表面涂覆涂料、瀝青、塑料等。第二類是對金屬表面進行處理，使其自身產生穩定的金屬氧化膜，如不銹鋼表面的鈍化處理等。

圖2 管道涂層保護技術

(3)電化學防腐蝕。電化學防腐蝕是利用電化學腐蝕的原理，將電極電位較小的金屬作為電極電位較高的金屬管道的陽板，將它們處于電解質中時，電極電位較低的金屬成為陽極而被腐蝕，金屬管道的電極電位較高而成為陰極，不被電解質腐蝕，這種方法通常叫陰極保護。鎂金屬是常用的陰極保護材料。

上述三種防腐蝕方法中，在金屬表面做防腐隔離層是應用最多的方法。它施工簡便，費用適中，耐蝕性能良好，施工的適應性好，因而應用最廣。消防給水系統的金屬管材常采用表面防腐隔離層的防腐方法，一般的做法有：①與大氣接觸的金屬管道，在其表面涂刷防護涂料。②直接埋地的金屬管道按管材性質、土壤的腐蝕性等級選擇不同的防腐方式。③采用鍍鋅鋼管及鍍鋅管件，或采用二次鍍鋅工藝。

2.2 鋼管的內外鍍鋅防腐

鋼管的內外鍍鋅防腐是生活給水系統、自動噴水滅火系統管材防腐的主要方法，因此要配置一套科學完善的自動噴水滅火系統，如圖3所示。

圖3 消防給水系統保護

鋼管的內外鍍鋅防腐的機理是利用在鋼管內外表面“鍍”上一層不易被庭蝕的金屬——鋅，將鋼管與周圍的電介質隔離開來，它既有隔離防護的作用，也有電化學防腐的作用。這種管材在大氣中及潔凈水中有較好的防腐性能。

“鍍”鋅的方法有幾種，如熱侵鋅、噴鍍、電鍍、滲鍍等，其中以熱浸鋅工藝的“鍍”鋅層較厚，粘結力強，防腐性能好。因此，《建筑給水排水設計規范》(GBJ 15-88)明確規定：規范所指鍍鋅鋼管，必需是熱授鋅工藝生產。在采用鍍鋅鋼管(含鍍鋅無縫鋼管)時，應注意以下四點：

（1）鍍鋅管道使用的零件必須是鍍鋅管件。

（2）當采用預安裝、二次鍍鋅工藝時，所有需要與管道焊接的管件，必須在鍍鋅工藝之前完成。

圖4 鍍鋅管道零件拆裝

（3）在鍍鋅管道上不允許涂刷化學防銹涂料-紅丹防銹底讀，如上圖4所示。 這是因為這種涂料的主要成分--紅丹（四氧化三鉛），會加劇鋅層的電化學腐蝕。

（4）鍍鋅管材只適用于安裝在大氣環境中的消防管道，而不能直接埋地。

3 結語

總之，通過分析水暖管道腐蝕現象，能夠提高對于管道腐蝕的認識，從而利于科學的制定完善的預防對策，通過以上研究，希望能夠為水暖管道防腐工作開展奠定良好基礎。