給排水管道防腐施工技術探究

麥永湛

（上海建工一建集團有限公司，上海 200437）

給排水管道是市政工程中的重要組成部分，是關系到城市發展的基礎設施組成部分，與城市水資源循環息息相關，也關系到防洪、排澇、水污染等問題的治理，市政給排水工程是保障現代城市居民的基礎民生工程，關系到廣大城市居民的生活質量和幸福指數，因此，要積極地從材料、工藝兩方面對給排水管道防腐施工技術進行科學探究。

1 給排水管道防腐施工技術的功能及意義

1.1 保障水利工程質量

給排水管道對于城市具有調節雨水功能，每當雨季面臨城市內澇危機時，給排水管道的工作狀態直接關系到防洪泄洪效率，起到保障性的水利設施功能。防腐施工技術能夠有效保證給排水工程的健康運營，保障城市居民的日常生活和用水需求。

1.2 減輕城市污染現象

城市會產生大量生活廢水、工業廢水，過去市政排污主要依賴排污明渠、排污口流入城市河流，滲入城市用地，加重了城市的污染現象，成為影響城市市容市貌的主要問題。提高給排水管道的防腐性能，既能使城市居民享受更加清潔的水源，又可以集中處理污水，減少滲漏污染現象。

1.3 節約城市水資源

當前，我國打造宜居城市，提倡對綠色資源的可持續利用，城市水資源的節約利用也是一項重大課題。給排水管道防腐性能的提升有利于減少高壓管道輸水過程中產生滲漏現象，減少水資源在運輸過程中產生的損失，高效合理地利用水資源。

2 給排水管道防腐蝕材料技術

2.1 調整金屬內部組織構造

金屬自身的理化性質關系到金屬腐蝕的速度，減少金屬中活潑金屬成分，增加金屬中耐腐蝕金屬成分，制成理化性質穩定的合金元素，可以增強金屬抗腐蝕的能力。例如，在鋼材中添加鉻生產不銹鋼材料，或者添加其他如鎳、鉬、鈦、鈮等稀有金屬，進一步改變金屬內部的金相組織結構來提高不銹鋼的防腐蝕性能，一般應用于市政、消防等供水管道。

2.2 構建保護層方法

一般情況下，通過對金屬供水管材料表面電鍍耐氧化金屬的方式形成耐腐蝕保護層，可以有效提高供水管道的耐腐蝕能力，一般應用于市政、消防供水管道。此外，也可在碳鋼材料中添加鉻，比例在1.2%～10.5%時，鋼材料表面可形成鉻的氧化膜（自鈍化膜），阻止鋼材料表面發生原電池作用，而且氧化層損壞后具有自我修理作用，繼續起保護作用。

2.3 電化學防護方法

電化學防腐技術主要應用于城市市政排水管道，其原理是利用直流電溝通市政排水管道混凝土構件上輔助電極和鋼筋，輔助電極作陽極，鋼筋作陰極，通過回路對鋼筋電化學反應，在電場的作用下，使腐蝕性高的氫氧根離子、氯離子附著在混凝土表面，遠離陰極（鋼筋）從而改善鋼筋的介質環境。電化學防腐技術大量應用于鋼筋混凝土結構的排水系統，尤其是對地下水含量高、多雨疏松土質和海水倒灌區的地質結構的適應程度很高，也是目前電化學陰極保護應用的工程研究熱點。

3 常見給排水管道防腐蝕檢測技術

3.1 磁場衰減檢測技術

該技術主要原理類似超聲波探傷法，是通過交流電產生的磁場強度檢測腐蝕面破損的技術。首先，在給排水管道上每隔一定距離設置交變電流信號接收器，使管道周圍產生磁場，平滑的管道層的產生的磁場規律性很強，而腐蝕破損的管道面則會影響其附近的磁場的強度。這種檢測方法無須常備人員，能確定管道發生腐蝕的大體位置，但容易受到其他磁力作用導致干擾信號，導致錯判、誤判現象產生。

3.2 標準管地電位檢測技術

該技術為控制管道外腐蝕的檢測技術，通常用來檢測市政給排水干線的外側腐蝕情況，是監控陰極保護效果的測試技術。具體方法為在陰極保護狀態下每隔2km的管道以內設置道電位測試點，通過測得電位與參比電極對比評價防腐層的電位缺陷。該技術可以評價管道的防腐保護狀態，可以通過聯動系統進行自動采樣，但技術靈敏度對土壤的電阻值和管道埋深方面有一定要求。

3.3 電流梯度檢測技術

有交流電和直流電檢測法兩種，直流電位梯度檢測技術(DCVG)利用的是電流密度與電壓梯度成正比這一原理，來檢測給排水管道上發生的防腐層破損面積大小。直流電檢測法在檢測管道腐蝕面積方面的效果比較突出，受用電網絡的干擾比較小，但測量距離比較有限；交流電位梯度檢測技術(ACCG)利用的是交流電信號在管道中的衰減情況確定防腐層破損位置的原理。與磁場衰減檢測法不同的是，交流電位梯度檢測技術更適合檢測管道內壁的防腐層狀況，事先須將給排水管道進行排空，然后，發射電流信號檢測其在管道內部運行的衰減率。內部防腐層的破損會導致由于管道與埋地土壤之間的直線距離縮短，信號電流沿管道流動會產生一定的衰減率，可以據此來準確判斷管道防腐層破損位置。

4 給排水管道防腐蝕材料新技術注意事項

4.1 三層聚乙烯涂層防腐技術

20世紀，德國發明了三層聚乙烯防腐蝕技術，迄今為止，仍然是一種經濟高效、適宜大量應用的化學防腐蝕涂層。該材料是新材料與新工藝相結合的防腐蝕技術，最底層乙烯是指鋼管外表涂抹的環氧底油漆，第二層乙烯是厚度、密度等可設置參數的一層膠黏溶劑薄膜，最外層乙烯是當次外層膠黏溶劑熔化后涂抹的聚乙烯薄膜。

4.2 液態聚氨酯防腐涂料防腐技術

液態聚氨酯防腐涂料化學構成比較穩定，不會發生原電池現象，抗氧化性十分出色，耐火性能同樣出色，應用在管線防腐中可靠、穩定，在各類地質環境下都能保證較長的使用周期，表面形成的多孔結構能夠吸收一定程度的水分。由于液態聚氨酯防腐涂料絕緣性能較強，與陰極保護防腐體系的適應性很高。

4.3 雙層環氧涂料防腐技術

該技術是三層聚乙烯涂層的變種，使用兩種理化性質不同、耐腐蝕性較強的環氧粉末物質覆涂于管道表面，涂層厚度在600～1000um，內層防腐為主，外層耐磨兼防腐處理功能。環氧涂料可選擇不同的環氧粉末物進行搭配作業，常用于大口徑給排水管道、石油天然氣管道等的外壁及零部件防腐蝕處置，也可以覆涂三層或多層，以增強防腐蝕效果。

4.4 添加納米級的改性材料

該技術屬于高分子材料技術，通過在管道原材料中加入納米顆粒以提升管道的抗腐蝕能力，其理化優勢不限于抗腐蝕，在抗老化、耐高溫等性能方面表現也優異，例如，當前在小口徑給排水管道方面，基本替代了金屬管材。但由于生產成本的問題，在大口徑給排水管道方面的應用程度不高，有其應用層面的局限性，但其一定程度上也代表了給排水管道防腐材料技術的發展方向。

5 給排水管道防腐施工新技術注意事項

5.1 施工設計方面

為了避免外部介質環境影響給排水管道施加不利影響，因此，在給排水管線綜合系統設計中，一定要注重地質結構和管線理化性質等內容。例如，勘察人員需要高度重視埋設區環境、水文狀況、地質狀況，作為管線綜合設計的客觀依據，技術人員根據基礎條件設計管網長度、布置方向、材料材質、保護方案等因素，盡量使管線設計符合實際情況，避免客觀因素對管線的較大影響，有效降低自然環境對給排水管道的腐蝕作用。

5.2 耐腐蝕檢測方面

管線埋設施工過程中，需要貫徹細致的管道防腐計劃，落實工程監理制度，對有破損的管線和易損部件進行嚴格監控，要每日巡檢管線內外壁是否出現涂層脫落、破損、銹蝕情況，出現情況要進行認真分析總結，排查給排水管道的隱性威脅，尤其是消防管道與排污管道的防腐蝕情況。

5.3 管道腐蝕陰極保護技術

陰極保護技術至今仍在探索與創新的道路上前行，它與傳統的保護層技術、材料革新技術發展方向不同，致力于通過改變各種化學介質環境中的電化學變化來轉移產生金屬腐蝕現象的基本離子，只要給排水管線中的結構材料是金屬或鋼筋結構，通過直流電流和輔助電極即可保護金屬管道不產生表面腐蝕。該技術成本不高，在工民建筑、市政埋地接線管道中適宜應用，經實踐證明，其效果優于普通外層防腐技術。

6 結語

我國國際化大都市不少，但給排水管道基礎工程建設與發達國家相比有著不小的差距，未來這些給排水基礎設施的翻新擴建，會成為未來20年城市基礎設施建設的發展方向，因而給排水管道防腐蝕技術必須不斷采用新技術，使用新材料，在涂層工藝創新和施工技術變革方面大量應用創新，從而提高我國給排水工程方面的核心競爭力。