给水管道管材对水质的影响及防腐措施
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第29卷第11期Vol.29NO.11重庆工商大学学报(自然科学版)J Chongqing Technol Business Univ.(Nat Sci Ed )2012年11月Nov.2012文章编号:1672-058X (2012)11-0093-06给水管道管材对水质的影响及防腐措施*廖伟伶(四川大学建筑与环境学院,成都610225)收稿日期:2012-05-07;修回日期:2012-06-04.*基金项目:重庆市教委科研项目(090703).作者简介:廖伟伶(1991-),女,重庆石柱人,从事给排水工程研究.摘要:介绍了给水管网中各类管材材质对水质的影响。
这些影响包括有机物与无机物的溶出、生长环的生长难易程度、余氯衰减、管道涂层材料脱落产生的杂质及浓度的增加等,并指出提高出厂水水质和稳定性,更新供水管道系统和维护旧供水管道系统等相关防治措施。
关键词:给水管网、管材现状、管材、水质、防治措施中图分类号:TU993文献标志码:A近年来,随着人民生活水平的逐渐提高,国内相关规范对管道管材的质量要求越来越严,有关部门对管道管材技术的发展非常重视,并投入大量的资金进行开发和研究。
规范指出:给水系统所采用的管材,应符合现行产品标准的要求。
正确选择管道管材对于系统的正常运行及水质的达标有深远的意义。
例如,水中碳酸作用所引起的结垢,过氧化理论下形成的铁锈对管道的腐蚀,还有生物性堵塞等情况,都是选择管道管材的重要影响因素[1]。
1对给水管材的要求目前给水管网中所用的管道材料种类较多,但是在一定的应用环境与条件下有其最佳选择,如果选择得当,将会带来好的技术经济效果,工程技术人员对此应该引起足够的重视和注意[2]。
筛选给水管道管材的条件:具备一定的抗外载荷能力;能承受所需内压;长期输水后,内壁仍然光滑,能继续保持很好的输水能力;与水接触后不会发生反应并产生有毒有害物质;耐腐蚀,使用寿命长;可就地取材,造价低;安装方便,维修简单[3]。
自来水管道内腐蚀对水质的影响及防腐措施作者:曲莹来源:《管理观察》2010年第25期摘要:自由水管道腐蚀严重,造成水质受到一定的影响是目前一直困扰供电企业的重要因素,也是需要彻底解决的现实问题。
这对提高居民健康生活水平,减少企业的生产成本,保证企业可持续发展具有重要的意义。
关键词:自来水管道腐蚀水质防腐目前,城市水源的污染问题,使得供水企业不断的寻找相应的措施来提高水质,以此来满足人们饮用水的安全。
但是许多供水企业却没有发现自来水管道内的腐蚀问题,这也是造成水质受到相应影响的原因,本文分析了供水管道腐蚀的现状,并提出了自来水管道内防腐的措施。
1.供水管道腐蚀的现状水质在输送过程中,其存在的主要问题是管道腐蚀所产生的锈蚀物,通过观察对供水管道的使用年限、管径和管材等因素来对管道内部的腐蚀情况进行分析和取样。
对于没有做内衬的管材,平均使用年限在5年以上,基本100%都被腐蚀了,普通铸铁管材更是如此,许多供水管道的内壁都普遍存在严重的腐蚀结垢。
当出现水流改向突然块或者流速缓慢的时候,就会使得水出现浑浊和发黄的情况,严重影响着自来水的水质,这也是城市供水水质中最大的一个管线污染。
2.自来水管道内出现腐蚀后的危害2.1管内腐蚀对供水水质的影晌由于管道内长期受到水的腐蚀,这就会造成管的内部生成一种含有细菌和多种成分的生长环,这种生长环的生长厚度主要是和管道材料、水质以及使用的时间有着密切的关系。
并且这些锈垢含有的细菌和多种成分,会随着管道输送水的同时融入进去,从而使得水质受到二次的污染,当管道结垢的时候,水质的二次污染就会使得水中余氯被一些有机物所消耗殆尽,造成细菌的增加。
而这些细菌包括了病原菌,还有对管道起到一定腐蚀作用的细菌,加剧了管道的腐蚀,使管道的使用寿命缩短,这些细菌有些还可严重的影响到水质,当水质受到相应污染以后,会影响到饮用水的安全,使用水者健康受到影响。
2.2管道的腐蚀降低了输水能力,使电耗增高随着自来水管道内的生长环逐渐变厚,不但影响自来水的水质,还严重影响着管道的过水断面,降低了输水的能力,使得管道的阻力逐渐增大,造成供水的压力明显下降。
给水管道腐蚀原因分析及防腐对策[摘要] 给水管道的防腐是个常谈常新的话题,随着人民生活的提高以及国民经济的飞速发展,给水管道的安全运行在社会经济建设各环节中发挥着越来越重要的保障作用。
本文从给水管道腐蚀机理、腐蚀类型、管道用材、埋设环境等多角度详细地分析了给水管道产生腐蚀的各类原因,并结合工作实践针对给水管道的防腐提出了一些对策,为更好地保障给水管道安全运行提出了若干建议,以期达到抛砖引玉的效果。
[关键词] 给水管道腐蚀类型原因分析防腐对策以往给水管道相比较于其他的地下管线,如:电力、天然气、石油等危险性管线,从安全角度来讲,对人们生活、生产的影响相对较小。
近年来,随着我国国民经济的飞速发展,人们在生产生活中对自来水按质、按量供应提出了更高的要求。
另一方面,由于气候异常、城市水资源日益匮乏等原因,如何安全、合理地将自来水输送到工矿企业和千家万户变得越来越重要。
在这样的背景下,给水管道的防腐就成为保证我国水资源合理利用和人民群众生活、生产中各类活动得以顺利开展的关键。
本文从给水管道腐蚀机理、腐蚀类型、管道用材、埋设环境等多角度详细地分析了给水管道产生腐蚀的各类原因,并结合工作实践针对给水管道的防腐提出了一些对策,为更好地保障给水管道安全运行提出了若干建议,以期达到抛砖引玉的效果。
1.埋地给水管道腐蚀分析腐蚀是生物、物理以及化学过程互相综合作用的结果,易发于各类管道系统。
给水管道的腐蚀不仅能使管道内水质指标恶化,而且长久的侵蚀容易引起管壁变薄而穿孔,增加水流阻力和增大制水成本。
在给水管道中,水在给水管道内壁产生一层亲水膜层,形成原电池腐蚀条件,在产生电化学腐蚀的同时,水中含有不同程度的二氧化碳、氧、其他腐蚀性化合物或各类微生物和给水管道起作用引起化学腐蚀、微生物腐蚀。
由此可知,给水管道腐蚀按其产生腐蚀的性质可大致划分为化学腐蚀、电化学腐蚀和细菌作用的腐蚀等三种腐蚀。
1.1电化学腐蚀电化学腐蚀是金属和电解质组成原电池所发生的电解过程。
管网材料及设备对水质的影响及对策- 水利施工1管材及设备对水质的影响1.1腐蚀管网管体破损和腐蚀是水质事故的重要成因。
97年对国内大中城市自来水公司的调查数据显示,末端水的浊度、细菌总数、总大肠菌群和游离余氯全年综合合格率较出厂水降低了3.05%,其中总大肠菌群合格率下降7.3%,接近标准临界值。
三氯甲烷、四氯化碳分别增加47.91%和38.78%,高锰酸盐指数增加35.0%,反映出管网中有机污染物的增加和氯化作用的存在。
我国许多城市在20世纪90年代前铺设的管道当时未采用内外防腐措施,现在锈蚀已相当严重,成为“红水”、“黑水”等水质事故的诱因。
1.1.1金属材料金属管内壁腐蚀引起的浊度﹑色度﹑铁﹑锰等含量增加,一般内壁锈蚀的管道污染增加量较大,小口径管道的增加量比大口径更大。
铁锈溶于水中造成臭味及味觉不快。
另外金属管子内壁腐蚀形成锈垢,,这种结垢层是细菌孳生的场所,微生物附着生长从而形成生物膜,美国在管道生物膜中检出28种细菌。
生物膜的老化与脱落引起了用户的嗅、味和色度的增加,并且这些微生物渐渐对消毒剂产生了抵抗力,不易被杀灭,更增加了终端自来水微生物的数量。
管道结垢层的厚度会随着时间的延续不断地增加,使管道有效截面积不断缩小,从而严重影响了管道的输水能力。
1.1.2水泥材料使用水泥材料的管子有混凝土管、石棉水泥管、水泥衬里管。
水与管壁接触部分的腐蚀都是出于同一机理。
水中酸性成分消耗水泥碱性成分,引起ca2与oh分解,使饮用水水质恶化。
我国1988年以后至今逐步推广对金属管道应用水泥砂浆内衬涂防腐,从检修挖出管道检查情况来看,内防腐效果良好,但也存在一定的缺点,因管道施工回填后变形引起砂浆爆裂,部分脱落,以及水泥砂浆经长期浸泡、冲刷,水泥成分渗出流失,以致引起水泥砂浆结构松散,部份脱落的水泥砂浆流至用户表前,有的甚至导致阀门不能启闭。
1.2管道及设备损坏使水质受到污染1.2.1管道埋于地下,被受污染的地下水或污水浸泡,若是管道穿孔、闸门渗漏、接口漏水等未得到及时修复,一旦失压或停水,污水就有可能被吸入,引起管内污染。
浅谈供水管道防腐技术摘要:供水管道在长年运行中,由于物理、化学、电化学和微生物学等作用,沿管道内壁会逐渐形成锈垢,随着管龄增加锈垢不断增厚,使过水断面减少。
管道内的水沿锈垢流动,锈垢的卫生状况将直接影响供水水质。
从世界上有供水工程开始,人们就对埋地金属管道的腐蚀机理、防腐方法、涂层结构等进行了不懈的探索与研究,已形成多种防腐体系。
关键词:供水管道;防腐;工艺中图分类号:tu731.5 文献标识码:a 文章编号:1001-828x(2011)09-0295-01引言供水管网所用管材一般分为金属管材和非金属管材,就目前管网来看,大管径管道一般采用金属管材,包括铸铁管、球墨铸铁管以及钢管,小口径管道一般采用非金属管,包括给水尼龙管、给水ppr 管,但仍有部分管道及管件使用钢管或钢制管件连接。
由于北方冬季气温较低,一般干线管道和城区管网都是埋地敷设,这样对管网的防腐要求就非常高,好的防腐可以避免因管道腐蚀而造成管网漏水,避免管道内部增加摩阻、污染水质,相反则给管网带来很大麻烦,可见管道防腐对管网有多么的重要。
一、管道的腐蚀腐蚀是金属在周围介质的化学、电化学作用下所引起的一种破坏。
金属腐蚀按其性质可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学腐蚀是金属直接和介质接触起化学作用而引起金属离子的溶解过程。
而电化学腐蚀是金属和电解质组成原电池所发生的电解过程。
金属在土壤、水或潮气等电解质溶液中,一般都发生电化学腐蚀。
埋地管道外腐蚀的原因比较复杂,一般归纳为以下3种原因:1.电化学腐蚀——由于土壤是固态、液态、气态3种物质所组成的复杂混合物,土壤具有电解质溶液的特征,埋地管道裸露的金属,就和土壤电解质组成了原电池,导致金属的电化学腐蚀。
2.杂散电流对管道的腐蚀——由于外界漏电影响,土壤中有杂散电流通过管道,因而发生电解作用,使管道腐蚀。
3.细菌作用引起的腐蚀——据研究,微生物参与腐蚀的过程中,不同种类细菌的腐蚀行为,条件各不相同。
给水管道内表面防腐的必要性及常见措施【摘要】水是生活必须品,输水管道随处可见,而钢管占主要的部分。
钢管在化学,电化学和物理等因素作用下,管道的内表面会逐渐形成一个由微生物和锈蚀物组成的多孔、凹凸不平的环状物,我们先称它为“生长环”,随着时间的推移,“生长环”的体积会逐渐变大,并且积累的沉积物也越来越多,这样会造成水流面积减少,对水质也会产生严重影响。
因此,要想提高供水水质,除了改进制水工艺和加大投氯量等措施,我们还应该采取措施抑制“生长环”的成长。
本文主要针对上述现象产生的危害以及应对措施进行阐述。
【关键词】生长环;危害;防腐措施由于各地水质的不同,制水工艺的区别,水体对于管道的腐蚀程度也不尽相同。
由锈蚀结垢引起管道堵塞或穿孔等所引起的损失是相当巨大的。
当给水管道被锈蚀后会将多种成分的细菌溶于水,使水的质量破坏。
而且这些细菌中的病原体也会对管道进行锈蚀。
也就是说这些细菌不仅严重影响力水质,而且还加剧了管道的腐蚀,缩短了供水管道的使用寿命。
此外,管道被锈蚀后还降低了运输水的能力,使得阻力增大,造成供水压力下降。
这样不仅浪费了水还浪费了电力。
福清核电一期工程针对上述问题设计采用了球墨铸铁管砂浆衬里和钢制衬塑管道有效的保护了介质对管道的腐蚀。
1.管道产生锈蚀后的危害1.1如果对供水管道内壁没有采取合理的防护措施,水管内壁上的锈蚀会对水质产生严重影响,管内壁上生成一种含有多种成分和细菌的“生长环”。
一旦“生长环”长时间存在于管道内壁上,就会导致水质被污染,微生物滋生,有些菌类如痢疾杆菌、伤寒杆菌等能在水中存活数周甚至更长时间,这些病毒微生物会引起各种肠道传染病的蔓延。
1.2由于管道锈蚀得影响,内壁上的“生长环”会随着时间的增长逐年加厚,这样会使管道的输水能力下降,管道阻力也随之增大,而造成供水压力下降。
为了保证供水压力,必须采用高扬程水泵来加大水压,这样又会导致电能浪费。
2.管道内壁常用除锈方法2.1高压水射流法高压水射流是指通过高压发射装置将水根据需要进行加压,然后通过具有细小孔径的喷射装置转换为高速的微细水射流。
市政工程给水管道腐蚀和腐蚀漏水防治措施给水管网是给水工程中向用户输水和配水的管道系统,由管道、配件和附属设施组成。
附属设施有调节构筑物(水池、水塔或水柱)和给水泵站等。
给水管网特别是有调节构筑物和增压泵站的管网或多水源管网,应合理调度以降低运行费用。
一、市政工程给水管道腐蚀的防治措施。
1、提高出厂水质。
提高出厂水质是控制给水管道腐蚀的根本途径。
每种水都具有腐蚀性,其强弱与水的理化特征和所接触材料的表面性质有关。
一般情况下,与水质恶化有关的腐蚀主要受生物过程调控,可对消毒工艺和消毒类型进行调整。
氯仍是国内主要的消毒剂,在使用氯进行消毒处理时,应注意两种错误的倾向:一些水厂没有对出厂水进行消毒,因此即使出厂水质较好,管网水质也很难保证,有些水厂加氯量偏大,虽然加氯量越多,消毒效果越好,但是加氯量越多,副作用也越大。
2、采用非金属管材。
预应力或自应力钢筋混凝土管、聚氯乙烯(PVC)管、PVC管的衍生品硬质聚氯乙烯(UPVC)管、玻璃钢/聚氯乙烯(FPR/PVC)复合管、玻璃钢/聚丙烯(PEP/PP)复合管等塑料管,具有质量轻、耐腐蚀、管壁光滑、水流阻力小、防垢等优点,建议在室内管道和管网末端大量采用。
最近,中、高密度聚乙烯塑料管也在国外广泛使用。
它比一般的聚氯乙烯管强度更好,可耐腐蚀和防止内部结垢,造价比钢管低。
3、阴极保护。
阴极保护是保护水管的外壁免受土壤侵蚀的方法。
根据腐蚀电池原理,两个电极中只有阳极金属发生腐蚀,所以阴极保护的原理就是使金属成为阴极,以防止腐蚀。
如使用AI、Mg、Zn等,隔一定距离用导线连接到管线(阴极)上,在土壤中形成电路,结果是阳极腐蚀,管线得到保护。
4、管道涂衬。
对于一些有轻微腐蚀和结垢的管道,定期安排进行管道冲洗、消毒,冲洗后进行涂衬,以减缓管道腐蚀的速度;对于新敷设的管道,一次性处理后可大大延长使用寿命。
管道常用附加内衬的方法主要有两种类型:水泥砂浆衬里和环氧树脂涂衬。
给排水管道防腐施工技术发表时间:2020-12-02T15:56:25.940Z 来源:《工程管理前沿》2020年24期作者:王红粉[导读] 城市化进程不断加快背景下,管道工程建设项目也不断增加,针对管道的防护措施应落实到位,从而提高管道工程的整体运行效率。
王红粉1305281984072****摘要:城市化进程不断加快背景下,管道工程建设项目也不断增加,针对管道的防护措施应落实到位,从而提高管道工程的整体运行效率。
对此,文章以某建筑工程为例,分析了给排水管道腐蚀的不良影响,进而提出了给排水管道防腐施工技术以及技术要点,以供参考。
关键词:给排水管道;?防腐施工;?管内防腐;给排水管道贯穿于城市的各个区域,是生活用水和废水的重要流通渠道。
管道的敷设环境特殊,若所用管材质量欠佳将严重影响抗渗性和抗腐蚀性,随时间的延长而出现管道腐蚀现象,不利于城市的正常运转。
鉴于此,有必要采取防腐措施,以提高给排水管道的耐久性。
1 给排水管道防腐施工的必要性及现状给排水管道在排水工程中具有举足轻重的地位,但其在外界环境的持续性影响下易发生不同程度的腐蚀现象,例如管道与富有腐蚀性的液体或是潮湿的空气接触,随之出现腐蚀并弱化管道的应用价值,难以满足给排水需求。
鉴于此,有必要对给排水管道采取有效的防腐措施,实现对排水管道的防护。
工程实践中,应从给排水管道的基本特性出发,引入新型技术,切实提高其抗腐蚀能力和抗渗漏能力,保证给排水管道在使用周期内始终维持稳定运行状态,给日常生产、生活创设良好条件。
2 给排水管道腐蚀的不良影响2.1 影响供水水质给排水管道系统在使用期间应保证畅通、稳定的状态,在敷设给排水管道时应尽可能追求安装便捷、质量良好等方面的目标。
给排水管道的选材方面,金属材质的管道为主要形式,但是随使用时间的延长,容易出现腐蚀、堵塞等异常状况,且难以切实保证管内水质。
通常,供水水体通入管道前将经过多道工序的净化处理,才符合现行水质的相关质量标准,但其并非纯净水,不乏有部分金属元素、微生物等,其在流动过程中易分解,导致管材出现化学反应。
市政供水管网水质分析及改善措施摘要阐述供水管网水质和存在的问题,分析市政管网水质存在的问题及产生的原因、市政供水管网水质污染的特点及其形成机理,针对性地提出改善市政供水管网水质的方法及措施。
关键词网管;水质随着生产能力的不断提高,人们生活水平的日益提高,其对供水水质要求也会越来越高,国家饮用水水质也随着时代的进步提出了更高的要求。
由于城市的发展和时间的推移,市政供水管网也在不断的延伸及更换,各个时期的供水管道大量并存,部分解放初期甚至民国时期的管道仍在使用,因此较易引起水质的变化。
自来水在供水管网输送的过程是不可逆的,自来水是一种不可退换的商品。
自来水本身在输送过程中会发生某些内在的变化,同时也会受到外界众多因素的干扰或污染,所以在输配水过程中确保水质是一个重要的问题。
如何使水在输配水输送过程中不受污染和防止其自身不发生或少发生变化是非常重要的。
本文就市政供水管网水质存在的问题、管网水质改善和预防进行了阐述。
1影响水质的主要因素一般来说,净水厂出来的水都能满足卫生部规定的“水质标准”,但水在管道内输送过程中,存于水中其化合物会分解,管内壁或涂衬的材质也会发生化学作用,水中残存的细菌也可能繁殖,有时管道也会受到外来的二次污染,结果造成管网中水质发生变化。
1.1管道及附属设备受到污染1)管道埋于地下,被受污染的地下水或污水浸泡,若是管道穿孔,闸门渗漏、接口漏水等未得到及时修复,一旦失压或停水,污水就有可能被吸入,引起管内污染。
2)管道上的排水闸出口低于河床水位或接至下水管道中,若闸门关闭不严,则会引起脏水倒灌,引起管内污染。
3)管道爆裂漏水,关闸后形成负压,脏水吸入管内,管道修复后又未及时冲排形成污染。
4)具有自备水源的用户贮(用)水设备与供水管道相通,如无任何隔断措施,管网突因停水或管网水压低等原因引起回流入配水管内,引起污染。
1.2管网结垢层对水质的污染水厂的出厂水虽经过处理,但不是纯净的水,它仍含有某些微量无机物、有机物及微生物。
供水管网的管材的要求供水管网的管材是指在城市居民区或农村地区,用于输送自来水或灌溉水的管道网络。
管材的质量直接影响了供水的安全、健康和可靠性。
为此,以下是对供水管网的管材的要求。
一、材质1. 防腐材质防腐材质是供水管网的管材中最重要的一种,因为自来水中含有许多杂质和化学物质,有些以及会腐蚀管道,降低水质。
因此,防腐材质如铸铁、钢等不被推荐使用,而PE、PP、PVC、PEX、PE-RT等材质被认为是最适合的材料。
2. 安全材质为保障供水的安全和健康,管材不得含有有害的重金属、塑化剂等有害物质。
所以,选材的时候要注意检查材料的质量证书和相关认证资料,确保管材可以符合安全卫生的要求。
二、外径与内径材质是管材的质量保证,而其外径和内径的选取则是保障流量的重要因素。
一般而言,水流速度过大将影响管道的抗压性能和水质,过小则会导致水压不够,影响供水。
针对不同的需求,选材时要根据所需流量和压力来确定管径。
三、耐压将自来水直接输送到住户的水龙头,需要提供一定的水压和水流量。
所以管材必须具备一定的耐压能力。
在设计和选取管材时,必须根据实际情况进行综合考虑,提高管道耐压的能力。
一般,设计管道压力应低于试验压力的0.6倍,以确保管道的安全和可靠性。
四、连接方式管材的连接方式也对供水管网的安全和可靠性有着十分重要的影响。
目前,分为橡胶密封式、承插式、热熔式等多种连接方式。
必须根据管道的材质、管径和使用环境等多个因素确定连接方式,以确保连接紧密、稳定。
五、防止渗漏与破裂渗漏和破裂是供水管道存在的常见问题。
为了避免管道出现渗漏或破裂的情况,必须选用质量良好的管材,并确保管道在安装中能够得到充分的控制和维护。
对于老旧管道,应及时进行检查,需要更换时,应选择优质和耐用的管材,以保障供水的安全和稳定。
总之,管材的选择和设计是供水管网中的关键要素。
在管道建设中,必须根据实际情况进行选择,将各个参数进行综合考虑,并使用质量保证的管材,以确保供水系统的最佳效果和卓越的安全性能。
给⽔管道的除锈防腐-2019年⽂档资料给⽔管道的除锈防腐⼀、引⾔⾦属腐蚀问题遍及诸多领域,给国民经济带来巨⼤的损失。
有⼈统计每年全世界腐蚀报废的⾦属约⼀亿吨,占年产量的20%~40%,⽽且随着社会⼯业化进程的⽇益加快,腐蚀问题⽇趋严重化,仅我国每年因腐蚀造成的经济损失⾄少达⼆百亿元。
给⽔管道由于材质以及所处环境的局限性,不可避免的造成管道腐蚀严重,⽔质下降,此类问题⼀直是困扰供⽔企业的⼀⼤难题,也是必须要抓且要彻底解决的现实问题。
针对给⽔管道进⾏除锈、防腐的研究从未停⽌。
⼆、影响给⽔管道锈蚀的因素分析1.锈蚀条件常见的给⽔管道施⼯⼀般采⽤直埋式、架空式、特殊(顶管)式。
管材⼀般选⽤球墨铸铁管、钢管等。
在⾃然环境下,管材的锈蚀主要来⾃于⽔、空⽓(氧)、电解质(盐、碱)、酸⾬等⾃然界的侵害。
另外,⼈类的⼀些⽣产活动也会加速管材的腐蚀,如外悬挂管周围有化⼯⼚、制药⼚等,所产⽣的酸、碱、盐等强腐蚀性介质,会很⼤程度的影响区域内管材的腐蚀速度。
2.影响钢铁锈蚀的因素2.1内部因素由于钢铁本⾝成分、组织、结晶⽅向、残余应⼒、表⾯转化膜等导致的不均⼀性,这种不均⼀性使⾦属内部有不同电位的区域存在,进⽽形成微电池。
2.2外部因素这是指与钢铁表⾯接触的介质溶液,也就是说钢铁腐蚀受到环境的⽀配,如果环境改变,腐蚀的状态、速度就会发⽣变化。
例如,把潮湿环境中的⾦属转移到⼲燥的环境中,腐蚀速度也会减慢;把海边的⾦属移到离海岸较远的普通环境之中,腐蚀也会减慢。
2.2.1湿度的影响在相对湿度⼤,温差变化剧烈的环境中,钢铁表⾯容易形成⽔膜,⽽钢铁在⽔膜下的腐蚀速度极快。
钢铁的⼤⽓腐蚀速度与其表⾯形成的⽔膜厚度的关系,可分为以下四种情况:第⼀、在临界相对湿度附近(即在相对湿度为70%~75%时),⽔膜为100A以下时,腐蚀速度很⼩;第⼆、当湿度超过临界相对湿度时,其腐蚀速度将成倍增加,尤其是相对湿度80%~100%、⽔膜在1µm以下时,由于氧⽓的扩散速度快,因⽽钢铁在这种⽔膜下的腐蚀速度很快;第三、随着⽔膜增厚,将形成⾁眼可见的液膜,这时由于氧⽓的扩散速度变慢使腐蚀速度相对降低;第四、当⽔膜厚度逐渐增加形成⽔滴时,其腐蚀的速度与⾦属在液体中浸渍条件下的腐蚀相类似。
供水管道如何防腐?供水管道在长年运行中,由于物理、化学、电化学和微生物学等作用,沿管道内壁会逐渐形成锈垢,随着管龄增加锈垢不断增厚,使过水断面减少。
管道内的水沿锈垢流动,锈垢的卫生状况将直接影响供水水质。
从世界上有供水工程开始,人们就对埋地金属管道的腐蚀机理、防腐方法、涂层结构等进行了不懈的探索与研究,已形成多种防腐体系。
供水管网所用管材一般分为金属管材和非金属管材,就目前管网来看,大管径管道一般采用金属管材,包括铸铁管、球墨铸铁管以及钢管,小口径管道一般采用非金属管,包括给水尼龙管、给水PPR管,但仍有部分管道及管件使用钢管或钢制管件连接。
由于北方冬季气温较低,一般干线管道和城区管网都是埋地敷设,这样对管网的防腐要求就非常高,好的防腐可以避免因管道腐蚀而造成管网漏水,避免管道内部增加摩阻、污染水质,相反则给管网带来很大麻烦,可见管道防腐对管网有多么的重要。
一、管道的腐蚀腐蚀是金属在周围介质的化学、电化学作用下所引起的一种破坏。
金属腐蚀按其性质可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
化学腐蚀是金属直接和介质接触起化学作用而引起金属离子的溶解过程。
而电化学腐蚀是金属和电解质组成原电池所发生的电解过程。
金属在土壤、水或潮气等电解质溶液中,一般都发生电化学腐蚀。
埋地管道外腐蚀的原因比较复杂,一般归纳为以下3种原因:1.电化学腐蚀――由于土壤是固态、液态、气态3种物质所组成的复杂混合物,土壤具有电解质溶液的特征,埋地管道裸露的金属,就和土壤电解质组成了原电池,导致金属的电化学腐蚀。
2.杂散电流对管道的腐蚀――由于外界漏电影响,土壤中有杂散电流通过管道,因而发生电解作用,使管道腐蚀。
3.细菌作用引起的腐蚀――据研究,微生物参与腐蚀的过程中,不同种类细菌的腐蚀行为,条件各不相同。
对埋地管道腐蚀调查与研究表明,埋地管道外壁绝缘层的损坏是造成管道遭受土壤腐蚀的主要原因,为了保证管线长期安全生产,针对土壤腐蚀的特点,可以从以下几个途径来制止腐蚀的发生和降低腐蚀程度:(1)选用耐腐蚀的管材;(2)增加管道与土壤之间的过渡电阻,减小腐蚀电流,如采用石油沥青、煤焦油瓷漆、粘胶带、环氧粉末、三层PE等绝缘层,使绝缘层电阻较大,绝缘层的致密性很好(无针孔),从而把腐蚀电流减少到最小程度;(3)采用电法保护(阴极保护和牺牲阳极保护),一般电法保护应与绝缘层保护相结合,以减小保护电流的消耗。
给水管道腐蚀原因及防腐对策摘要:金属给水管道在供水领域中有着十分广泛的应用,长时间的运行后通常会存在较严重的腐蚀。
本文主要是对金属给水管道的腐蚀机理和现状进行分析,在此基础上探讨高效的控制措施来控制腐蚀,提升给水系统的效率和质量。
关键词:管道;腐蚀原因;防腐对策引言目前在我国市政给水管网系统中,球墨铸铁管和钢管是最普遍应用的管材,由于是金属材质,管道易遭受周围环境中各种介质的侵蚀,发生电化学腐蚀、化学腐蚀和微生物腐蚀,从而严重影响管网的安全运行和使用寿命。
管道防腐的通常做法是在其内外表面进行防腐层涂敷,使之与腐蚀环境隔离,切断电化学腐蚀电池的通路,以达到控制腐蚀的目的。
因此,防腐层是管道抵御腐蚀的第一道防线,防腐层技术及其与阴极保护的联合应用是目前已证明有效的管道防腐蚀方法,因此对给水管道的内、外防腐层技术进行研究及总结具有重要意义。
1金属管道腐蚀原因分析金属腐蚀的本质就是与周围介质发生电化学或化学反应而出现变质或引起破坏。
根据腐蚀的机理和现象不同分为不同的类型。
按照腐蚀形态来分可分为全面腐蚀和局部腐蚀,按照腐蚀机理可分为物理腐蚀、化学腐蚀和电化学腐蚀。
全面腐蚀是在整个金属表面出现的均匀或不均匀的腐蚀,此类腐蚀危害性不大,易于进行监测和控制。
局部腐蚀是在金属表面某一区域的集中腐蚀,这类腐蚀难于监测和控制,容易造成局部破坏为出现重大事故,主要包括裂缝腐蚀、磨损腐蚀、氢脆、晶间腐蚀、应力腐蚀、电偶腐蚀、半点腐蚀以及点蚀等。
物理腐蚀只是金属因单纯的溶解而造成的破坏,化学腐蚀是由非电解质与金属表面发生化学反应而造成的破坏。
电化学腐蚀是离子导电介质与金属发生的电化学作用而形成的破坏,在金属给水管道中,以电化学腐蚀为主。
处于腐蚀介质中的金属,在其表面因不均匀的化学性质或物理性质而形成腐蚀电池。
金属因阳极出现的氧化反应而出现电子溶解,形成离子态而进入到电解质溶液。
氧化剂因阴极的还原反应而获取电子出现还原,氧化剂通常是碱性溶液和中性溶液中的溶解氧以及酸性溶液中的氢离子,对于输给水系统而言,主要的氧化剂是溶解氧。
第29卷第11期Vol.29NO.11重庆工商大学学报(自然科学版)J Chongqing Technol Business Univ.(Nat Sci Ed )2012年11月Nov.2012文章编号:1672-058X (2012)11-0093-06给水管道管材对水质的影响及防腐措施*廖伟伶(四川大学建筑与环境学院,成都610225)收稿日期:2012-05-07;修回日期:2012-06-04.*基金项目:重庆市教委科研项目(090703).作者简介:廖伟伶(1991-),女,重庆石柱人,从事给排水工程研究.摘要:介绍了给水管网中各类管材材质对水质的影响。
这些影响包括有机物与无机物的溶出、生长环的生长难易程度、余氯衰减、管道涂层材料脱落产生的杂质及浓度的增加等,并指出提高出厂水水质和稳定性,更新供水管道系统和维护旧供水管道系统等相关防治措施。
关键词:给水管网、管材现状、管材、水质、防治措施中图分类号:TU993文献标志码:A近年来,随着人民生活水平的逐渐提高,国内相关规范对管道管材的质量要求越来越严,有关部门对管道管材技术的发展非常重视,并投入大量的资金进行开发和研究。
规范指出:给水系统所采用的管材,应符合现行产品标准的要求。
正确选择管道管材对于系统的正常运行及水质的达标有深远的意义。
例如,水中碳酸作用所引起的结垢,过氧化理论下形成的铁锈对管道的腐蚀,还有生物性堵塞等情况,都是选择管道管材的重要影响因素[1]。
1对给水管材的要求目前给水管网中所用的管道材料种类较多,但是在一定的应用环境与条件下有其最佳选择,如果选择得当,将会带来好的技术经济效果,工程技术人员对此应该引起足够的重视和注意[2]。
筛选给水管道管材的条件:具备一定的抗外载荷能力;能承受所需内压;长期输水后,内壁仍然光滑,能继续保持很好的输水能力;与水接触后不会发生反应并产生有毒有害物质;耐腐蚀,使用寿命长;可就地取材,造价低;安装方便,维修简单[3]。
但由于多方面的原因,在实际工程中,给水管材一直难以完全达到上述要求。
给水管道基本上以选用金属材料管道为主。
因此,常有管道腐蚀结垢、堵塞的现象,管内的水质卫生状况也缺乏有效的监督保障。
2给水管道管材现状目前,在给水工程中,我国输配水管网应用的主要管材为球墨铸铁管、环氧树脂涂衬球墨铸铁管、不锈钢管、玻璃钢管和塑料管等。
此5种管材的基本情况如下。
(1)球墨铸铁管。
在对原铁成分的严格精选基础上,将镁和镁合金等碱土金属加入到溶化了的铁水中,使铁中石墨呈球状[3]。
其特点是强度高、韧性大(在压环试验中将压环的直径压扁到直径的50%时,环两侧49重庆工商大学学报(自然科学版)第29卷管壁上都没有发生裂纹)、耐热性能好(除广泛用于给排水管网中,还广泛用于热力管道),具有较强的抗腐蚀能力(其腐蚀速度只有钢管的1/5 1/3)且管壁厚度只有灰铁的2/3,因此可以大量节省钢铁。
此外,球墨铸铁管使用年限也优于钢管和灰铁管。
(2)环氧树脂涂衬球墨铸铁管。
使用环氧树脂可以克服管道腐蚀所引起的水质感官问题。
无毒环氧树脂材料是一种新型的给水设施内部防腐涂料,它使得球墨铸铁管在原有优点基础上增加了干燥快、耐老化、抗冲击等优异性能。
目前,我国城市给水工程中使用环氧树脂涂衬球墨铸铁管的比重在不断上升。
(3)不锈钢管。
不锈钢管被称为“21世纪真正的绿色管材”。
不锈钢管具有卓越的力学性能,超群的耐磨损性能,优异的耐腐蚀性能(能经受高达30m/s的高速水流冲蚀),抗拉强度大(是镀锌管的2倍,铜管的3 4倍,PPR管的8 10倍),而且具有良好的延展性和韧性。
不锈钢管可以在-270 400ħ的温度下长期安全工作,无论高温还是低温,都不会析出有害物质,材料性能十分稳定。
保温性能极佳(是铜管的24倍)且它的高强度极大地降低了受外力影响漏水的可能性,显著降低了水的渗漏率,使水资源得到有效的保护和利用。
另外,实验数据表明,不锈钢管的使用寿命可达100年,寿命周期内几乎不需要维修,避免了管道更换的费用和麻烦,运行费用低,综合使用成本(以50年使用寿命计算)仅为镀锌管的1/2、优质的PPR管的1/4,铜管的1/2。
(4)玻璃钢管。
玻璃钢管是一种性能优异的新型复合材料管材,它具有其他传统管材(金属管材、混凝管材、塑料管材)无法比拟的优越性能。
玻璃钢管具有优良的耐水、耐腐蚀性能,力学性能好,比强度高(管道的拉伸强度低于钢,高于球墨铸铁管,而比强度大约是钢管的3倍、球墨铸铁管的10倍),耐温性能好,重量轻,运输、安装方便,接口灵活、安全性高,维护费用低(因为其耐腐、耐磨和抗冻抗污等性能,所以工程不需要进行防锈、防污、绝缘、保温等措施和检修且对地埋管无需作阻极保护,可节约工程维护费用),卫生安全,使用寿命长。
(5)塑料管。
目前中国的市政管材市场,塑料管道正在稳步发展,PE管、PP-R管、UPVC管都占有一席之地,其中PE管强劲的发展势头最令人瞩目。
PE化学中文名为聚乙烯,是一种热塑性塑料,可多次加工成型。
给水管道一般采用高密度聚乙烯,高密度聚乙烯密度950kg/m3较UPVC为轻,软化温度120ħ较UPVC管为高。
其柔韧性、抗冲击能力均高于UPVC管,连接方式优于UPVC管,基本上可保证连接处不泄露(属本体连接)[4]。
PE管耐腐蚀性能强,输送水不产生污染,可保证水质稳定。
PE管可进行弹性敷设,不受施工现场地形变化的影响[2]。
PE管具有良好的耐水锤压力的能力,大大提高了供水的安全可靠性。
3管道管材对供水水质的影响3.1金属管材对水质的影响我国现有给水管网的管材一般采用钢管、铸铁管,当出厂水具有腐蚀性时或管道使用年限过长时,管道内壁就会腐蚀结垢,另外微生物的繁殖也会导致管道内壁结垢。
锈蚀物中含有大量的铁、铅、锌和各种细菌及藻类,当管道内水流速度、方向或水压发生突变时,就会造成短时间的水质恶化,出现铁、锰、色度、浊度和细菌等指标值的大幅度上升。
有研究表明,对于未作防腐处理的金属管道,当年限超过5 10年时,污垢就已达到了恶化水质的程度,对于防腐处理较差的金属管道,3 5年就开始出现腐蚀现象,管道使用年限越长,腐蚀越严重,水质情况越糟糕。
使用金属作为给水管材料会对水质构成二次污染。
一般来讲,供水水质在进入城市管网管道之前,都能达到国家标准。
但因其不是纯净水,普遍含有某些金属元素、化合物以及微生物[4]。
当水在管道中流动的时候,由于化学物的分解,管道涂层材料的脱落,余氯衰减等原因,使得水和管内壁的材质发生化学作用。
同时,水中残留的细菌也可能再度繁殖,使得管内水质出现变化。
由此可见,管道材料的选取对于供水水质的影响是非凡的。
为了更好地确定材料对于水质的影响程度,做出以下分析。
3.1.1色谱—质谱联机定性检测在色谱—质谱联机定性检测下各类管材水与出厂水比较如下:在出厂水中,一共检测出了54种有机物。
其中包含14种疑似为有害物质的有机物,包括对人和动物有不同程度毒性的6种苯系有机物。
铸铁管流出的水中的有机物种类是最多的,共105种,比出厂水多了51种有机物;其次是环氧树脂涂衬的铸铁管水中有机物增加了36种;再次是不锈钢管水中的有机物,共88种,与出厂水相比增加了34种;最后是玻璃钢管,新增有机物28种。
铸铁管中之所以会新增51种有机物,是因为铸铁管内壁腐蚀严重,在水中发生的各类反应变得更加复杂剧烈,从而使得水中有机物种类大幅提高。
且发现新增有机物中有12种有害物质。
环氧树脂涂衬的铸铁管因为有了这一防护层,使得铸铁管的防腐蚀能力大大提高,水中发生的物理、化学、生物、微生物反应速度降低,相应生成的有机物种类随之减少。
由此可见,对铸铁管进行防腐措施后,管内有机物种类和有害物质的数量都得到了减少,起到了改善管道内水质的作用。
因为不锈钢管水中的有机物主要来源于出厂水中本来存在的有机物在管中发生物理、化学、生物及微生物反应所生成的产物。
所以,由此可以证明不锈钢管材质对供水水质几乎无影响。
而玻璃管材是以上管材中性能最好的,但我国实际工程中,很少运用玻璃钢管。
由上述的色谱—质谱联机定性检测实验得出结论:不锈钢管对供水水质的影响最小,通过不锈钢管的水质是最佳的。
3.1.2扫描电镜观察通过对城市供水管道实际应用的管材进行了扫描电镜观察,得出结果:球墨铸铁管内壁腐蚀很厚,且腐蚀物较疏松,有许多空洞和缝隙,大量的微生物可藏匿孔洞里而避免消毒剂的杀灭作用;环氧树脂涂衬球墨铸铁管内壁腐蚀较厚,也有许多孔洞和缝隙;不锈钢管内壁几乎没有腐蚀,也没有附着管道沉淀物。
综上得出,管材的腐蚀程度依次为:不锈钢<环氧树脂涂衬球墨铸铁管<球墨铸铁管,说明:不锈钢管防腐蚀性能最佳。
3.1.3管材对细菌再生长的影响管道内微生物的生长情况也对供水水质有着极大的影响。
对于研究球墨铸铁管、环氧树脂涂衬球墨铸铁管和不锈钢管3种材质对管内微生物的影响如下:球墨铸铁管容易腐蚀,导致管壁粗糙度增加,为微生物创造了吸附于管壁的有利条件,并提供了微生物大量生长繁殖的场所。
所以管壁细菌密度最大的是球墨铸铁管。
环氧树脂涂衬球墨铸铁管虽然不易腐蚀,但由于管壁长时间与水接触,会有部分涂层脱落,管壁仍然会产生一定程度的腐蚀;同时,由于大部分涂衬材料均由高分子有机物合成,在与水接触的过程中,会向水中释放一些可生物降解的有机物质。
所以涂衬的球墨铸铁管管壁细菌密度也较大。
由于不锈钢管内壁光滑,并且不易腐蚀,不利于细菌黏附;同时,不锈钢管不能向水中释放可生物降解有机物。
所以不锈钢管内壁细菌密度最小。
结论:不锈钢管内壁细菌密度最小,供水水质几乎不会受到细菌影响而被污染。
3.1.4管材对管道的余氯衰减的影响我国水厂中以液氯为主要消毒剂来维持给水管网中的消毒作用。
因此,给水管网中余氯衰减度与供水水质有很大的关系。
余氯衰减越快,水质越差,相反,余氯衰减越慢,水质越好。
而管道材质则是对给水管道中余氯衰减产生影响的主要因素。
若管材化学稳定性良好、表面光滑,则管壁不易产生腐蚀、沉积,也不利于微生物的生长。
这样,在管壁上极少量的腐蚀产物、沉积物以及抑制微生物生长所消耗的余氯量甚微。
相反,管壁粗糙、化学稳定性弱均59第11期廖伟伶:给水管道管材对水质的影响及防腐措施69重庆工商大学学报(自然科学版)第29卷易形成腐蚀、沉积物聚集并促进微生物的生长繁殖,微生物的繁殖又能促进腐蚀。
在这种情况下氯的衰减速度加快,氯的消耗量增加。
当管内氯消耗殆尽,微生物便可继续大量繁殖,促进管道内壁腐蚀结垢,造成恶性循环。
实验表明,管材对管内余氯的影响顺序为:钢管>球墨铸铁管>环氧树脂涂衬球墨铸铁管及钢。
表明:运用环氧树脂涂衬,可有效降低管网水中余氯衰减速度,对保证管网水质稳定性具有重要意义[1]。
3.2塑料管对水质的影响塑料管材对水质的主要影响在于其在使用过程中可浸出化学物质而将管内水质污染。