供熱管網(wǎng)防腐保溫技術(shù)探討

陳宇棟

摘要：近年來(lái)，我國(guó)的各行各業(yè)建設(shè)的發(fā)展迅速，在采暖期結(jié)束后，熱水供熱管網(wǎng)就會(huì)在停用狀態(tài)中，也正是由于這種直接敷設(shè)在地下的方式，在很大程度上增加了熱水管網(wǎng)內(nèi)外腐蝕的可能性，在這種情況下，如果不采取措施對(duì)供熱管網(wǎng)的腐蝕問(wèn)題進(jìn)行有效的防護(hù)，不僅會(huì)對(duì)居民的供熱工作造成影響，還有可能會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，降低熱水供熱管網(wǎng)的綜合效益，因此，加強(qiáng)熱水供熱管網(wǎng)的腐蝕防護(hù)工作具有至關(guān)重要的意義。

關(guān)鍵詞： 供熱管網(wǎng);防腐保溫;技術(shù)探討

引言

我國(guó)北方地區(qū)冬季取暖主要依賴于集中供暖方式。雖然集中供暖率不斷上升，但供熱管網(wǎng)能效僅為90%左右。面對(duì)供暖管網(wǎng)熱損失較多的缺陷，供暖能效成為集中供暖的難點(diǎn)問(wèn)題。分析集中供暖管網(wǎng)腐蝕致因和保溫層問(wèn)題，并分別研究供熱管網(wǎng)防腐、保溫施工技術(shù)要點(diǎn)，以期降低供熱管網(wǎng)熱損失，提高集中供暖能效，實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的統(tǒng)一。

1腐蝕問(wèn)題分析

1.1供熱管道的外腐蝕

首先來(lái)看，土壤對(duì)于供熱管道有著一定的影響。通過(guò)對(duì)供熱管道的敷設(shè)進(jìn)行深入分析可以發(fā)現(xiàn)，對(duì)于架空敷設(shè)的供熱管道，相關(guān)維護(hù)人員只要做好供熱管網(wǎng)的保溫以及刷漆防腐操作，一般情況下不會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕問(wèn)題。但是，就當(dāng)前供熱管道的敷設(shè)工作而言，很多的供熱管道在敷設(shè)之后都要與土壤進(jìn)行不同程度的接觸，在這種情況下，由于土壤中含有較多的雜質(zhì)，其很容易會(huì)對(duì)管道產(chǎn)生一定程度的影響，從而加大管道腐蝕發(fā)生的可能。通過(guò)深入的分析發(fā)現(xiàn)，土壤對(duì)供熱管道的影響可以從以下幾個(gè)方面體現(xiàn)出來(lái)：（1）土壤的溫度。一般情況下，在土壤溫度不斷升高的條件下，電化學(xué)反應(yīng)就會(huì)出現(xiàn)不同程度的加快現(xiàn)象，而電化學(xué)反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致管道出現(xiàn)不同程度的腐蝕情況，反應(yīng)加快，腐蝕的速度就會(huì)大大提升;此外，土壤溫度的升高還會(huì)在一定程度上影響管道中的電阻率，電阻率的變化也會(huì)不同程度的影響管道的腐蝕情況。（2）土壤中的含鹽量。相關(guān)物理研究中表明，土壤中的含鹽情況與電導(dǎo)率呈現(xiàn)出正相關(guān)的關(guān)系，所以，當(dāng)管道敷設(shè)的地方所測(cè)得的含鹽量過(guò)高，那么管道腐蝕的速度將會(huì)大大提升。（3）土壤中的含水量以及含氣量。當(dāng)管道在地下埋設(shè)后，不僅土壤中的含鹽量會(huì)對(duì)管道產(chǎn)生一定的腐蝕性，含水以及含氣的多少也會(huì)在一定程度上影響管道的腐蝕情況，并且土壤中的含水量會(huì)與含氣量進(jìn)行相互性的作用，呈現(xiàn)出明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系。在此過(guò)程中，一旦土壤中的含水情況以及含氣的情況達(dá)到彼此相適應(yīng)的比例，那么二者之間的腐蝕性就會(huì)發(fā)揮到最大化，特別是在一些干濕情況不穩(wěn)定的土壤情況下，地層的水分和氣體也會(huì)發(fā)生一直發(fā)生變化，在這種狀態(tài)不穩(wěn)定的情況下，管道腐蝕程度將會(huì)大大增加。除此之外，電流也會(huì)對(duì)供熱管道產(chǎn)生不同程度的影響。一般而言，如果敷設(shè)的管道周圍存在電氣化交通工具，那么土壤中就會(huì)出現(xiàn)大小以及方向不同的電流，而且，如果管道周圍出現(xiàn)電纜或者接地裝置出現(xiàn)漏電的情況時(shí)，土壤中也會(huì)出現(xiàn)或大或小的電流 。通過(guò)對(duì)這些電流的深入分析可以發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)的電流都屬于直流電流，有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)一小部分的交叉電流，但是，無(wú)論從哪一方面來(lái)看，這些電流都會(huì)使管道出現(xiàn)腐蝕的情況，影響熱水供熱管網(wǎng)的使用壽命。

1.2 一般腐蝕

一般腐蝕是指由于管網(wǎng)介質(zhì)造成的腐蝕，包括水腐蝕、氧氣腐蝕、碳酸腐蝕、氯離子腐蝕、堿腐蝕等。（1）水腐蝕是指由于管網(wǎng)排水后殘留水含有的氧氣、二氧化碳、氯化鎂、氫氧化鈉等物質(zhì)對(duì)供熱管網(wǎng)造成的電化學(xué)腐蝕。（2）氧氣腐蝕是指管網(wǎng)中溶解氧對(duì)將水中的Fe （OH）2氧化為Fe （OH）3 沉淀而造成的管網(wǎng)腐蝕，從而在管網(wǎng)內(nèi)形成黑色水膜，并將管道腐蝕出點(diǎn)狀或潰瘍狀凹痕。由于供暖鋼管表面與水、空氣氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，對(duì)鋼管造成氧化堿蝕作用，是導(dǎo)致供暖管道腐蝕的重要原因。（3）碳酸腐蝕是當(dāng)供暖水中存在大量二氧化碳時(shí)，與水結(jié)合形成弱酸性水，PH值降低，進(jìn)而與鋼管發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的腐蝕現(xiàn)象。碳酸腐蝕屬于麻點(diǎn)腐蝕。（4）氯離子腐蝕是氯化鎂引起的電化學(xué)腐蝕。由于氯化鎂易溶于水，當(dāng)供暖水中含有部分氯化鎂時(shí)，易發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而發(fā)生電化學(xué)腐蝕。（5）堿腐蝕是指因供暖水中殘留一定濃度的氫氧化鈉而造成的鋼管電化學(xué)腐蝕。

2預(yù)防熱水供熱管網(wǎng)腐蝕的措施

2.1 施工準(zhǔn)備

在供熱管網(wǎng)施工前，應(yīng)對(duì)用于工程防腐施工的防腐涂料進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收，要求防腐涂料必須附帶質(zhì)量證明書，包括防腐涂料名稱、主要成分、理化特性、生產(chǎn)廠家、油漆材料數(shù)據(jù)表和合格證等，防腐涂料應(yīng)在使用期限內(nèi)，經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可使用。防腐施工應(yīng)滿足環(huán)境溫度要求，環(huán)境溫度應(yīng)控制在13℃～30℃范圍內(nèi)，最低溫度不得低于5℃，以免影響防腐材料凝結(jié)。涂裝表面溫度較露點(diǎn)溫度高3℃以上，最高不得超過(guò)50℃。施工前，應(yīng)對(duì)施工機(jī)具進(jìn)行檢查、維護(hù)、保養(yǎng)，施工機(jī)具應(yīng)滿足大面積供熱管網(wǎng)防腐施工技術(shù)要求。防腐涂料涂刷前，應(yīng)對(duì)供熱鋼管表面進(jìn)行檢查，經(jīng)檢查合格后方可進(jìn)行防腐施工。遇強(qiáng)風(fēng)、降雨、大霧等惡劣天氣或空氣相對(duì)濕度大于80%時(shí)，應(yīng)避免進(jìn)行防腐涂料施工。

2.2確保熱水管網(wǎng)在設(shè)計(jì)、制造以及安裝環(huán)節(jié)的合理性

要想確保對(duì)熱水供熱管網(wǎng)防水情況的有效防護(hù)，首先需要做的就是切實(shí)做好熱水管網(wǎng)的設(shè)計(jì)安裝工作，在安裝之前選擇具有較強(qiáng)防腐性能的管道材料和安裝方法，尤其是對(duì)于敷設(shè)在土壤中的熱水供熱管網(wǎng)，應(yīng)盡可能地采用鑄鐵管材。一般而言，用戶需要的熱水采暖溫度約為 70℃，在此條件下，通過(guò)承插的方式展開(kāi)安裝工作，一旦出現(xiàn)熱脹冷縮情況，承插街頭部位就會(huì)出現(xiàn)不同程度的熱水泄漏情況，發(fā)生腐蝕的可能性大大增加。基于此，相關(guān)安裝人員在進(jìn)行接頭處的連接操作時(shí)可采用鑄鐵管法的方式進(jìn)行，在此過(guò)程中還要加以不銹鋼波形膨脹節(jié)的應(yīng)用，這樣做可以在一定程度上降低腐蝕的速率。如果必須要使用鋼管進(jìn)行管道敷設(shè)工作時(shí)，安裝人員還要盡可能的選擇無(wú)縫的鋼管，以避免從縫隙中漏入氧氣，加重管道的腐蝕情況。

2.3投入使用的熱水供熱管網(wǎng)的防腐蝕措施

對(duì)于正在投入使用的熱水供熱管網(wǎng)的防腐蝕，可以從四個(gè)方面入手：其一，電化學(xué)保護(hù)法。這種方法只能對(duì)熱水供熱管網(wǎng)的局部腐蝕情況進(jìn)行保護(hù)，經(jīng)濟(jì)性差且整體效果不佳;其二，調(diào)節(jié)水循環(huán)的 pH 值。當(dāng)管道維護(hù)人員在進(jìn)行補(bǔ)水操作時(shí)，可以在管道中加入堿性的藥劑，這樣做可以使得補(bǔ)水系統(tǒng)中的 pH 值提升，并且使其不低于 10，這樣做可以使補(bǔ)水系統(tǒng)中的鐵物質(zhì)一直處于鈍化階段，從而有利于降低管道的腐蝕情況;其三，對(duì)補(bǔ)水系統(tǒng)進(jìn)行除氧操作。通過(guò)上述的分析可以得知，當(dāng)管網(wǎng)出現(xiàn)氧化腐蝕的情況時(shí)，補(bǔ)水系統(tǒng)中的氧濃度就會(huì)大大增加，此時(shí)，只有進(jìn)行有效的除氧處理，才能降低管道的腐蝕情況。其四，熱水供熱管網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的操作。通過(guò)上述分析可以得知，當(dāng)管網(wǎng)停用一個(gè)階段后，循環(huán)水中的鐵元素就會(huì)出現(xiàn)明顯的增加情況，此時(shí)，管道維護(hù)人員就需要將管網(wǎng)內(nèi)的污水排除出去，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)那謇?，清理完成后檢測(cè)管道內(nèi)的水質(zhì)，直到水質(zhì)合格后才能使用。在管網(wǎng)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中需要注意，當(dāng)管網(wǎng)運(yùn)行一個(gè)階段后，維護(hù)人員都需要對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)那謇?，排除管?nèi)的鐵元素，盡可能的降低對(duì)管道的腐蝕。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，熱水供熱管網(wǎng)是北方地區(qū)采暖的重要基礎(chǔ)設(shè)施，熱水供熱管網(wǎng)內(nèi)部通常會(huì)遭到溶解氧、游離二氧化碳腐蝕，而其外部保溫層一旦遭到破壞，就會(huì)遭到局部腐蝕，無(wú)論是內(nèi)部還是外部腐蝕，均會(huì)對(duì)熱水供熱管網(wǎng)使用壽命造成嚴(yán)重的影響，因此，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)熱水供熱管網(wǎng)腐蝕的防護(hù)，以此確保其安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

[1] 閆愛(ài)軍， 劉少厚， 徐國(guó)建， 范志東. 熱電廠供熱管網(wǎng)全生命周期腐蝕控制技術(shù)研究[J]. 全面腐蝕控制， 2018， 32（05）： 80-88.

[2] 李亞慧， 楊春玉， 陳博， 劉佳明. 供熱主管網(wǎng)內(nèi)壁防腐技術(shù)適應(yīng)性分析[J]. 全面腐蝕控制， 2017， 31（11）： 31-33.

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