熱電廠供熱管網(wǎng)全生命周期腐蝕控制技術(shù)研究

田甜

摘要：本文針對熱電廠供熱管網(wǎng)中一般性腐蝕、鋼材材質(zhì)腐蝕、應(yīng)力腐蝕的原因展開分析，通過研究供熱管網(wǎng)全生命周期中，腐蝕源識別環(huán)節(jié)、材料篩選環(huán)節(jié)、管網(wǎng)設(shè)計環(huán)節(jié)、施工與安裝環(huán)節(jié)、運行管理環(huán)節(jié)、檢測與檢修環(huán)節(jié)中腐蝕控制要點，其目的在于積累熱電廠供熱管網(wǎng)腐蝕控制經(jīng)驗，延長熱電廠供熱管網(wǎng)的使用壽命。

關(guān)鍵詞：熱電廠;供熱管網(wǎng);全生命周期;鋼材材質(zhì)腐蝕

在熱電廠運行過程中，其產(chǎn)生的余熱會作為地區(qū)的輔助熱源，從而起到提高資源利用率的作用。在熱電廠供熱管網(wǎng)運行期間，受到內(nèi)部循環(huán)水腐蝕、外部環(huán)境腐蝕的影響，在管網(wǎng)全生命周期應(yīng)用中，容易出現(xiàn)滲漏問題，威脅到管網(wǎng)運行安全性。基于實際應(yīng)用情況，做好全生命周期腐蝕控制工作，對于降低腐蝕問題帶來的負面影響，延長熱電廠供熱管網(wǎng)使用壽命有著積極的意義。

1熱電廠供熱管網(wǎng)常見腐蝕及原因

1.1一般性腐蝕

在熱電廠供熱管網(wǎng)運行期間，存在一般性腐蝕問題，其主要是指管網(wǎng)介質(zhì)所帶來的腐蝕問題。具體體現(xiàn)在以下幾方面：（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)

形成黑色水墨，并將管道腐蝕出點狀或潰瘍狀凹痕。（3）碳酸腐蝕，是當供暖水中存在大量二氧化碳時，與水結(jié)合形成弱酸性水，PH值降低，進而與鋼管發(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，當供暖水中含有部分氯化鎂時，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。

1.2鋼材材質(zhì)腐蝕

在熱電廠供熱管網(wǎng)運行期間，也存在鋼材材質(zhì)腐蝕問題，主要種類及原因如下：（1）孔洞狀腐蝕，此類問題出現(xiàn)的主要原因在于，受到機械應(yīng)力作用后所產(chǎn)生的腐蝕狀態(tài)，如外部撞擊作用下造成了鋼管表面防護膜損壞問題，從而導(dǎo)致表面損傷問題。（2）面下腐蝕，即鋼材料由于質(zhì)量問題（加重皮、夾層等），這也為介質(zhì)侵蝕創(chuàng)造了條件，從而導(dǎo)致面下腐蝕問題。

1.3應(yīng)力腐蝕

除上述提到的腐蝕種類外，供熱管網(wǎng)全生命周期運營中，也存在應(yīng)力腐蝕問題。此類問題是指在溫度應(yīng)力和腐蝕介質(zhì)的共同作用下，造成的腐蝕現(xiàn)象。具體體現(xiàn)在鋼管保護膜受損，影響到管材完整性。從實際應(yīng)用情況來看，應(yīng)力腐蝕問題的出現(xiàn)，主要通過介質(zhì)加熱、溶解氧溢出的途徑產(chǎn)生其他氣體，如二氧化碳、氫氣等，二氧化碳溶于水后也會形成酸性介質(zhì)，從而導(dǎo)致鋼管保護層出現(xiàn)侵蝕性問題。

2供熱管網(wǎng)全生命周期腐蝕控制技術(shù)

2.1腐蝕源識別環(huán)節(jié)

在上文中已經(jīng)提到，熱電廠供熱管網(wǎng)運行時產(chǎn)生腐蝕的源頭，可細分為內(nèi)部因素和外部因素。其中內(nèi)部因素包括換熱器結(jié)構(gòu)、供熱管道、膨脹節(jié)點等材料質(zhì)量、材料發(fā)展應(yīng)力等;外部因素則包括了各類腐蝕介質(zhì)，包括溫度、水中氯離子、溶解氧濃度、酸堿度、土壤介質(zhì)等。對此在腐蝕源識別環(huán)節(jié)，也需要做好腐蝕源中不同要素帶來的影響，分析過程中也會使用到大數(shù)據(jù)技術(shù)、信息技術(shù)，對于腐蝕源原因進行深層剖析，基于此來擬定恰當?shù)膽?yīng)對措施，盡快解決存在的腐蝕性隱患，從而起到延長供熱管網(wǎng)使用壽命的作用。

2.2材料篩選環(huán)節(jié)

在對材料進行篩選時，需要在確保材料使用年限的基礎(chǔ)上，著重考慮材料經(jīng)濟性，優(yōu)選耐用性材料，滿足管網(wǎng)安全運行的要求。在具體實踐中，應(yīng)注意以下內(nèi)容：第一，在供熱管道的應(yīng)用中，可選擇Q235碳鋼管道作為主要管道。如果管道管徑參數(shù)不超過DN200，那么管道可選用無縫鋼管;若管道管徑參數(shù)超過DN200，那么管道可選用螺旋焊縫鋼管，以滿足相應(yīng)的使用要求。第二，對于直埋敷設(shè)的供熱管道，為確保供熱過程的穩(wěn)定性，可選擇鋼管、保溫層與外護管緊密貼合在一起的預(yù)制管，在管道的外圍會選擇高密度聚乙烯或玻璃纖維增強塑料來提供保護，而保溫材料則選擇硬

質(zhì)聚氨酯泡沫塑料進行覆蓋，以減少供熱期間的熱量損失。

2.3管網(wǎng)設(shè)計環(huán)節(jié)

在熱電廠供熱管網(wǎng)設(shè)計環(huán)節(jié)，需要考量負荷參數(shù)、介質(zhì)參數(shù)、管網(wǎng)模式、敷設(shè)參數(shù)、水力計算、受力計算等內(nèi)容，從而提高管網(wǎng)設(shè)計結(jié)果的可靠性。從實際應(yīng)用情況來看，設(shè)計時應(yīng)考慮的內(nèi)容如下：①做好選材設(shè)計工作;②進行供熱管網(wǎng)的合理設(shè)計，降低應(yīng)力腐蝕、腐蝕介質(zhì)等問題帶來的影響;③篩選耐性更好的金屬材料或非金屬材料，來作為管網(wǎng)的覆蓋層;④做好電化學(xué)保護，常用的保護方式包括陰極保護技術(shù)、電流排除技術(shù)、陽極保護技術(shù)等;⑤選擇合適的緩蝕劑，使用藥劑來提升循環(huán)水水質(zhì)，以提高管網(wǎng)的耐腐蝕性;⑥做好清洗設(shè)計，常用清洗方法涉及到化學(xué)清洗、物理清洗，起到快速清理材料表面污漬的作用[1]。

2.4施工與安裝環(huán)節(jié)

在搭建熱電廠供熱管網(wǎng)時，也需要加強管材安裝與施工的管理工作，具體內(nèi)容如下：第一，在管道到貨之后，也需要及時做好驗收工作，內(nèi)容涉及到管道規(guī)格、壁厚、焊縫質(zhì)量等，其間會借助無損檢測技術(shù)來輔助檢測，待滿足質(zhì)量要求后才可以進行使用。第二，在管道防腐處理中，也需要嚴格遵循相關(guān)規(guī)定進行落實，并且在工程竣工驗收前，需要對管道進行徹底清洗，提前擬定好相應(yīng)的清洗方案，方案中明確具體的清洗方法、清洗技術(shù)規(guī)范、操作要求、安全性措施等，做好清洗記錄工作，待滿足要求后可以進行密閉實驗，滿足要求后可進入到正式運行階段[2]。

2.5運行管理環(huán)節(jié)

在運行管理環(huán)節(jié)應(yīng)注意以下內(nèi)容：第一，在常規(guī)運行中也需要做好管網(wǎng)巡視工作，搭配傳感器技術(shù)來及時獲取管道流量參數(shù)、壓力參數(shù)、溫度參數(shù)，及時處理發(fā)現(xiàn)的異常問題，確保系統(tǒng)運行過程的穩(wěn)定性。第二，等待供熱管網(wǎng)停止運行后，也需要在停用期做好保護工作，常用保護手段如下：①氣相保護技術(shù)，將保護氣體（如氮氣、含有緩蝕劑氣體）通入到管道中，待其濃度達到某一數(shù)值后可以在金屬表面形成保護膜，起到隔絕空氣和金屬接觸的作用。②液相保護技術(shù)，再循環(huán)水中添加保護液，從而確保供熱管道停用期間不會產(chǎn)生銹蝕[3]。

2.6檢測與檢修環(huán)節(jié)

進行到檢測和檢修環(huán)節(jié)中，應(yīng)注意以下內(nèi)容：（1）對于熱電廠新建的供熱管網(wǎng)，會在沿線節(jié)點布設(shè)傳感器，對于相關(guān)參數(shù)進行及時獲取，以提高滲漏問題發(fā)現(xiàn)過程的及時性。（2）對于服役的供熱管網(wǎng)，可以選擇容易出現(xiàn)故障的部位布設(shè)移動式裝置，從而提高檢測結(jié)果的可靠性，避免事故擴大化。（3）對于已經(jīng)出現(xiàn)滲漏的管道，如果泄漏量較小，那么可采用在線堵漏、做好記錄的工作，等待供暖結(jié)束后再進行檢修;若泄露量較大，那么需要暫停供暖，對其進行及時檢修，從而降低供暖問題帶來的負面影響[4]。

結(jié)束語

綜上所述，通過采取合理措施來加強熱電廠供熱管網(wǎng)全生命周期腐蝕控制水平，一方面，可以降低供熱管網(wǎng)腐蝕帶來的負面影響，另一方面，對于延長供熱管網(wǎng)使用壽命有著積極的意義。

參考文獻：

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[3]閆愛軍，劉少厚，徐國建，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.

[4]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.