给水管道腐蚀现象原因分析及预防.pdf

技术与经济 内蒙古煤炭经济 2 0 1 0年第 3期 给 水 管 道 腐 蚀 现 象 原 因 分 析 及 预 防 王天奎 。 张德林 ， 黄巧霞 ( 1 大雁矿业集团公司， 内蒙古呼伦贝尔0 2 1 1 2 2 ； 2 呼和浩特 市水文勘测局， 内蒙古 呼和 浩特0 1 0 0 1 0 ) 摘要： 给水管道经过长年 的运行 ， 由于物理 、 化学、 电化 学、 微 生物学 等作用， 沿管道 内壁会逐渐形 成不规 则的环， 在 本文中称之为“ 腐蚀沉积环” ， 它随着管龄不断增厚， 使过水断面减少。这样， 管道的水是沿“ 腐蚀沉积 环” 流动 。“ 腐蚀沉积 环” 的卫生状况， 将直接影 响供 水水 质。因此 ， 提高供水水质 ， 仅从改 进水处 理工艺或 加大投氯 量等措施是 不够 的， 而应该 从“ 管道卫生学” 的观 点研 究水质变化 问题 ， 提出改 善水质的方法。 关键词 ： 腐蚀沉积环 ； 给水管道 系统 ； 预防措施 中图分类号 ： T U 9 9 1 6 1 文献标志码 ： C 文章编号 ： 1 0 0 8 0 1 5 5 ( 2 0 1 0 ) 0 3 ， 0 0 4 2 0 2 管道腐蚀严重， 水质下降的问题是 目前困扰供 水企业的一大难题， 也是必须要抓而且要彻底解决 的现实问题。水对金周管道 内壁侵蚀可 以形成锈 垢。这种侵蚀作用一般分为化学腐蚀和 电化学腐 蚀。对于金属， 管道而言， 输送的水是一种电解液， 所以管道的腐蚀带有 电化学性质。对腐蚀速度影 响最大的是水 中的溶解氧含量。同时水的 p H值 也会 明显影响金属管道的腐蚀速度。此外， 溶解盐 类也是最常见的引起腐蚀的物质， 其中最主要的是 氯化物。铁管在水中腐蚀的电化学反应是 ： 首先在 铁管表面上的某一部位 ( 阳极部位 ) 腐蚀成铁 离子 进入渗液， 所释放的电子通过铁管传递到表面上的 阴极部位 ， 在 阴极 上可 发生 下列反 应 ： 析氢反 应 ； 氧化还 原反应 ( p H4的近 中性 和偏 碱性水 中) ； 高价金属离子还原反应 ； 金属沉积反应。如何 降低给水管道腐蚀速度对提高居 民的健康生活水 平， 减少企业的生严成本， 保证水企业的可持续发 展， 都具有重大的现实意义， 大雁矿业集 团热 电总 厂雁中第一水暖队负责大雁矿 区雁中区的给排水 和采暖工作， 目前雁中区已建成水管网 6 1 0 9万平 方米、 供水管线 3 8公里， 满足了全 区的用水需要。 但是由于过去在设计、 施工、 管材等方面的种种原 因。 使雁 中区部分给水管线 存在一定 问题。2 0 0 0 年以前铺设的无内衬管道腐蚀严重， 管道内壁结垢 现象 严重 ， 当水 压 水 量 波 动 时 就 容 易形 成 “ 红 水 ” ( 铁锈水) ， 严重影响了该区域 内的企事业单位和居 民的生产生活， 成了雁 中 区综合环境看 不见 的死 角， 该区域内的工矿企事业单位及居民要求改善水 质 的呼声强烈。 一 、供水管道腐蚀的现状 为什么该 区域内的水质较差? 自来水在输送 过程中受到管道的“ 二次污染” 是主要原 因， 引起 “ 二次污染” 的主要原因又是管道腐蚀产生的锈蚀 物。为此， 我们对雁中区的供水管道 ， 根据不同的 使用年限， 不同的管材、 管径等因素， 选择了几个调 查点， 对管道 内壁的腐蚀情况进行了取样调查， 从 调查的情况分析， 凡是没做 内衬的管材， 使用 5年 以上均严重锈蚀， 尤其是普通铸铁管材更为明显， 结出 5 c m高 的锈镏。从主干管路 中取 出的锈块， 直径甚至有 6厘米， 可见管道腐蚀的严重性。供水 管道 内部严重的腐蚀结垢， 在流速偏低或滞留水的 管 网末端 ， 一 旦管 内水流改 向或 突然加快 时会 引起 水浑浊、 发黄。内部结垢还造成管径断面缩小， 有 的 DN1 0 0管的断面仅相当 D N5 0管的断面或者更 小， 严重影响管网水质及输水能力。管道缩径很厉 害， 影响水质水压。 加大了管网运行负荷。雁中区 管 网早期( 1 9 9 5年以前) 铺设的供水管道 所使用的 管材大都以普通铸铁管和镀锌钢管为主。 并很少有 内衬。其 中铸铁管 直径为 DN1 5 0一DN 2 5 0 ， 管线 长度约 3 0 0 0 m。通过分析调查， 这些受腐蚀管线就 是矿区供水水质 的最大污染源， 也成了雁中第一水 暖队的一块心病 。 二 、 管道产生锈蚀后的危害 1 管内锈蚀对供水水质的影响 由于长期受到水的腐蚀作用， 管 内壁上生成一 种含有多种成分和细菌的“ 腐蚀沉积环” ， 它的厚度 收稿 日期 ： 2 0 1 00 1 2 5 作者简介 ： 王天奎、 张德林 ， 现在大雁矿业集团任职 ； 黄巧霞 ， 现在 呼市水文勘测局任职。 4 2 技术与经济 内蒙古煤炭经济 2 0 1 0年第 3期 主要受水质、 管道 材料和使用 时间的影响， 这 些锈 垢上所含的多种成分和细菌， 会溶于水 中， 使水质 受到 “ 二 次污 染 ” 。还 有 管 道 结垢 后 ， 水 质 “ 二 次 污 染” ， 使水中余氯被有机物消耗殆尽， 所以细菌的总 数增加 ， 在这些细菌中有病原菌， 也有对管道 起腐 蚀作用的细菌。这些各种各样的细菌， 有的严重影 响水质。 有的则加剧 了管道腐蚀 ， 从而缩短管道的 使用寿命。 2 管道锈蚀降低输水能力， 企业能耗增高。管 道内“ 腐蚀 沉积环” 的逐年加厚， 不仅影 响供 水水 质， 还严重影响原有管道的过水 断面 ， 降低输水能 力。 也使管道阻力增大 ， 而造成供水压力下 降。为 了保证供水服务的水压， 必须采用高扬程水泵来加 大水压， 这不仅浪费电能， 也会增大漏失水量 。例 如有约为 1米 DN 2 0 0的管道使用 1 O年后就 可能 产生 1 5公斤 的铁锈。因此， 清除管道锈 蚀， 并 防 止其再生锈， 不仅能提高输水能力， 更可提高供水 水质， 改善雁中区形象。哈尔滨工业大学的专家经 过实地论证后认为 ： 对雁中区部分腐蚀严重的供水 主管线进行翻新， 是改善该区域水质的唯一途径 。 三、 解决管道腐蚀的技术方法 雁 中区腐蚀严重的供水管道 以一矿附近为多， 集中在福星商场一带， 重新铺设管道对城市破坏较 大， 而且费用不菲。 目前比较成熟的免开挖管道修 复技术除了能保证管道的使用寿命外 ， 还减少了对 城区的破坏， 成本也较新铺设管道低， 是解决供水 管道腐蚀问题的行之有效的新方法。 目前在深圳、 武汉、 济南等三 地有成功 应用。主要 的技术 方法 有 ： ( 一 ) 刮 管方 法 1 高压射流法 这种方法 ， 可以不需要断管面而利用管道本身 的一些附属设备进行除垢。使用的喷头直径很小， 喷射出水流的除垢效果距离喷头越近越 好。所 以 清洗管道的 口径适合中、 小型管道。 2 机 械 刮管 机械刮管的施工长度， 一般每次可刮管 1 0 0 1 5 0 m， 对于较长距离的管道要分成若干个清洗段， 分别断开， 逐段 实施 ， 从而增加人工开挖工程量和 施工 停水 时 间 。机械 刮管 涂衬 每进 行一 个工 作 段 ， 需要断管、 刮管、 涂衬、 水泥砂浆养护、 冲管等多道 工序， 一般要 57天才能完成。 3 弹性冲管器法( P o l y P i g清管法) P o l y P i g意思是利用充气的特制工具来刮掉 管道 内壁附着物。使用 P o l y P i g清洗管道， 可针 对软硬不 同的锈蚀、 结垢， 选用不同形式的清管器。 既可除掉管道 内的锈蚀结垢物， 也能对新排管道通 水前进行清除， 并且节水、 高效。P o l yP i g清管方 法适用于 D N1 0 0以上的各种 口径管道 除垢工 作， 一 次清管长度要 由几十米到几千米， 只要管道没有 变径， 可通过任何角度 的弯管和 阀门( 除蝶阀外) ， 进行长距离清管 。清管 时施工停 水时 间短。 一般 1 0 0 m 的管道 ， 只用一 天 就可 以清 洗 干净 ， 并恢 复供 水。弱点是 目前国内还没有与其配套的衬里技术， 另外， 除锈效果也不是很好。 4 空气脉冲法 这种方法利用气水混合物不断变换压力使管 道 内壁附着物脱落， 是一种特别适合城市供水管道 内除锈的方法。除锈是管道翻新的基础。另外， 从 外地成功经验看， 单纯利用一种方法的效果都不大 理想。故应针对管道内结垢成分进行调研后 ， 才能 找 出一种 行之 有效 的 方法 。 ( 二 ) 管道 衬 里 的方 法 和类 型 旧管道刮管除锈后的管道衬里可使旧管道恢 复原有输水能力， 延长管道 的使用寿命， 这项工作 是非常必要的， 但刮管 以后如不进行涂衬的管道， 通 水后的腐蚀速度是非常快的。 1 水 泥砂 浆衬 里 水泥砂浆衬里靠 自身的结合力和管壁支托， 结 构牢靠 ， 其粗糙 系数 比金属管小。 对管壁能起到物 理性能保障外， 也能起到 防腐 的化学性能， 因水泥 与金属管壁接触， 形成很高的 p H值。 2 环氧树脂涂衬法 环氧树脂具有耐磨性、 柔软性 、 紧密性， 使用环 氧树脂和硬化剂混合后的反应型树脂， 可以形成快 速 、 强劲、 耐久 的涂膜。环氧树脂一次喷涂的厚度 为 0 5 一l mm， 便可满足防腐要求。使用速硬性 环 氧衬涂衬后 ， 经过 2小时 的养护， 清洗排水后便可 使管道投入运行。 3 内衬软 管法 用内衬软管法来解决旧管道防腐的方法， 有滑 衬法、 反转衬法、 “ 袜法” 及用 P o l yP i g拖带聚氨 酯薄膜的方法等。 这些方法都能形成“ 管 中有管” 的防腐形式， 防腐效果非常好， 在长距离无支管 的 情况下特别适用， 但不适合城市供水管道 。利用不 开挖技术对管道进行翻新， 在保证管道使用寿命的 前提下改善水质， 是一种行之有效的城市地下管道 施工技术。根据外地经验， 非开挖技术与新铺设管 线造价相当， 但避免 了对建成 区的破坏， 对环境影 响也较少。我们的具体做法是 ： 对雁中区部分腐蚀 严重的管线( 约 3 0 0 0 m) 进行翻新， 全部采用具有环 氧树脂涂层衬里的管材。此项工程大约需 1 年左 右时间完成。旧管道内沉积和锈蚀的 日益严重。 不 仅降低了供水能力， 还导致管道 内水质恶化， 影 响 区域形象。因此， 加强给水管道的科学管理， 正确 解决管道内的沉积锈蚀。 利用管道的刮管与涂衬， 是提高效益、 节约资金 、 搞好服务的一项重要措施， 它既能改善供水水质， 又可延长管道的使用寿命， 有不容忽视 的经济效益和社会效益。 ( 责任 编 辑 ： 陈 文明 ) 43 - 标准分享网 w w w .b z f x w .c o m 免费下载