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供水管網(wǎng)的腐蝕與防腐
（作者未知） 2011/6/22
供水管網(wǎng)所用管材一般分為金屬管材和非金屬管材，就目前管網(wǎng)來看,大管徑管道一般采用金屬管材，包括鑄鐵管、球墨鑄鐵管以及鋼管，小口徑管道一般采用非金屬管，包括給水尼龍管、給水PPR管，但仍有部分管道及管件使用鋼管或鋼制管件連接。由于北方冬季氣溫較低，一般干線管道和城區(qū)管網(wǎng)都是埋地敷設(shè)，這樣對管網(wǎng)的防腐要求就非常高，好的防腐可以避免因管道腐蝕而造成管網(wǎng)漏水，避免管道內(nèi)部增加摩阻，污染水質(zhì)，相反則給管網(wǎng)帶來很大麻煩，可見管道防腐對管網(wǎng)有多么的重要。
為了延長管道的使用壽命，避免金屬腐蝕，污染水質(zhì)，從世界上有供水工程開始，人們就對埋地金屬管道的腐蝕機理、防腐方法、涂層結(jié)構(gòu)等進行了不懈的探索與研究，已形成多種防腐體系。
一.管道的腐蝕
腐蝕是金屬在周圍介質(zhì)的化學(xué)、電化學(xué)作用下所引起的一種破壞。
金屬腐蝕按其性質(zhì)可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕�；瘜W(xué)腐蝕是金屬直接和介質(zhì)接觸起化學(xué)作用而引起金屬離子的溶解過程。而電化學(xué)腐蝕是金屬和電解質(zhì)組成原電池所發(fā)生的電解過程。金屬在土壤、水或潮氣等電解質(zhì)溶液中，一般都發(fā)生電化學(xué)腐蝕。埋地管道外腐蝕的原因比較復(fù)雜，一般歸納為以下3種原因：
（1）電化學(xué)腐蝕——由于土壤是固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)3種物質(zhì)所組成的復(fù)雜混合物，土壤顆粒間充滿空氣、水和各種鹽類，使土壤具有電解質(zhì)溶液的特征，埋地管道裸露的金屬（如涂層被機械破壞，微生物破壞等），就和土壤電解質(zhì)組成了原電池，導(dǎo)致金屬的電化學(xué)腐蝕。
（2）雜散電流對管道的腐蝕——由于外界漏電影響，土壤中有雜散電流通過管道，因而發(fā)生電解作用，使管道腐蝕。
（3）細(xì)菌作用引起的腐蝕——據(jù)研究，微生物參與腐蝕的過程中，不同種類細(xì)菌的腐蝕行為，條件各不相同，例如在缺氧土壤中存在厭氧的硫酸鹽還原菌，它能將可溶的硫酸鹽轉(zhuǎn)化為硫化氫，使土壤中H+濃度增加，加速了埋地管道的腐蝕作用。
對埋地管道腐蝕調(diào)查與研究表明，埋地管道外壁絕緣層的損壞是造成管道遭受土壤腐蝕的主要原因，為了保證管線長期安全生產(chǎn)，針對土壤腐蝕的特點，可以從以下幾個途徑來制止腐蝕的發(fā)生和降低腐蝕程度：
（1）選用耐腐蝕的管材；
（2）增加管道與土壤之間的過渡電阻，減小腐蝕電流，如采用石油瀝青、煤焦油瓷漆、粘膠帶、環(huán)氧粉末、三層PE等絕緣層，使絕緣層電阻較大，絕緣層的致密性很好（無針孔），從而把腐蝕電流減少到最小程度；
（3）采用電法保護（陰極保護和犧牲陽極保護），一般電法保護應(yīng)與絕緣層保護相結(jié)合，以減小保護電流的消耗。
二.管道的防腐
國內(nèi)過去多采用石油瀝青防腐層，近年來，我國陸續(xù)研究開發(fā)了聚乙烯夾克（兩層結(jié)構(gòu)）、熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層、聚乙烯膠粘帶和煤焦油瓷漆等防腐技術(shù)，取得了較好的防腐效果。但在實際應(yīng)用中，也暴露出這些防腐技術(shù)的不足之處，如兩層結(jié)構(gòu)聚乙烯夾克的粘結(jié)性較差，熔結(jié)環(huán)氧粉末層的機械性能較低，煤焦油瓷漆的環(huán)境污染問題以及聚乙烯膠粘帶的施工質(zhì)量難以保證等，因此，歐洲一些國家于上世紀(jì)80年代以來，研究開發(fā)并成功應(yīng)用了溶解環(huán)氧/擠出聚乙烯三層結(jié)構(gòu)防腐涂層技術(shù)，這是目前國際上認(rèn)為最先進的管道外防腐技術(shù)。
擠出聚乙烯包覆涂層，以其優(yōu)異的物理機械性能，良好的耐化學(xué)腐蝕性能，極低的水、氧滲透性和低環(huán)境污染，被公認(rèn)是當(dāng)前最有發(fā)展前途的防腐材料之一。但是，非極性的聚乙烯涂層與極性的鋼管表面粘接性差，為了解決這一問題，人們采用了多種方法。傳統(tǒng)的方法是在聚乙烯涂層與鋼管之間涂一層“軟基”瑪蹄脂或橡膠粘結(jié)劑或“硬基”聚乙烯共聚物底膠，形成兩層涂層結(jié)構(gòu)。而有些國家則采用高溫熔結(jié)聚乙烯粉末的方法，但無論是兩層結(jié)構(gòu)涂層還是熔結(jié)聚乙烯粉末涂層，都存在兩個缺點：一是陰極剝離強度弱，二是與鋼材的粘結(jié)性能低且不穩(wěn)定，尤其在較高溫度下更為明顯。為了更好地解決聚乙烯圖層的鋼管表面的粘結(jié)問題，以德國、意大利為代表的歐洲國家，于80年代廣泛采用了三層聚烯烴管道防腐涂層（以下簡稱三層PE）。這種涂層結(jié)構(gòu)包括：環(huán)氧底漆、共聚物中間層、聚乙烯外涂層，三層結(jié)構(gòu)防腐層將熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層和擠壓聚烯烴防腐層的機械特性等優(yōu)點結(jié)合起來，從而顯著改善各自的性能。對熔結(jié)環(huán)氧粉末涂層抗機械破壞性能弱的缺點得到彌補；使兩層結(jié)構(gòu)的擠壓聚烯烴防腐層，粘結(jié)性能差的弱點得到改善，大大提高了防腐層的抗陰極剝離性能和機械強度。
為了同時解決鋼管的外壁腐蝕、內(nèi)壁輸水質(zhì)量問題，可采用環(huán)氧類粉末涂敷鋼管。環(huán)氧類粉末涂敷鋼管是采用優(yōu)質(zhì)高頻焊管、螺旋焊管或無縫鋼管基體，以先進的流化床涂敷工藝，在鋼管內(nèi)外壁熔融涂敷無毒食品級環(huán)氧粉末涂料，具有國際先進管材的水準(zhǔn)，它的開發(fā)成功填補了國內(nèi)空白，是我國替代進口管材的首選（未完，下一頁）
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