腐蚀是金属管道的变质现象,其表现形式为生锈、坑蚀、结瘤、开裂或脆化等。管道腐蚀不但造成了管道漏水、管道阻力增大、输水能力降低、能耗增加等问题,还会引起水质污染。由于给水管网的投资占给水工程总投资的比例很大,因此,防止管道腐蚀、延长管道的使用寿命,是降低管网运行费用的重要措施。
按照腐蚀过程的机理,可分为不产生电流的化学腐蚀和形成原电池而产生电流的电化学腐蚀。给水管网在水中和土壤中的腐蚀,以及电气铁路、各种电气设备接地等散布的杂散电流引起的管道腐蚀,都属于电化学腐蚀。
影响管道电化学腐蚀的因素有很多,如水中溶解氧浓度越高,腐蚀越严重;但对钢管来说,在内壁产生保护膜的可能性也越大,若保护膜能够完全覆盖管壁,反而可减轻腐蚀。水的pH值越低,腐蚀速度越快;pH值高时,因金属管壁能够形成保护膜,腐蚀速度减慢。水的含盐量越高、流速越大,腐蚀速度越快。
防止给水管道腐蚀的方法有以下几种。
一、采用非金属管材
如预应力钢筋混凝土管、塑料管、玻璃钢管等。随着镀锌钢管逐步退出建筑供水领域,室外给水管网中使用钢管的几率也会越来越小,采用非金属管材的范围会越来越大。
二、在金属管的内外表面上涂盖防护层
涂盖防护层的目的是避免金属与水或潮湿土壤直接接触。一般给水灰铸铁管和球墨铸铁管的内外壁在出厂前已涂沥青防腐层,但国外在使用时,仍用塑料薄膜松包或在管外加装塑料套。埋地钢管应根据周围土壤的腐蚀性,选用正常防腐层、加强防腐层或特强防腐层。管内壁防腐涂层的种类较多,有树脂、沥青、油漆、内衬软管、水泥砂浆等,根据使用经验,水泥砂浆的防腐效果较好。
三、阴极保护(www.xing528.com)
阴极保护只能用来保护水管的外壁免受土壤侵蚀。根据电化学腐蚀原理,两个电极中只有阳极才受到腐蚀,因此阴极保护就是使金属管道成为阴极,以防止腐蚀。
阴极保护有两种方法:一种是不用外加电流的阴极保护法:使用还原性比铁强的金属材料,如镁、锌、铝等作为阳极,将其埋于地下,隔一定距离用导线把阳极与管道(阴极)相连接,在土壤中自然形成一个大的电路,结果是阳极金属受到腐蚀,钢管或铸铁管得到保护,如图7-1所示。这种方法常在土壤电阻率低、缺少电源和管道涂层良好的情况下使用。
另一种方法是应用外加直流电的阴极保护法,如图7-2所示:将废铁等埋在金属管道附近,作为阳极,与直流电的阳极相连接,电源的阴极接到管线上。电流由直流电源经电缆流向人造废铁阳极,再经土壤流入被保护管道,从管道经电缆流回电源的阴极,这样被保护的管道成了阴极,因而防止了土壤对管道的腐蚀。这种方法在土壤电阻率较高或金属管道外露时使用较为适宜。
图7-1 不用外加电流的阴极保护法
图7-2 应用外加电流的阴极保护法
要注意的是,管道表面涂盖防护层往往与阴极保护法同时采用,这样才能取得较好的防腐效果,而且经济上比较合理。
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