金属管道的腐蚀及防腐对策

目录一、金属管道腐蚀的危害11．金属管道腐蚀程度鉴别 (2)2. 金属管道的腐蚀及使命 (2)3.管道腐蚀实例及分析 (5)4.金属管道腐蚀的危害 (8)二、金属管道腐蚀的原因1．化学腐蚀 (8)2．电化学腐蚀 (9)3．其它原因 (10)三、防腐对策 (10)1．做好金属管道的防腐层处理 (11)2．合理选用管材及阀件 (13)3. 合理设计 (13)4.精心施工，严格按规范操作 (13)5.加强运行维护管理 (14)6.质量控制及检验 (14)结论 (19)致谢 (21)参考文献 (22)金属管道的腐蚀及防腐对策摘要介绍了金属管道腐蚀的危害及实例。

简述了化学腐蚀、电化学腐蚀和由于安装原因造成的管道腐蚀，提出了覆盖层保护法，加强运行维护管理和精心施工，合理选用管材管件等防腐措施。

关键词：金属管道化学腐蚀电化学腐蚀防腐质量控制一、金属管道腐蚀的危害金属及金属管道腐蚀是一个世界性的问题。

用于建筑设备配管的金属管道由于直接接触各种易产生腐蚀的介质，其腐蚀问题尤为突出。

建筑设备配管的金属管道按材质分主要有钢管（含镀锌钢管）、铸铁管、不锈钢管、铜管、铝管等，按用途分有生活、生产的冷、热给水管、蒸汽及其它气体、污废水排水、凝结水、消防给水管等。

因钢管的用量最大、最容易腐蚀，本文将予以重点讨论。

1.1 金属管道腐蚀程度的鉴别方法可用表1 来表述（指安装前内外壁检查）。

1.2 金属管道的腐蚀及其使用寿命腐蚀将严重影响金属管道使用寿命。

随着时间的推移，金属管道的腐蚀是不可避免的。

即使做了防腐涂层，其涂层也会逐渐老化而丧失其防腐蚀性能。

金属管道的腐蚀有多方面因素，主要原因可用表2 来表述。

表2 金属管道腐蚀的主要原因主要原因相关因素材料的性能管道管件的材质设计选用标准配管方法和防腐措施施工及验收标准施工方法和质量监督验收维护及检修标准运行维修管理及实施运行条件管内流体性状、环境影响建筑物条件配管位置、建筑物用途我国目前尚未对设备管道的使用年限作出规定。

而使用年限的概念对于设计、施工和运行维修人员来说是很重要的。

现将日本耐久委员会有关标准摘编为表3。

管道的实际耐用年限（y ）可按下式求得：Y= Yb ABCDEF式中Yb———管道的标准耐用时间a，)；A———配管方法系数，例如螺纹连接为0.7；表3 建筑设备管道的标准耐用时间YbB———设计标准系数，良好设计为1.2，一般设计为1，不良设计为0.8 %；C———施工标准系数，精心施工为1.2，一般施工为1，不良施工为0.8 %；D———维修标准系数，进行水处理为1.2，定期维修为1，不维修为0.8 %；E———用水量系数，正常水量为1.0，水量过多为0.8 %；F———场地和环境系数，条件特差水质为0.8 %，地下埋设时，一般地区普通水质为1.0，一般地区特差水质为0.8 %，地区及水质皆差时为0.6。

B1.3 管道腐蚀实例及分析金属管道及容器的拆装、维修和用户回访情况看，腐蚀是普遍存在的，其程度与使用年限，材质优劣，施工及维修质量，安装环境等均有密切联系。

使用年限超过10 年的镀锌给水管，管内壁普遍出现锈蚀，热水管尤为严重，螺纹接头处严重被蚀至折断；镀锌不良（俗称冷镀锌）的管道使用不到3 年即到处穿蚀漏水，不得不更换；有的未做相应处理，管内壁锈蚀及结垢严重；有的维修管理无人过问，管壁层锈成块状脱落，阀门开关不灵，直等到系统无法运行时才进行大修；有的管道长期处在恶劣环境中受腐蚀而不加保护，大大降低管道使用寿命；有一实例是对安装仅2 年的消防给水钢管进行改造，在放水拆除时，排出的水呈黑色，经冲洗0.5H 后，水才开始清澈，可见锈蚀之严重。

总的看来，钢管腐蚀最严重，镀锌钢管略有改善，铸铁管有不同程度腐蚀，但比钢管要好。

铜管及不锈钢管（少量）多为运行管理人员重视，经常擦拭，表面很少见腐蚀，但在小型冷库的铜管曾发现有绿色锈斑，显然与维护不良有关。

日本的石田繁夫曾对84个工程实例的各种管道设施的腐蚀情况作过详细调查，其中有不同工程（办公楼、商店、住宅、旅馆、医院、工厂、银行、新闻社），不同管材（钢管、镀锌钢管、铸铁管、不锈钢管、铜管、塑料管）和不同介质（冷、热水、冷却水、蒸汽、凝结水、排水），结论是：金属管道腐蚀普遍存在。

他指出：“这都是一些失败的例子。

但就是现在，我们仍有这一类过失。

”言外之意是，人们尽管在千方百计防止金属管道腐蚀，但要完全消除腐蚀，至少现在还不可能。

将石田繁夫调查的情况作一分析，对认识管道腐蚀还是有一定帮助的。

现在按不同管材来加以综述。

案例一没保护层小区管网连爆6次郑州市正式供暖一个多月以来，一入住十多年的小区已连续爆管6次。

昨日下午，河南商报记者来到该小区，发现不少楼梯间的入户热力管网、阀门出现严重锈蚀，不少入户阀门已更换。

负责该小区供暖的专管员苗师傅介绍，由于小区入户管网没有任何保护层，腐蚀得太厉害，出现漏水，需要把入户管子截掉，换成新管子。

“这样会影响用户的正常使用，为不耽误使用，我们先用管箍把漏点堵住。

”苗师傅介绍，在这个小区，这种情况非常多。

“有些地方，阀门都锈了，根本开不了或者关不住。

”苗师傅称，前几天，该小区幼儿园附近的管网爆了，他们把管网挖出来一看，锈得很厉害。

“往地上一摔，铁片成片地往下掉，用螺丝刀往管子上面一捅就是一个窟窿，薄得跟易拉罐似的。

”案例二乱加工业盐管网受“内伤”在郑州市经三路附近一小区，庭院管网也出现不少问题。

郑州市热力总公司枣庄供热分公司一位负责人介绍，该小区也是管网腐蚀严重，漏点较多。

该负责人称，该小区庭院管网除管道外层被腐蚀外，内层腐蚀也很严重。

“我们在小区巡查时听说，以前，维护人员不专业，以为直接往水里加盐有好处，直接将工业盐加到水箱里了。

”该负责人称，工业盐能软化水，但腐蚀性很大，“一根铁丝放到盐水里，很快就会被腐蚀。

”该负责人称，正因为如此，小区管网“内伤”严重，被腐蚀得特别厉害。

银川市湖滨花园一住户在装修房子时，将燃气管道和计量表封进水泥层，导致管道锈蚀燃气泄漏，形成重大安全隐患。

11月30日，哈纳斯天然气公司客服人员在上门安检中检测到燃气泄漏情况，要求该住户立即整改。

（1）镀锌钢管从使用1年到17年的，共10例，均有不同程度腐蚀，其中有1 例埋地安装仅1 年就因局部腐蚀而穿孔；装在室内的消防管，因使用频率不高，内壁锈蚀严重，出现瘤状物，但未穿孔。

（2）钢管从使用6个月至15 年的(5 例，内壁均全部腐蚀，其中4 例为使用!18 年的蒸汽凝结水管，管壁明显减薄。

另1例使用6个月的冷却水管在水泵吸入侧的内壁全部出现黑色腐蚀，且有剥离。

（3）铸铁管用于冷却水1例，使用6个月，外观未见异常，内壁有黄色结晶物，这是排烟中的,SO2溶于水中所致。

（4）铜管13例，运行时间从3个月到16年3个月，多数为冷热水给水管。

其中1例2年10个月的黄铜管因脱锌而产生腐蚀，立管因应力破裂而漏水；一例运行到6 年，因脱锌腐蚀而折损。

紫铜管6 例，使用.9年到16 年，出现不同程度不同深度方向腐蚀，或受重复应力破损而出现漏水部位；青铜管用于给水隔屏时，运行( 5个月，出现溃蚀。

（5）不锈钢水管、水槽及水箱6 例，运行9个月至2年6个月，其中运行1年至2 年6个月的水槽，在气层部位有因残氯蒸发而引起腐蚀；6个月至2年的热水管法兰盘出现应力裂缝漏水和小孔腐蚀。

1.4 金属管道腐蚀的危害（1）管壁厚度减薄，降低了管道的承压能力，严重时会低于设计压力，产生爆管，带来严重后果；（2）管内壁沉积锈蚀物或结成瘤状物，增大管内壁的摩阻系数，减少管道的有效截面积，降低流量；（3）管道锈蚀穿孔时，导致介质外流，造成污染并产生经济损失；（4）严重锈蚀系统会造成阀门、水泵、减压阀等过水设施出现渣滓沉积卡堵，导致系统不能正常运行直至瘫痪。

消防系统的消火栓可能打不开，自动喷淋头可能被堵死或喷水强度大大减小，不能达到灭火效果。

（5）严重锈蚀系统不但影响生产生活的正常进行，还会损失工料，破坏建筑构件及装修，造成经济损失，必须拆除更新。

（6）给水管道系统腐蚀时，会污染甚至严重污染水质，影响使用，危害人体健康；用于生产时，会对产品产生不利影响。

二、金属管道腐蚀的原因金属腐蚀是指金属与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀的过程。

基本上可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类。

此外，还有冲蚀、介质温度影响和生物腐蚀等，本文不作讨论。

2.1 化学腐蚀指金属单纯由于化学作用而引起的腐蚀。

例如金属在干燥空气中或非电解质溶液（酒精、汽油、苯等）中的腐蚀。

例如铁在高温下跟氧气直接反应产生氧化铁（皮状），氯气与钢铁或其他金属直接反应而发生腐蚀；铁、铝、锌等在干燥空气中也可被氧化而形成一层氧化膜铝形成的AL2O3膜层比较致密牢固，有一定的隔离保护作用，可防止其下层金属接触腐蚀性物质而进一步被腐蚀，铁的氧化膜则质地疏松，容易吸水，反而促使下层金属腐蚀）。

总之，化学腐蚀的化学反应较简单，仅仅是金属跟氧化剂之间的氧化还原反应。

2.2 电化学腐蚀金属接触到电解质溶液，发生原电池效应，比较活泼的金属原子失去电子而被氧化，腐蚀过程中有电流产生，叫电化学腐蚀或电化腐蚀。

例如：钢铁在潮湿空气中，表面吸附一层薄薄的水膜，纯水是弱电解质，它能电离出少量的H+ 和0H-, ，同时由于空气里的CO2的溶解，使水里的H+ 增多。

结果在钢铁表面形成了一层电解质溶液薄膜，它跟钢铁的铁和少量的碳（或其它杂质）恰好构成了原电池。

因此，钢铁制品的表面就形成了无数微小的原电池。

在这些原电池里，铁是负极，碳是正极，这时作为负极的铁就失去电子而被氧化：Fe-2e=Fe2+ ；在正极，溶液里的*+ 得到电子而被还原，最后产生氢气在碳的表面放出：2H+ + 2e- = H2；这种腐蚀通常叫析氢腐蚀。

如果钢铁表面水膜酸性很弱或呈中性，在负极上也是铁失去电子而被氧化成Fe2+，而在正极上主要是溶解于水膜里的氧气得到电子而被还原：Fe-2e=Fe2+, 2H2O+O2+4e=4OH-,，这种腐蚀叫吸氧腐蚀。

从本质上看，电化学腐蚀和化学腐蚀都是铁等金属原子失去电子而被氧化的过程，而电化腐蚀过程伴有电流产生，化学腐蚀过程却没有，在一般情况下，两种腐蚀往往同时发生。

造成电化学腐蚀的外因主要是大气中的二氧化碳、二氧化硫、氨、氧等成分及材料表面的灰尘、锈蚀伤痕等。

内因则是金属材料的电位不同，化学成分及材料内部的组织的不均匀性等。

此外，相对湿度的因素也很重要，当达到金属材料内部临界湿度时，腐蚀速度将急剧增大（钢材的临界湿度约为70）。

需要说明的是电极电位高的银、铜等，不易失去电子变为离子，所以不易腐蚀。

锌、铬、镍等虽具有负电极电位，但在空气中能生成具有保护作用的氧化膜，使表面的电极电位向正的方向明显跃变（此现象叫钝化），因此也具有相当好的耐蚀能力。