常见的管路腐蚀形式及防护方法
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常见的管路腐蚀形式及防护方法
管路损坏
管路损坏通常是第一个表明发生了腐蚀问题的迹象。然而在许多案例中,这种管路损坏的迹象会明显存在几个月或几年了,只是一直被忽略而已。这种损坏可能是很微小的(针孔泄漏的形式),也可能是灾难性的;因为无论是水质损坏还是更换管路都会带来重大的经济损失。
管道维修
管道维修有各种形式,从使用临时性的夹具到更换整个管道系统。在许多案例中,不正视腐蚀问题的结果就是要面对多发性的故障或不断地进行维修,这会浪费很多的宝贵时间;因此应该从最开始就正确地面对问题,才能将腐蚀损害最小化。一个部位的单次失效或多发性失效往往是由于没有深入地查明隐藏的原因。绝对的信赖是会使我们变得轻松,但这也是一种失职。由腐蚀挂片提供的腐蚀速率数据,经常与那些明显的物理指标截然相反,如管螺纹泄漏和高锈沉积;高腐蚀条件持续有增无减从而产生了更多的修复问题。
管螺纹泄漏
每个管道的螺纹处都是一个固有的薄弱点,其带来的损失是要将大约50%的管壁切掉。通常管螺纹处泄漏是腐蚀问题的第一个迹象,这将促使我们进行进一步调查。而如果忽略了它而不采取任何解决措施,那么所有的管道间隔处就会发生与水相关的灾难性的损失
对于建筑或工厂负责人来说,大型管道干线的固有条件就是最令人担忧的,因为它都是采用的螺纹管,这通常会造成最大的损坏。即使管壁足够厚可以防止更大的损坏,但高的点蚀条件仍会导致螺纹任意区域的失效,尽管在这种情况下水可能是还是可以继续通过的。
管螺纹处发生的小泄漏、氧化铁的溶解和其他沉积物的堆积等腐蚀问题起初都会反映管道的外表面上,然而,事实上这是一个内部腐蚀的问题。
对于那些管壁不均匀且处于高腐蚀条件下的螺纹处,其情况更危险,这是因为管壁的均匀性降低了,从而无法为泄漏问题提供指示。所有形式的管螺纹泄漏,都存在潜在的螺纹失效的风险。
电诱导失效
只要是不同的金属连接在一起,就可能发生电化学腐蚀,其腐蚀程度极大地依赖于所处腐蚀条件和所处的管道系统。
例如,相较之冷冻水或消防系统用水,这种腐蚀更常见发生于开放的冷凝水和生产用水系统。这种腐蚀常发生在碳钢管道和铜阀门之间,其中镀锌碳钢管和铜阀门连接处尤为严重。在阀门处的蓝绿色沉积物和反面钢管与钢管连接没有泄漏的地方,提供了电流连通的条件。这是非常高发的、也是最普遍的腐蚀行为,这可能会导致大规模的失效和总管道分离。
在许多情况下,在碳钢管与黄铜阀门或铜管之间的螺纹泄露都自然而然地认为是由于电活性引起的,但事实上它是一个更大的、更具威胁性的高腐蚀问题导致的。在这种情况下,如果钢管简单地被更换为介电绝缘配件这将是一个昂贵的“误操作”;它会导致长期的、持续的高腐蚀行为以及最终整个系统的故障。
管道内部沉积物
管道内部生锈形成的沉积物通常称为腐蚀瘤,对于大多数管道系统来说它都意味着不可避免的死刑。它们是钢管由于发生了腐蚀而产生的一种轻且密度低的产物。一旦确定了高、不受控制的腐蚀条件下,内部沉积物会变成一个诱发点引起更大的深点蚀。
该类腐蚀最严重的情况通常发生在呈水平的、伴有低流速或死角的管线,这些地方特别容易沉积大量的沉淀物;当然垂直的管线和主立管线也会发生,只是没那么严重。
虽然高腐蚀瘤出现的区域是随机的,但实际上是高点状腐蚀或电池腐蚀的直接结果,其铁锈沉积的体积和高度正比于管壁损耗的深度和体积。
保温层失效
这可能与制造商的声明相违背,标准玻璃纤维保温材料并不能为低温管线提供一个有效的防水透气层。
水蒸气在管道外的二次浓缩凝结,通常是一种隐藏的管道外腐蚀条件。在冷水和双重温度系统中,外部腐蚀速率高达内部腐蚀速率的10倍或更多。几十年下来,那些隐藏的保温层失效可以会摧毁整个管道系统。
事实上在大多数情况保温层不是隐藏的,所以保温层失效问题应该是很容易被识别出来。保温材料的破碎、损坏、丢失可能应该作为一个值得研究的问题。当保温管的外表面出现水质变坏、管道滴水、水质变色或结晶等迹象,我们就应该进一步查找是否存在潜在的腐蚀问题。
铝和乙烯基外套这两种保温材料对于水分的迁移可以提供较小的阻力,但同时它们也会掩盖一些变色的迹象。此外,乙烯基外套的表面经常会凝结更多的水,从而产生更大的管道外腐蚀的威胁。
由于小直径管道本身壁厚较小,所以与其结合使用的保温材料就会较薄,则对于小直径管道其保温层的失效就成为了最大的威胁。而管内供水的低温进一步提升了这种威胁。
天气条件的损坏
在管道系统所有的腐蚀形态中,由于雨水、降雪、大气条件或冷却塔过喷等天气条件的损坏是属于比较容易预防的。因为这种管道通常是暴露在外面的、我们比较容易靠近,同时它的腐蚀行为总是那么明显,很容易用肉眼发现。
大部分由于天气条件的损坏导致的失效需要几十年才能发生一次,其原因也仅仅是维护不足造成的。当然,小直径管道由于其固有的较小的壁厚依然是最脆弱的。
垢下腐蚀
垢下腐蚀是一种最具代表性和破坏性的管道系统腐蚀。它通常被称为“电偶腐蚀”,具有侵略性和局部性的特征。
金属表面仅仅较小面积发生了垢下腐蚀就可能导致很深层的渗透和引发周边区域大面积的腐蚀。由于表面沉积、电势不均或其他引发机制等腐蚀因素的存在,都会引发个别的某些点位被侵蚀。
大多数情况下,点蚀会在整个金属表面进行扩展,最终造成金属表面的不规则的或非常粗糙的轮廓。当然也有一些个别的情况,坑洼会都集中在某个特定的区域,而设备的大多数金属表面看起来还是很新。
镀锌管是更加敏感的,在微生物攻击下常常发生垢下腐蚀。无论内部管道是否存在潜在生锈条件,但一旦有锈生成了这都在不同程度上提示我们存在许多潜在的问题。
垢下腐蚀是管道系统不可避免的死角,因此,有效地消除这些沉积物以便化学抑制剂可以进一步减少腐蚀的损失,必须被优先考虑。
保温层下的腐蚀
保温层下的腐蚀(CUI)非常普遍,但它通常很隐蔽。