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给水管道腐蚀现象原因分析及预防对策

发表时间：2021/8/9 来源：《时代建筑》2021年4期2月下作者：曾海鹏

[导读] 供水管道在运行时，管道内侧会受到化学作用、电化学作用以及微生物等作用的影响，供水管道内壁会逐渐出现一个形状不固定的环状腐蚀层，直接影响供水质量。为了使水质变好，从常规视角出发，仅改善水处理工艺或者增加氯气的用量是不够的。因此，我们还可以从“管道卫生”的角度来观测水质变化，并做出提高水质的措施。

上海晋泓水利工程有限公司曾海鹏

摘要：供水管道在运行时，管道内侧会受到化学作用、电化学作用以及微生物等作用的影响，供水管道内壁会逐渐出现一个形状不固定的环状腐蚀层，直接影响供水质量。为了使水质变好，从常规视角出发，仅改善水处理工艺或者增加氯气的用量是不够的。因此，我们还可以从“管道卫生”的角度来观测水质变化，并做出提高水质的措施。
关键词：管道腐蚀；给水管道系统；预防措施
        引言
        供水管道腐蚀是给水系统中必然存在的问题，管道长时间处于水流浸泡环境中，微生物滋生、金属零部件锈蚀等都会导致管道发生腐蚀，而管道被腐蚀之后，形成的腐蚀物质会混杂在水流中一起进入到用户的水管中，导致水质受到污染，影响用户的用水，甚至威胁用户的身体健康。因此，研究给水系统管道的防腐对策及腐蚀后的修理技术成为给水系统建设的重要内容。
        1项目概况
        南汇北水厂一期工程位于上海市浦东新区周浦镇，位于S2高速公路东侧、周祝公路北侧，东面边界为现状河道，北侧为棋瓦路。规划总用地面积约94000 平方米。南汇北水厂一期工程建设规模为供水20万立方米/天，远期规模为30万立方米/天。水源为青草沙水源地水源。本工程采用混凝、沉淀、过滤、消毒的常规净水工艺。建（构）筑物主要有机械混合折板絮凝平流沉淀池、砂滤池、排泥水处理综合设施、加药间、清水池、二级泵房、吸水井、综合楼等。
        在项目跟进的过程中发现，由于现场实际情况与理想的施工条件存在较大差异，管道的排列方式、施工方法也需结合实际情况，因地制宜，但现场条件的制约使得供水管道成型后存在多处不妥。其中，没有设置内衬的供水管道内侧受到的腐蚀尤为严重,特别是管道的焊接部位，在管道内侧，存在较为严重的结垢物,在管道水流压力增大时，就会扰动水锈，红色的水锈参杂在水流中，严重影响了供水质量。
        2水管道腐蚀的现状
        该地区水质差的原因是由于运输过程中自来水在管道中长期流动，产生水垢，并腐蚀了管道，并且还会造成“二次污染”。为此，我们根据供水管道的使用寿命、管材、管径等选择了几个测点，并对管道的腐蚀情况进行了取样。供水管内部严重腐蚀和结垢处，管道内过水截面积减小，甚至还有铁锈、水垢淤积在管网末端，当管道中的水流改变方向或突然加速时，水变得浑浊。管道内部污染减小了管道的直径，这会严重影响管网的水质和供水能力，并增加了供水管道的工作负荷。水管初次安装时使用的管子大多是普通铸铁管，而且多为焊接连接。通过分析和调查，这些管道的焊接部位成为了一大污染源，也成为了易渗漏的敏感部位。
        3管道产生锈蚀后的危害
        3.1管内锈蚀对供水水质的影响
由于管道受到水的长时间浸泡、腐蚀，在管道的内壁上形成了多种腐蚀物和细菌。而这些腐蚀物和细菌，能够溶解于水中，从而导致水质受到污染。
另外，在管道受到污染之后，水中残留的氯被有机物消耗，从而增加了细菌数量，其中包括多种致病菌以及细菌，这些细菌对水的质量带来了重要影响，也会降低供水管道的使用寿命。
        3.2管内锈蚀降低了供水能力
        管道内壁生成的锈会使供水能力大大降低，并增加了供水的能源消耗。管道中的腐蚀物逐年变厚，使得供水管道的横截面减小，导致供水能力下降，从而在供水过程中需提供更高压力，才能满足供水的需求量。为了确保供水压力，有必要通过使用高扬程泵来增加水压，这就需要消耗更多的电能。
由此可见，去除管道中的铁锈并阻止其返锈，能够有效增大供水能力，而且还能改善水质。
        4解决管道腐蚀的预防措施
        重新铺设管道对城市造成了很大的破坏，而且费用很高。目前，较为成熟的免开挖管道修复技术不仅保证了管道的使用寿命，而且减少了对城区的破坏，且成本比新建管道低，是解决供水管道腐蚀问题的有效途径。
        本文将结合南汇北水厂一期工程的实际施工情况对其管道腐蚀的解决提出以下优化措施：
        4.1管道制作的前期质量控制
        第一，防腐所选用的钢管的质量必须达到钢管标准，采购的钢管材料需要具备内部标识，在内壁上，至少要能清晰的明确其管号、炉号以及长度等基本信息。钢管在检验时一定要对其严格检查，全部的钢管都需检测其坡口损伤、划伤、凹痕以及腐蚀坑等损坏。

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另外，采购的钢管材料还需要做好进场检测，符合设计要求方可用于项目。
        第二，要尽量提高焊接质量，其方法有：管道在车管制作，尽量避免在现场制作等。需要格外注意的是管道焊接坡口的焊前与焊后处理，将其打磨除锈，去除杂质，坡口的宽度和深度都要符合设计要求。
        第三，要注意对防腐层材料的选取，防腐层所有的原材料——FBE、AD和PE，于正式出产之前都需进行重要性能指标检验。
        给水管道常用的防腐措施有：环氧陶瓷防腐涂层、水泥砂浆衬里防腐和复合防腐层。
        1）环氧陶瓷防腐涂层：环氧陶瓷是一种新型的防腐涂料，主要用于铸管和钢管衬里，在经济发达国家已逐渐取代水泥砂浆衬里。到2012年，国内多家大型制管厂利用该技术生产生活给水工程用环氧陶瓷内衬铸铁管、钢管及管件，并出口中东、东南亚等多个国家。
        2）水泥砂浆衬里防腐：水泥砂浆衬里防腐是将水泥、砂和水按一定比例混合，作为内涂层的一种常见防腐做法。水泥砂浆在制作时，往往掺入一些外加剂如微泡沫、防水粉等，以提高其易性和粘度。适用范围：主要适用于生活饮用水和常温工业用水的输水铸铁管和储水箱内壁防腐。
        3）复合防腐层：重防腐层由底部、中部和表面结构组成。表面处理采用喷砂或喷砂除锈；底涂层一般选用富锌涂料，包括：无机富锌涂料和有机富锌涂料，具有阴极保护作用；厚浆环氧云母氧化铁涂料或环氧玻璃鳞片涂料的中涂，厚浆涂料的耐水性、化学介质、耐候性的表面涂层，包括聚氨酯、有机硅、氯橡胶和环氧涂料等。
        4.2现场管道施工质量控制
        4.2.1做足施工前期策划
        在正式施工之前，做好施工方案设计，结合施工的实际情况和建设合约的规定，合理划分施工阶段，每一个施工阶段又可以分为若干个任务，对这些任务也同时进行进度规划，将施工变得标准化和流程化。制定好施工计划之后，还需要对施工计划的执行情况进行监督管理，避免进度计划名存实亡。建立严格的管控机构，对每个阶段的施工情况开展定期验收，保障各个阶段的施工质量。
同时建立施工进度电子档案，对施工全过程进行数字化记录，及时寻找出施工中存在的问题加以解决，在管道施工过程中，也可以根据施工进度档案快速找到有关的责任人，进行维修和追责。
        4.2.2加强施工期间的管理，特别是施工期间专业技术人员和机械设备的管理
        在给水管道施工的过程中，需要发挥人与设备的组合优势。施工中，需要我们的专业技术人员操作这些机械设备，而这些机械设备有着严格的使用技术要求，需要专业技术人员持证上岗才允许操作，而技术人员的操作水平和设备状态是影响管道施工质量的重要因素。所以，需要加强施工技术管理，对施工阶段的每一项具体工作都进行详细分析，即选用专业的技术人员和专业的机械设备，形成人、机优势组合，精准解决施工中的技术难题。
        4.2.3 管道制作、拼装与安装技术
        我们可以采用工序前置的方法，把需焊接的管道尽量放在工厂车间里完成，把多根管道焊接拼装在一起，形成一个分段（或称模块），并且在车间里进行焊接质量检查检验，做好各分段内管道内外侧的防腐层。然后，对管道进行编号确认，封口保护。
        各分段运抵施工现场后，根据分段编号进行预拼装作业，超出精度范围外的管道应进行现场修整，并现场焊接、打磨、焊缝检验、防腐处理。
然后按照既定的施工方案依次进行管道的安装作业，管道吊装摆放到位之后，则需要进行焊接或螺栓连接，焊接时要注意避免损害防腐层。安装完成之后，必须再次仔细检查管道的安装是否合理，防腐层是否有损伤，万一发现不妥之处，必须要进行补救处理，确保安装正确和防腐层完好后才能进行土方回填。
        5结束语
        综上所述，长时间使用的给水管道的内侧壁上的锈垢越来越多，使给水管道运输水的效率大大下降，并且还使水的质量下降。因此，对供水管道的制作前期的处理尤为重要，我们在前期阶段采取措施，合理施工，把管道腐蚀的隐患减到最小才是上策，特别是对管道焊接部位的处理，必须严格施工，精心保护，这样才能有效地预防并减少给水管道内形成腐蚀物。
参考文献：
[1]张鸿鹏.给水管道腐蚀原因及防护措施探讨[J].全面腐蚀控制,2021, 35(03):110-111+122.
[2]马云峰.自来水管道内腐蚀对管网水质的影响探讨[J].全面腐蚀控制, 2020,34(08):118-119.
[3]夏鹏.给水管道防腐技术研究进展[J].建材与装饰, 2020(13): 83-84.