集中供熱由于具有節(jié)能、環(huán)保的優(yōu)點.近年來得到飛速發(fā)展.規(guī)模不斷擴大。熱力管道作為集中供熱的主要設(shè)備.其運行狀況直接關(guān)系到整個供熱系統(tǒng)的供熱質(zhì)量。據(jù)調(diào)查.管道故障絕大多數(shù)上是由于管道腐蝕引起的.其中尤以土壤對管道外壁的電化學(xué)腐蝕最為嚴重。陰極保護是一種基于電化學(xué)腐蝕原理而發(fā)展起來的電化學(xué)保護技術(shù)。經(jīng)驗表明.陰極保護技術(shù)可以有效控制地下金屬構(gòu)件免遭電化學(xué)腐蝕。美國、日本和前蘇聯(lián)等發(fā)達國家早在上個世紀七八十年代就具有了較完善的管道陰極保護技術(shù)。在我國.陰極保護技術(shù)已成熟應(yīng)用于油氣管道.但在熱力管道防腐方面卻還處于初始階段.采用陰極保護技術(shù)也是將其他領(lǐng)域的經(jīng)驗簡單照搬于供熱管道上.沒有考慮熱力管道的特點。
熱力管道如今大多采用直埋敷設(shè)的方式。即管道直接埋于土壤之中。由于土壤中含有空氣、水分和能進行離子導(dǎo)電的鹽類，它作為一種特殊的電解質(zhì)為熱力管道的腐蝕提供了環(huán)境。熱力管道在土壤中的腐蝕屬于電化學(xué)腐蝕.依照電化學(xué)機理，管道金屬作為陽極失去電子發(fā)生陽極氧化反應(yīng).土壤中的離子接受電子發(fā)生陰極還原反應(yīng)。
和油氣等埋地管道一樣，熱力管道的腐蝕受土壤的不均勻性、含鹽量、含氧量、含水量、pH值、溫度、壓力和微生物種類等環(huán)境因素的影響。此外.由于熱力管道是雙線(供、回水)敷設(shè)并行且管道表面溫度較高、一年中有4～5個月處于高溫運行狀態(tài).熱力管道在土壤中的腐蝕機理如下：
1.1 電偶腐蝕
電偶腐蝕是指兩種不同電位的金屬相接觸時。耐蝕性較差(電位較低)的金屬成為陽極，腐蝕加速：而耐蝕性較高的金屬成為陰極，受到保護。對于熱力管道來說.由于供熱溫度的變化會產(chǎn)生熱脹冷縮的現(xiàn)象.管道受熱膨脹變形.受冷收縮發(fā)生斷裂.為避免該現(xiàn)象產(chǎn)生的破壞.一般會在管段上布置波紋管補償器。補償器由奧氏不銹鋼制成.與金屬管道焊接時.由于補償器和管道的電位不同.在周圍土壤和水分的電解質(zhì)條件下.熱力管道會被腐蝕。
1.2雜散電流腐蝕
熱力管道都是兩條(供、回水)或兩條以上的并行管道.并且相距較近.當一條管道進行電焊作業(yè)時.一部分電流就會通過土壤由一條管道流人另一條管道上.這時雜散電流流入部位.管道得到保護.過大的雜散電流流人會造成管道局部過保護.如果電位過負.會導(dǎo)致管道表面析出大量氫而造成防腐絕緣層損壞.進而導(dǎo)致腐蝕的發(fā)生和加�。憾s散電流流出的部位.管道以鐵離子的形式溶入周圍介質(zhì)中.因而管道發(fā)生腐蝕。雜散電流具有強度高、危害大、范圍廣、隨機性強的特點，往往造成熱力管道的嚴重腐蝕。
1.3氧濃差電池腐蝕
氧濃差電池腐蝕是地下管道最常見的腐蝕.管道的不同部位氧的濃度不同.在貧氧部位.管道的自然電位低.作為腐蝕原電池的陽極遭受腐蝕㈦。管道通過不同性質(zhì)土壤交接處時.粘土部位貧氧，易發(fā)生腐蝕。特別是在兩種土壤的交接處或埋地管道靠近出土端的部位腐蝕最嚴重。對熱力管道來講，氧濃差主要表現(xiàn)在管道底部與砂基接觸不良.在管道周圍和管道中心部位的透氣性差、氧濃度低，在周圍土壤介質(zhì)的作用下成為陽極被腐蝕。
1.4溫差電池腐蝕
供熱管道有長達4～5個月時間處于高溫運行狀態(tài).溫度的提高不僅會加快管道的腐蝕.且由于管道不同部位所處的環(huán)境溫度不同.有溫度差就會形成熱力管道所特有的溫差電池腐蝕。一般而言，靠近換熱站的管道溫度高，成為陽極。遠離換熱站的管道溫度低，成為陰極，形成溫差電池，靠近換熱站的熱力管道遭受腐蝕。
此外，由于制管的缺陷.管道表面的化學(xué)成份、金相組織、熔渣、焊縫及其熱影響區(qū)、應(yīng)力等必然存在著一定的差異。當這些表面狀態(tài)不均勻的金屬管道與土壤接觸時.就如同兩塊互相導(dǎo)電的不同金屬放在電解質(zhì)溶液中一樣。在這些有差異的部位上，將因存在電極電位差而構(gòu)成腐蝕原電池。實際上，熱力管道在土壤中的腐蝕往往是幾種原電池共同作用的結(jié)果。 |
