保温层下金属材料腐蚀的研究现状

保温层下金属材料腐蚀的研究现状

王高峰

大唐洛阳首阳山发电有限责任公司河南洛阳 471900

摘要：近年来，保温层下金属材料的防腐工作被列为重点工作内容，因为这项工作的开展直接关系到人民生命财产的安全，如果不能有效控制保温层下金属材料的腐蚀，严重的情况可能导致严重的火灾，因此必须充分重视保温层下金属材料的防腐，从防治的角度对保温层下金属材料的防腐进行了分析，采取措施从根本上解决了保温层下金属材料的腐蚀问题。

关键词：保温层；金属材料；腐蚀；研究现状；分析

1、概述

目前，随着经济水平的提高和城市化建设的进程加快，城市供热面积不断的扩大，城市供热普及率不断提高。于此同时，作为热源的热力发电厂也暴露出一些问题，其中供热管网的金属腐蚀尤为突出。金属腐蚀是指金属材料与周围的介质发生了反应而遭到破坏的现象。破坏的结果不但损坏了其固有的外观形态，而且也破坏了金属的物理和化学性能。通常情况下，导致供热管网发生金属腐蚀的主要因素分为环境因素和人为因素。根据其在供热管道发生的位置又可以分为外部腐蚀和内部腐蚀。其具体产生的原因表现在以下几个方面：

1.1外部腐蚀。供热管网的外部腐蚀主要指的是供热管道在外部介质的作用下发生的腐蚀。通常，这种外部介质主要包括氧气和水，氧气在一定的条件下会与金属供热管道发生电化学反应，使供热管道出现不同的腐蚀情况。依照电化学机理，腐蚀反应包括阳极反应和阴极反应，并由金属内部的电子和介质中的离子导电构成电流的循环回路。阳极反应：Fe→Fe2+＋2e阴极反应：2H+＋2e→H2↑（酸性溶液中）O2＋4H+＋4e→2H2O（酸性溶液中）O2＋2H2O＋4e→4OH（中、碱性溶液中）目前大部分城市的供热企业在敷设供热管网时采用地下直埋的方式。由于供热管道周围土壤中空气、水分和具有导电离子盐类的存在，使土壤成为了供热管道发生电化学腐蚀重要因素。

1.2内部腐蚀。在供热管网运行工作时，通常是以水在其管道内部作为传热介质。在这种情况下，水质成为了影响供热管道的内部出现金属腐蚀的重要因素。通常由于水质的原因导致的金属腐蚀分为两种类型：一是溶解氧腐蚀。溶解氧腐蚀是一种电化学腐蚀，溶解氧在阴极还原和铁原子在阳极氧化而形成腐蚀原电池。出现这种腐蚀类型的主要原因是在供热管网当中采用了未经除氧或除氧不彻底的水质，导致水中的溶解氧在长期的使用过程中同供热管道金属发生电化学反应出现金属腐蚀；二是二氧化碳腐蚀。在对供热管网进行补水过程时，大气中的二氧化碳进入到循环水中呈游离态，导致循环水的PH值降低，低pH值会破坏供热管道金属表面的氧化膜，促进和加速金属的腐蚀速度。另外是发生在电厂供热管网停用期间，水、汽侧的金属表面会发生严重的腐蚀现象。这种腐蚀称之为停用腐蚀，其本质属于氧腐蚀。主要有三个原因导致此类腐蚀的产生：一是在供热管网停用期间，管道内水温的逐渐降低，由于水的热胀冷缩，会使整个供热管网的上部出现相应的真空，导致空气中的氧气渗入到水汽系统，产生了金属腐蚀；二是即使在管网停用期间把管道内的水进行排放，管道内部仍有未排尽的水或蒸汽凝结的水，使得管道金属的表面仍然会有积水或非常潮湿。这些水份会在管道内部表面形成水膜，导致管道出现金属腐蚀；三是在供热管网停用期间，整个系统当中会存在一定的沉积物，这些沉积物也会导致供热管道发生一定的金属腐蚀现象。同时在管网停用期间，氧气和二氧化碳会扩散到更多部位，与管道金属发生化学反应，并产生三氧化二铁等腐蚀产物，这些腐蚀产物沉积后再次与供热管道发生反应，导致金属腐蚀面积进一步扩大。在供热系统重新运行时，管道内的供水量会急剧增多，松散的腐蚀产物会随着循环水流到加热器当中，引起连接加热器的金属管道发生一定程度金属腐蚀。

2、金属材料腐蚀的原因

2.1金属材料选择不当易发生腐蚀。

如果在施工过程中，选择耐腐蚀性强的金属材料进行施工，可以解决腐蚀问题，但这种金属材料在混凝土施工过程中的选择和应用还远不能令人满意，施工人员在混凝土施工过程中，在具体操作过程中没有充分考虑材料选用的合理性，在施工作业的前期策划中，没有充分了解施工现场的环境因素和金属材料本身的特性，就造成了材料选用的不合理无法对工作中的具体问题做出具体分析，因此，绝缘层下金属材料的腐蚀存在隐患。

2.2金属材料的防腐。

保温层下金属材料防腐方法的研究是施工人员在施工过程中应特别注意的问题，这项工作还需要考虑到施工的局部环境因素和金属材料本身的特点。对现状的分析在防护方法的使用上还是比较简单的，管道和设备在环境和金属材料本身的特点要求他们有相应的防护方法来开展金属材料的防腐工作，在做这项工作时不能采取一刀切的工作方法，施工人员应在现有经验的基础上，重视对金属材料腐蚀防护方法的研究，逐步改善金属材料的腐蚀状况，在一定程度上，这项任务的开展也对施工人员的科研开发能力提出了更高的要求，而目前的科研水平还远未达到预期的效果，其结果是保温层下金属材料的防腐工作无法完成完成得更好。

3、电厂金属设施的腐蚀防护工艺和办法

3.1针对管道腐蚀问题

水处理时相关管道的防腐蚀问题，在金属设备防腐蚀工作中也是重点关注的问题。在使用较为先进的防腐技术时，要加强施工质量的管理，而目前社会上使用的溶解/聚乙烯三层结构防腐涂层技术，是较为先进的技术，应用该防腐技术能够较好解决直埋管道的防腐问题。于此同时，要严格管理管道的防腐工艺施工技术，从而在一定程度上有效提升管道的使用寿命。

3.1针对给水统存在的溶氧腐蚀问题

为了防止给水系统的金属腐蚀，目前情况下常用的防腐蚀工艺是除去水中的溶解氧和提高给水的PH值，主要方法采用的是适宜的化学水工况，即热力除氧+联氨+氨。该种方法是在锅炉内充满联氨和氨的混合液，其防腐的原理是利用联氨的还原性，除掉水中的溶解氧，进行加氨的目的是为了调节水的PH值，对于停用时间较长或者备用的锅炉，使用联氨法比较适宜。除此之外，在锅炉停用时期，还可以利用保持给水压力法，在锅炉内充满除氧合格的给水，并使用给水泵进行顶压，保持锅炉内水的压力在一定的范围内，接着将水汽系统的所有阀门关闭，以防止空气渗入锅炉内而达到防腐的目的。

3.3针对高低位酸槽的腐蚀问题

对于高位酸槽衬胶层的腐蚀问题，需要对盐酸的来源进行严格的检查，并且要保证盐酸的浓度，对水处理设备的系统酸道要增加清洗的频率，彻底去除阴阳床的污染物。对于被腐蚀的盐酸要进行及时的清除，并且要及时更换已经严重腐蚀的高位酸槽，从而保证电厂化学水处理的金属设备不受到相应的腐蚀影响。对于地位酸槽内部腐蚀问题，首先要对已经被腐蚀的防腐层进行仔细的清理，并使用相应的细石材料对防腐层表面进行填充，使用相应的防腐蚀技术，铺设好相应的环氧玻璃纤维布。对混凝土要做好烘干脱水处理，防止水液的渗出。

4、结论

在当前能源危机日益严重的环境下，保温层以其良好的节能效果被广泛应用于管道保护中，应特别注意操作方法和方法的选择，一定要在发挥保温层作用的同时避免管道的操作对金属材料的损伤过程，消除所有可能对金属材料产生腐蚀的因素，认真做好保温层下金属材料的防腐工作，做好工程前期金属材料腐蚀的防治规划，使绝缘层下金属材料的腐蚀得到有效控制，以保证工作的顺利进行。

参考文献

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[2]杨昌勇.浅析热力设备管件保温层及防护结构的优化设计[J].硫磷设计与粉体工程,2015(01):45-47+6.