昨天上午8时许，500位于烟台市区西南河路的一根供热主管道因腐蚀而导致泄漏，该漏点抢修暂时影响西南河以东的用户供暖，受影响的供热面积大约有190万平方米。截至发稿时，500供热公司正在全力抢修中。

供热管道

　　本网视点

　　据了解，该处主管网是2000年铺设的，运行至今已有15年，因长期受地下水的不断腐蚀而导致泄漏。昨天是“入九”以来最冷的一天，室外冷风刺骨，寒气逼人。供热主管道泄漏势必影响室内供暖，因此供热主管道的腐蚀与防护也是件不可忽视的事情。

　　供热管道作为集中供热系统的主要设备，其好坏与否直接影响到整个供热系统的供热质量。供热管道的腐蚀破坏是供热系统发生故障的主要原因，其中外腐蚀比内腐蚀更易被忽视，其后果也更为严重。小编归纳了供热管道腐蚀的主要类型，供热管道由于自身的特点，如高温、双线、采暖期运行，非采暖期不运行等，使供热管道的腐蚀具有不同于其他管道的特殊性。在供热管道上施加阴极保护技术可以有效的减缓甚至停止其腐蚀，延长其使用寿命。

　　供热管道腐蚀的机理

　　金属腐蚀是指金属在周围介质的（最常见的是液体和气体）作用下，由于化学变化、电化学变化或物理溶解而产生的破坏。例如金属构件在大气中的生锈；钢铁在轧制过程中因高温下与空气中的氧作用产生了大量的氧化皮。腐蚀定义明确指出，金属要发生腐蚀必须有外部介质的作用，且这种作用是发生在金属与介质的相界上。因此，金属腐蚀是包括材料和环境介质两者在内的一个具有反应作用的体系[2] 。

　　供热管道的腐蚀分为两种，内腐蚀和外腐蚀。以往人们对供热管道的腐蚀防护研究主要集中在内腐蚀上，而随着管道老化，外腐蚀问题逐渐显露。城市集中供热管道以地下敷设方式为主，尤其是近年来大量采用的直埋敷设方式。直埋敷设不但施工方便，而且降低了工程造价。但是，一旦出现腐蚀泄漏等故障，查找漏点和维修都十分困难。金属材料在土壤中的腐蚀与其他环境中的腐蚀一样，是一个多影响因素的复杂过程。土壤是由气、液、固三相构成的复杂系统，作为一种特殊的电解质，土壤具有其固有的特点，包括土壤的多相性、多孔性、不均匀性和相对固定性。金属在土壤中的腐蚀与材料的成分、组织结构、表面状态和受力状况等因素有关，同时环境状况对其腐蚀过程也起着至关重要的作用。影响金属在土壤中的腐蚀的环境因素主要有土壤的不均匀性、含盐量、含氧量、含水量、pH 值、温度、压力和微生物种类等条件[3] 。

　　供热管道在土壤中的腐蚀属于电化学腐蚀。电化学腐蚀是指金属表面与离子导电的电解质发生电化学作用而产生的破坏。依照电化学机理，腐蚀反应包含有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。阳极反应是金属失去电子变为离子转移到介质中，即氧化反应。相对应的阴极反应为介质中的离子吸收电子的还原过程。

　　阳极反应： Fe→Fe2+ ＋2e （1）

　　阴极反应： 2H+ ＋2e→H2 ↑（酸性溶液中） （2）

　　O2 ＋4H＋4e→2H2O（酸性溶液中） （3）

　　O2 ＋2H 2 O＋4e→4OH-（中、碱性溶液中） （4）

　　由于土壤中有空气、水分和能进行离子导电的盐类存在，使土壤具有电解质溶液的特征，这为供热管道的腐蚀提供了必要的客观条件。由于土壤的不均匀性，导致腐蚀程度差异较大，其类型主要是局部腐蚀，极易造成管线的腐蚀穿孔破坏或断裂。

　　供热管道腐蚀的类型

　　在供热管道和周围土壤之间可能发生多种原电池腐蚀，分为宏电池腐蚀和微电池腐蚀两类。微电池的电极体系尺寸很小，阴阳极过程在同一地点，甚至阴、阳二极还不断的交替变换，这通常引起金属的均匀腐蚀，这类腐蚀是可以预见的，也容易控制；而宏电池的电极体系尺寸相对较大，阴阳极过程也不在同一地点，这通常引起金属的局部腐蚀，这类腐蚀是很难预见的，也不容易控制，大多数地下管线和构件的腐蚀事故都是由宏观腐蚀原电池引起的。

　　供热管道腐蚀防护的措施

　　从金属的腐蚀机理我们可以知道，金属的腐蚀是自发的，是不可避免的。但是对金属施加有效的防护方法可以降低金属的腐蚀速率，使其寿命得到延长。在金属表面施加防腐绝缘层是一种物理防护方法，它通过金属表面的绝缘处理使金属和腐蚀介质隔离，这种防护方法是有效的，但在实际工程中不可能做到绝对可靠。防腐绝缘层由于本身的微孔、老化，往往会出现龟裂、剥离，在施工过程中难免会产生针孔，所有的这些都会使防腐层的寿命大大缩短，使防腐层出现破损点，在破损点处金属管道直接与土壤接触。这些裸露部分的金属与有防腐层保护的金属形成小阳极大阴极的局部电池，于是金属被腐蚀。当前直埋供热管道一般采用三层 PE 防腐层，常用的型式是将工作钢管、外层聚乙烯外护壳、内层聚氨酯泡沫塑料三者紧密粘结在一起，形成的整体式的预制保温管的结构型式。外面的聚乙烯外护壳是防水材料，不会受到腐蚀，然而每根直埋聚乙烯管道长为 12 米，管道需要有接头，除了工作钢管需要焊接，外面的聚乙烯外护层也需要在现场用塑料焊接起来，由于现场施工质量难以保证，接头处就成了防水最薄弱的地方，成为发生腐蚀泄漏的主要部位。而聚氨酯保温层在热水中会发生水解，一旦外面的聚乙烯外护层泄漏，水渗透到外护壳内部，会被内侧的工作钢管散发的热量加热，然后造成聚氨酯保温层的水解失效，继而土壤中的水分就与工作钢管直接接触，造成腐蚀，时间稍长，就会酿成泄漏事故。而阴极保护技术正可以弥补供热管道保温层的上述缺陷。阴极保护就是以某种方式在被保护金属构件上施以足够的阴极电流，通过极极化使金属电位负偏移，从而使金属腐蚀的阳极溶解速度大幅度减小，甚至停止。

　　近 30 年，国外阴极保护的进展主要体现在技术应用上。阴极保护所需要的设备、材料、附配装置等日趋完善，检测和监控也更加先进，应用范围也不断扩大。在我国，阴极保护广泛地应用于石油、天然气的长输管线上，但是在供热管道上的应用还处于刚刚起步阶段，而且应用还仅限于区域管道防腐，设计阴极保护时对供热管道自身的特点也没有考虑，仅仅是将石油化工方面的阴极保护的经验应用到供热管道上，因此对供热管道施加阴极保护技术，需要结合供热管道的特点，进一步进行研究。



 

责任编辑：王元

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