冬供热管道腐蚀破裂事故、原因分析及防护措施

2016-12-28 10:06:00 作者：本网整理来源：永昌县河西堡镇河西热力有限公司分享至：

    由于供暖管道长期处于碱性土壤以及潮湿的环境下，随着管网实际运行年限的增长，腐蚀老化问题也呈现了逐年加剧的趋势，特别是近几年全国冬季运行中多次出现了管网泄漏事故，仅仅今年就发生了多起供暖管线腐蚀抢修事件，不仅给供热单位带来了经济上的损失，更是威胁到了整个供暖系统的安全稳定运行，影响社会稳定和谐。

    供热管道腐蚀破裂原因分析

    1、应力腐蚀破裂（ESCC）

    供热管道破裂事故的本质原因是保温层下不锈钢设备和管道应力腐蚀破裂（ESCC）是由水及其氯离子等杂质，在一定拉应力和温度的共同作用下造成的。为节能在设备与管道外壁采用保温层，保温材料多系岩棉、矿渣棉、玻璃棉等，含有氯化物、氟化物等有害成分。另外，保温材料为多孔结构，具有较强的吸附能力，但由于保温材料外面虽有镀锌铁皮、铝蒙皮或其它非金属防护层作外保护，但由于安装操作等外界因素造成破损，设备与管道均在露天，通过雨、雪、蒸汽中带有的氯化物、硫化物，进入外防护层密封不良部位，借助灯芯作用渗透到不锈钢表面，形成含氯、硫的腐蚀介质，并在保温层下浓缩，并在一定外力、残余应力、热应力等力作用下，会促使ESCC萌生与发展。由于保温层下的腐蚀与开裂很难在第一时间察觉，如引起突发的严重泄漏、爆炸、火灾等事故，将对企业安全生产以及环境造成严重危害如从管内向管外伴有热流束的情况下，管道外表面会因引张而造成。

    2、常见供热管道破裂原因分析

    （1）90年代我国供热主干管网采用的是手工模具浇注发泡，管道分段发泡保温的工艺，外保护层采用玻璃钢（玻璃纤维布+树脂）制作。这种材料结构本身防水性较差，时间一长，地下水就会渗透到保护层内部，被内侧热水加热后的地下水会造成聚氨酯保温的水解失效。地下水渗入到保温层内部与管网外壁接触后会对管线造成腐蚀，长期接触，使管线的腐蚀加重，再伴随着管线的薄弱区所发生的点腐蚀，日积月累，势必会造成管线的腐蚀穿孔，导致管网的泄漏。

    （2）同时由于供热管网的水温较高，管线热膨胀较大，也会使热应力集中于管线的薄弱区，在温度压力参数突然发生变化和应力集中于某一薄弱区时发生焊口开裂等泄漏事故。

    （3）供热管道焊接口和固定墩是爆管的“两大杀手”。铁管与铁管接口的地方有焊接点，现在的供热管道都是直接埋在地下，长期热胀冷缩，又处于潮湿泥土中，加上未做防腐处理，接口处很容易腐蚀生锈，导致漏水或者爆管。固定墩的作用是防止管道压力过大时上下左右移动，由于固定墩未做防腐处理易生锈腐蚀，管道长期在潮湿的环境中逐渐生锈，先是渗漏，久之就会爆管。

    （4）外防腐层破坏。

    （5）由杂散电流或阴极保护不足引起管道表面局部腐蚀加剧，引起涂层剥离、阴极剥离、环境屏蔽、涂层局部失效。

    三、管道腐蚀破裂防护措施

    管道蚀破裂的危害引起了企业管理人员与研究者的重视与关注。为了防护管道应力腐蚀破裂（ESCC），宜从管道设备不锈钢选材、外防护层及保温层设计、制作安装、维护检测等方面入手。

    1、正确选用保温材料及其外防护层

    保温材料最好应选用疏水性的，如自身疏水的泡沫玻璃、加入化学添加剂疏水的WRG岩棉等。常用的金属外防护层材料有铝箔或铝蒙皮、镀锌铁皮等，对外界机械损伤抵抗力强，抗腐蚀能力较高。常用的非金属材料有玻璃纤维增强塑料、热塑性塑料等。

    2、采用保温层下不锈钢外表面防护镀涂层

    采用防腐蚀性、抗氧化性、耐热性以及抗热循环性涂镀层能使不锈钢基底作为屏障抵御腐蚀性介质的侵入。主要采用热喷铝镀层（如现场火焰喷镀和电喷镀），再涂覆一层有机涂层（如耐温聚硅等防护涂料）改善其空隙缺陷。除了热喷镀铝，还可采用冷喷镀铝，生成致密无氧化物的金属镀层，其热影响残余应力低，镀层厚度、显微硬度及空隙率较热喷镀均有较大的提高。近年国外还采用纳米涂层进行防护。此外，对严酷的环境为防SCC，也可采用重防腐喷射镀层，如喷镀高镍铬合金或氧化物陶瓷等。但是没有哪种单一的镀涂层系统能够适用于不同的复杂的保温层下的环境，应综合各方面因素，合理地选用防护措施。

    3、采用喷丸使不锈钢表面形成压缩应力以提高抗SCC能力

    4、对补偿器、中断阀门井、支线阀门井内的阀门进等管道设备进行及时的腐蚀维护，应及时做好润滑工作，防止螺杆锈蚀。

    5、补偿器井内以长期处于Cl-及SO2-4介质污染、高温、细菌繁殖生长及管道热应力作用环境条件下，极易发生晶间腐蚀、点蚀、细菌腐蚀以及应力腐蚀等不同的腐蚀形式。建议补偿器材质选用316L 不锈钢，并对补偿器外部表面喷涂重防腐涂层。

    6、在管道内完善加药系统

    可以采用缓蚀阻垢剂等水质稳定剂，增加水质的pH值，增强水质稳定性，减少腐蚀性产物。另外在非供暖期时，可将管网系统中已经整整运行一个供暖期的循环水放掉，并利用这一时机将管线做一次管道冲洗，将管网内的腐蚀产物冲出管网系统，再重新放进加入水质稳定剂的新水，然后关闭整个系统，以防止外界空气进入，从而减少内管壁的腐蚀。

    7、直埋时做好相应的保温和防腐措施才可以延长管道使用寿命。

    开发商在开发初期应建“管沟”，管沟就是先在地下管线走向的位置上建造类似于“通道”的构筑物，再在“管沟”内放入管道。“水、电、暖管道都通过管沟，这样一旦发现问题查找方便，也方便管理，在修理时也不会破坏地面植被”。