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                      技術文章

                      某城市供熱熱網直埋型補償器腐蝕原因分析定性

                      時間:2014-7-21 8:09:22  作者:潤洲  來源:郵件投稿  評論:0
                      內容摘要:供熱管網的安全性越來越被人們重視,本文通過對實際工程中補償器損壞的一個案例,分析了其損壞的原因,希望能夠引起工程技術人員的重視。這樣在熱力網的設計中,才能充分考慮熱力網所處環境,精心選擇熱力管道敷設路由,減少地下水..

                      膠東某城市熱網直埋型補償器腐蝕原因的定性分析

                      中國市政工程東北設計研究總院 林凡勇 張 爽
                      中水東北勘測設計研究有限責任公司   韓之光

                       

                      【摘 要】隨著城市集中供熱的不斷發展,供熱管網的安全性越來越被人們重視,本文通過對實際工程中補償器損壞的一個案例,分析了其損壞的原因,希望能夠引起工程技術人員的重視。

                      1.前言
                      山東煙臺地區某城市供熱管網始建于2004年,管網最大管徑為DN800mm,采用波紋補償器進行熱補償,波紋材質為316L不銹鋼,5層,每層厚度0.8mm。管網投運后,供熱效果良好,運行比較平穩。
                      2009年供暖期間,巡線工發現位于621差轉臺門前的供熱主干管處有熱氣冒出,當即通知生產部門進行查看、維修。
                      經過現場挖掘發現,DN800mm供水管道的補償器波紋破壞發生泄漏,熱水噴出,回水管道的補償器腐蝕也很嚴重,但未破裂。經過緊張的搶修,將供、回水管道補償器進行更換,終于實現了正常供熱。
                      針對這起補償器的泄漏事故,熱力公司、設計單位、生產廠家共同分析補償器損壞的原因,在排除了設計、制造因素后,對事發地點周圍環境進行觀察,分析造成補償器損壞的原因。補償器損壞狀況如圖所示。


                      2.腐蝕原因分析
                      1)地下含有較高的氯離子使不銹鋼波紋發生了電化學腐蝕。
                      由于補償器保溫接口處出現裂縫,使補償器易于遭到地下水的侵蝕。在事故現場,不僅發現了大量泄漏的熱水,還發現了污水,原來與供熱管道平行敷設的污水管道發生了泄漏,其與供熱管道水平距離為4.5米,離泄漏點7.0米處有一污水井。泄漏點東側25米處為一海水養殖廠。海水養殖廠不定期的將海水排到該污水井中,污水管道泄漏使補償器浸到浸泡,污水中含有的大量氯離子,使補償器的波紋發生了腐蝕。
                      中國供熱信息網顯示眾所周知,不銹鋼特別是316L不銹鋼具有較強的耐腐蝕性能,其耐腐蝕的重要原因在于起保護作用的氧化膜具有自愈性,當氧化膜破損時,能夠重新形成薄膜,對金屬進行保護。但處于鈍態的金屬仍有一定的反應能力,氧化膜的溶解和修復(再鈍化)處于動態平衡狀態,當介質中含有活性陰離子時(如常見的氯離子),平衡便受到破壞,溶解占優勢,原因是氯離子能優先地有選擇地吸附在氧化膜上,把氧原子排擠掉,然后和氧化膜中的陽離子結合成可溶性氯化物,在露出基底的金屬的特定點上生成小蝕坑,這些蝕坑稱為孔蝕核,即為蝕孔生成的活性中心。


                      可見氯離子的存在破壞了不銹鋼的鈍態,實驗研究表明,有氯離子存在的環境下,不銹鋼既不容易產生鈍化也不易維持鈍化。在局部鈍化膜破化的同時,其余的保護膜保持完好,這使得腐蝕的條件得以實現和加強,根據電化學產生機理,處于活化態的不銹鋼較之鈍化態的不銹鋼其電極電位要高許多,電解質溶液就滿足了電化學腐蝕的熱力學條件,活化態不銹鋼成為陽極,鈍化態不銹鋼成為陰極。由于腐蝕點只涉及到一小部分金屬,其余大部分未腐蝕區域是一個大的陰極面積,而在電化學反應中,陰、陽極反應速率是相同的,這樣集中到陽極腐蝕點上的腐蝕速度非常快,且具有穿透作用,這樣蝕坑會越來越深,使波紋遭到損壞。
                      較高的壓力和供水溫度(壓力為1.15MPa,供水溫度約100℃)也加速了波紋管在存在氯離子環境下的電化學腐蝕,同時使波紋管發生了應力腐蝕,進一步加速了波紋管損壞的進度,這一點從回水管補償器損壞的比較輕可以看出。


                      2)地下存在的大量銅金屬使不銹鋼波紋發生了電化學腐蝕。
                      泄漏點在621差轉臺門前,差轉臺地下埋有大量的銅制接地網,該接地網在供熱管道施工時,


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