输水管道设计与防腐蚀研究

周德科

摘要：随着社会经济的迅猛发展，我国对质量优良的输水管道的需求量逐步递增。国家水利部门规划、建设的输水管道的数量也随着社会各行各业对输水管道的需求逐步增加，但不可避免地是，由于受技术水平的影响我国在进行输水管道规划建设过程中会出现不同程度上的输水管道腐蚀问题，直接影响到国家、社会各个用水部门优良水资源的使用。本文主要介绍了输水管道外腐蚀的腐蚀原理及应对腐蚀的策略以及输水輸管道内腐蚀的腐蚀原理及应对策略，期望对输水管道的设计与防腐蚀研究有所建树。

关键词：输水管道;防腐蚀;原理

输水管道外腐蚀环境是一个比较复杂的外部环境，输水管道外接触土壤空隙里多数含有大量的空气和水分子，这些水分子中的含盐物质拥有离子导电的特征，加上输水管道本身外涂层成分并非均匀分布，这使得外界的腐蚀物质能够较容易地到达输水管道的金属基体。在不同的地下环境下，输水管道的外腐蚀的原理也不尽相同。我国社会输水管道规划、建设面临的具体问题主要表现在：输水管道设备损坏、输水管道生产停滞、用水水源地环境污染等。因此，了解输水管道的腐蚀原理是国家水利部门和相关输水管道规划设计单位解决上述问题的基础。我国技术人员应重视进行技术的升级与探索，合理规划输水管道。

一、输水管道外腐蚀原理及其应对策略

1.化学腐蚀对输水管道的外腐蚀

输水管道的化学腐蚀一般来讲是指非电介质对输水管道的金属表面产生的具有破坏性质的化学作用，这些对输水管道产生腐蚀的非电介质经过化学作用之后会产生大量腐蚀输水管道的腐蚀产物，这是输水管道的金属表面与氧化剂经过化学反应之后所产生的原子反应。一般情况下，金属性质的物体在恒温条件下或者是无水无氧的状态下是不容易产生腐蚀反应的，可是输水管道的金属特性在特定环境下（水分丰富的环境下）就会有所不同，金属物体在高温的情况下下会很容易被氧化，在金属物体表面产生一层致密的氧化膜，造成金属物质脱碳的情况。

2.电化学物质对输水管道的外腐蚀

输水管道的电化学腐蚀一般来讲是指离子物质导电的介质对输水管道的金属表面产生的对输水管道形成破坏效应的电化学作用，这种电化学物质腐蚀因素在输水管道的腐蚀中是比较常见的，电化学腐蚀过程实质上是两个独立并且一通进行的过程。

3.细菌对输水管道的外腐蚀

当土壤中的硫酸盐类物质处于缺氧的条件下，硫酸还原菌就会利用输水管道上附着的有机物质和输水管道附近的细菌生物膜内含有的氢元素，从而进一步将输水管道上附着的有机物质和输水管道附近的细菌生物膜内含有的氢元素还原成硫化物，硫酸还原菌在这个反应过程中获取生存的力量并且它的产物会使得对输水管道的腐蚀不断进行。

4.输水管道的涂层保护

输水管道的涂层保护是输水管道规划设计部门必须采取也是保护输水管道最基本的措施，输水管道规划设计部经常使用的防腐蚀涂层材料有沥青、煤焦油瓷漆等其他防腐涂层材料。对于输水管道的涂层用料来讲，输水管道规划设计部门使用频次最高的还是沥青加玻璃布的涂层构造。沥青加玻璃布的防腐蚀构造在输水管道防腐蚀方面的一直以来的效果还是较为良好的，但是输水管道规划建设部门在防腐蚀不同的时期和不同的环境，采用的防腐蚀材料也不尽相同。最近几年，我国输水管道防腐蚀材料整体上采用的是熔结环氧粉末涂层或者是三层聚乙烯。现代输水管道科学研究表明： 现在最新的输水管道防腐技术是输水钢制管道橡胶硫外化防腐技术，这项技术能够弥补其他材料在苏划水管道防腐蚀方面的不足。

5.输水管道的阴极保护法

电化学物质对输水管道的保护总体上运用的是阴极保护法，上面提到的涂层防护层对输水管道的防腐蚀的作用来讲略有缺陷，其不能解决涂层防护层上的小孔导致的输水管道的快速腐蚀。基于此，输水管道规划设计部门采取的是阴极保护法。输水管道设计部门需把需要保护的输水管道上的金属物质都换成阴极，有效防止输水管道的腐蚀。

6.输水管道合理科学的选材

输水管道本身的金属物质构成也与腐蚀的程度有关，除去输水管道腐蚀产生的外界环境，输水管道规划设计部门还需要考虑输水管道本身金属材料的选择。最新研究表明高强度钢在输水管道上防腐蚀上有明显的优势，能够减少管道壁厚和材料费用。

二、输水管道内腐蚀的腐蚀原理及应对措施

1.输水管道适用内防腐技术

输水管道规划设计部门可以腐蚀介质中加入用量较小的延蚀剂，可以有效抑制腐蚀输水管道的物质，我国绝大多数的输水管道规划设计部门有计划地使用有机延蚀剂并且普遍取得了较好的输水管道防腐蚀效果。输水管道规划设计部门在输水管道防腐蚀方面找到了行之有效的处理方法，可以取得良好的输水管道防腐蚀效果，并且此种方式步骤简单、容易操作，根据输水管道防腐蚀工作不断变化的外部环境，进行延蚀剂的种类密度和浓度的调整。

2.输水管道内部涂防护层以及衬里技术

另外一种防腐蚀的措施输水管道内部涂防护层以及衬里技术，其在输水管道防腐蚀方面的防腐蚀原理是建立起一个高效的腐蚀隔离层，这样才能够真正有效的对输水管道进行防腐蚀处理。输水管道建设规划部门在输水管道使用内涂层防护后，输水管道内壁的检测较容易施行，输水管道修理维护人员可以借助输水管道内壁的光泽程度的高低来检测输水管道的内壁是否存在缺陷，以最大程度上减少漏水或者是腐蚀输水管道事故的发生。

三、结束语

综合本文，输水管道中出现腐蚀的原因为输水管道中普遍会出现酸性的物质，多数酸性腐蚀介质会腐蚀输水管道，输水管道内的水流运动速度不同从而容易产生段塞流，段塞流对输水管道的内壁产生冲刷和腐蚀使得输水管道内涂层的保护膜加速消失，从而加大对输水管道的腐蚀。综合以上，输水管道规划设计部门要在输水管道内部使用有效的内衬管再加以适当的延蚀剂，就可以有效防止输水管道腐蚀，对输水管道防腐蚀具有实用意义。

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（作者单位：博尔塔拉蒙古自治州瑞林工程监理有限公司）