供水系统水质变化对供水管网管道腐蚀影响

翟学东 闫学亚

（鄂尔多斯市安信泰环保科技有限公司 内蒙古自治区鄂尔多斯 017000）

1 城市供水管网腐蚀原因分析

大部分城市供水管网在5年后会被腐蚀，大大降低腐蚀截面和管材强度等物理性能，缩短使用寿命。主要原因有以下三种：

1.1 电化学腐蚀

因为土壤是固体、液体和气体三种材料组成的复杂混合物，土壤颗粒间充满空气，水和各种盐类，埋地管道裸露的金属，和土壤原电池电解液，导致金属的电化学腐蚀。

1.2 杂散电流对管道的腐蚀

由于外部漏电的影响，土壤中的杂散电流通过管道，发生电解腐蚀。

1.3 细菌作用引起的腐蚀

研究表明，不同种类的细菌在微生物腐蚀过程中具有不同的腐蚀行为。如厌氧硫酸盐还原剂存在于缺氧土壤中，将可溶性硫酸盐转化为硫化氢，增加土壤中H+浓度，加速埋地管线的腐蚀作用。

2 城市供水管网管道腐蚀现状

在运输过程中，主要的水质问题是管道腐蚀产生的锈蚀。通过对给水管材的使用寿命、管径、管材材料的观察，给内部腐蚀情况进行了分析和取样。溶入管网内的铁，进一步反应生成氧化铁或氢氧化铁，形成管垢。因此，在实际操作过程中避免铁释放，抑制管道腐蚀。

3 水质变化对供水管网管道腐蚀影响实验分析

目前，我国的水源转换主要涉及地表水间的季节性或地表水与地下水源间的转换，以及长距离调水工程。在供水切换的过程中，其前后水质的差异，将导致管网的稳定性变化及带来供水风险。

3.1 指标分析

本实验比对水源切换前后指标（水厂常规出厂水与实验水），见表1，得出如下结论：

①常规出厂水的电导率、TDS、硬度基本为实验水的2倍，硫酸根浓度为4倍，氯离子浓度为6倍。

②各化学稳定性指标中，饱和指数IL、稳定指数IR，侵蚀指数AI差异不大，但拉森指数LR差异比较大。

表1 水源切换前后指数对比表

3.2 其他实验数据说明分析：

3.2.1 铁释放速度与关系

三阶段铁释放速率分别约为:v1=0.0167mg/h*L，v2=0.0079mg/h*L，v3=0.0094 mg/h*L。铁的释放量与硫酸根和氯离子浓度呈正相关。硫酸根离子浓度的增加，进一步导致水的导电性。硫酸盐离子半径小的钝化膜也十分容易穿透金属表面，与管垢充分发生化学反应，造成腐蚀。

3.2.2 浊度变化

水的浑浊度随时间的增加而增加。由于铁氧化物不溶于水，水的浊度随着铁的释放而增加，所以浊度随时间的变化与铁随时间的变化规律一致。

3.2.3 溶解氧与余氯变化规律

随着系统运行时间的延长，两种水源的溶解氧和余氯明显减少。供水管网的规模增加不仅能增加水供应的能源消耗，导致浊度的增加和铁含量的水网络及余氯的衰减和溶解氧。

4 控制方法分析

4.1 磷酸盐对管道腐蚀的控制

当缓蚀剂吸附在金属表面时，从化学角度来讲，可以同时分别抑制阳极和阴极反应。在减少腐蚀过程中的腐蚀电流后，就可以减缓腐蚀。

4.2 调节pH对管网内部腐蚀的控制

管网中的pH值不仅可以影响腐蚀电位的大小，也可以影响到腐蚀形式。当pH值降低时，随着氢离子浓度的增加加剧氢腐蚀，造成氢去极化。

4.3 物理控制

机械刮板的施工长度一般为100-150米/次。对于长输管道，应将其划分为几个清洗段，一般5-7天完成。此外，还可以使用特殊的充气工具刮除内壁附着物。对于软硬管道不同的腐蚀、结垢，可以选择不同的清管方式。

结语

为了满足现代人高水质的要求，最重要的环节是在输水过程中不滋生细菌，不污染水质，不泄漏管道，不产生二次污染。因此，有必要对供水管道的腐蚀进行深入研究。