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    金屬管件腐蝕的危害與成因
    發(fā)布日期:2019-07-18

    金屬及金屬管件腐蝕是一個世界性的問題。用于建筑設(shè)備配管的金屬管件由于直接接觸各種易產(chǎn)生腐蝕的介質(zhì),其腐蝕問題尤為突出。建筑設(shè)備配管的金屬管件按材質(zhì)分主要有鋼管(含鍍鋅鋼管)、鑄鐵管、不銹鋼管、銅管、鋁管等,按用途分有生活、生產(chǎn)的冷、熱給水管、蒸汽及其它氣體、污廢水排水、凝結(jié)水、消防給水管等。

    (1)管壁厚度減薄,降低了管件的承壓能力,嚴重時會低于設(shè)計壓力,產(chǎn)生爆管,帶來嚴重后果;

    (2)管內(nèi)壁沉積銹蝕物或結(jié)成瘤狀物,增大管內(nèi)壁的摩阻系數(shù),減少管件的截面積,降低流量;

    (3)管件銹蝕穿孔時,導(dǎo)致介質(zhì)外流,造成污染并產(chǎn)生經(jīng)濟損失;

    (4)嚴重銹蝕系統(tǒng)會造成閥門、水泵、減壓閥等過水設(shè)施出現(xiàn)渣滓沉積卡堵,導(dǎo)致系統(tǒng)不能正常運行直至癱瘓。消防系統(tǒng)的消火栓可能打不開,自動噴淋頭可能被堵死或噴水強度減小,不能達到滅火效果。

    (5)嚴重銹蝕系統(tǒng)不但影響生產(chǎn)生活的正常進行,還會損失工料,破壞建筑構(gòu)件及裝修,造成經(jīng)濟損失,拆除新。

    (6)給水管件系統(tǒng)腐蝕時,會污染甚至嚴重污染水質(zhì),影響使用,危害人體健康;用于生產(chǎn)時,會對產(chǎn)品產(chǎn)生不利影響。

    金屬腐蝕是指金屬與周圍接觸到的氣體或液體進行化學反應(yīng)而腐蝕的過程?;旧峡煞譃榛瘜W腐蝕和電化學腐蝕兩大類。此外,還有沖蝕、介質(zhì)溫度影響和生物腐蝕等。

    一、化學腐蝕

    指金屬單純由于化學作用而引起的腐蝕。例如金屬在干燥空氣中或非電解質(zhì)溶液(酒精、汽油、苯等)中的腐蝕。例如鐵在高溫下跟氧氣直接反應(yīng)產(chǎn)生氧化鐵(皮狀),氯氣與鋼鐵或其他金屬直接反應(yīng)而發(fā)生腐蝕;鐵、鋁、鋅等在干燥空氣中也可被氧化而形成一層氧化膜(鋁形成的Al2O3膜層比較致密牢固,有的隔離保護作用,可防止其下層金屬接觸腐蝕性物質(zhì)而進一步被腐蝕,鐵的氧化膜則質(zhì)地疏松,容易吸水,反而促使下層金屬腐蝕)??傊?,化學腐蝕的化學反應(yīng)較簡單,僅僅是金屬跟氧化劑之間的氧化還原反應(yīng)。

    二、電化學腐蝕

    金屬接觸到電解質(zhì)溶液,發(fā)生原電池效應(yīng),比較活潑的金屬原子失去電子而被氧化,腐蝕過程中有電流產(chǎn)生,叫電化學腐蝕或電化腐蝕。例如:鋼鐵在潮濕空氣中,表面吸附一層薄薄的水膜,純水是弱電解質(zhì),它能電離出少量的H+和OH-,同時由于空氣里的CO2的溶解,使水里的H+增多。結(jié)果在鋼鐵表面形成了一層電解質(zhì)溶液薄膜,它跟鋼鐵的鐵和少量的碳(或其它雜質(zhì))恰好構(gòu)成了原電池。因此,鋼鐵制品的表面就形成了無數(shù)微小的原電池。在這些原電池里,鐵是負,碳是正,這時作為負的鐵就失去電子而被氧化:Fe-2e=Fe2+;在正,溶液里的H+電子而被還原,后產(chǎn)生氫氣在碳的表面放出:2H++2e=H2↑;這種腐蝕通常叫析氫腐蝕。如果鋼鐵表面水膜酸性很弱或呈中性,在負上也是鐵失去電子而被氧化成Fe2+,而在正上主要是溶解于水膜里的氧氣電子而被還原:Fe-2e=Fe2+,2H2O+O2+4e=4OH-,這種腐蝕叫吸氧腐蝕。

    從本質(zhì)上看,電化學腐蝕和化學腐蝕都是鐵等金屬原子失去電子而被氧化的過程,而電化腐蝕過程伴有電流產(chǎn)生,化學腐蝕過程卻沒有,在一般情況下,兩種腐蝕往往同時發(fā)生。造成電化學腐蝕的外因主要是大氣中的二氧化碳、二氧化硫、氨、氧等成分及材料表面的灰塵、銹蝕傷痕等。內(nèi)因則是金屬材料的電位不同,化學成分及材料內(nèi)部的組織的不均勻性等。此外,相對濕度的因素也很重要,當達到金屬材料內(nèi)部臨界濕度時,腐蝕速度將急劇增大(鋼材的臨界濕度約為70%)。需要說明的是電電位高的銀、銅等,不易失去電子變?yōu)殡x子,所以不易腐蝕。鋅、鉻、鎳等雖具有負電電位,但在空氣中能生成具有保護作用的氧化膜,使表面的電電位向正的方向明顯躍變(此現(xiàn)象叫鈍化),因此也具有相當好的耐蝕能力。不銹鋼由于含有鎳、鉻等易于鈍化的元素,奧氏體不銹鋼具有單相組織,所以耐蝕性很好。而一般鋼材,不具有均勻的多相組織,故耐蝕能力很低。

    三、其它原因

    (1)材質(zhì)不良,金相組織含有超標的雜質(zhì),或管壁有小孔,或內(nèi)壁粗糙,或鍍鋅、鉻層附著不牢固,不能很好地起保護作用。

    (2)設(shè)計不良,如將室外的管件溝兼作排水溝,溝內(nèi)相對濕度很高,管外壁靠地一側(cè)經(jīng)常有凝結(jié)水,給電化學腐蝕提供了有利條件。有些管件在使用后水不能排空,在管壁、空氣、水三者同時接觸處的界面電化學腐蝕嚴重。有的立管穿過污水或小便槽,同樣存在此弊端。

    (3)施工安裝不良時,對鍍鋅鋼管進行了套絲或焊接,減薄了管壁及破壞了鍍鋅層,而又不作處理;或者沒有對管件系統(tǒng)進行清洗或吹掃,管內(nèi)存積大量殘渣和積水,為腐蝕創(chuàng)造了條件。

    (4)管理維護不良,發(fā)現(xiàn)了銹蝕或滲漏等問題,不及時作除銹補漆和檢修排除故障;或因不按時進行巡視檢查,沒有及時發(fā)現(xiàn)被嚴重腐蝕的管段,導(dǎo)致腐蝕加劇,產(chǎn)生嚴重后果。