污水處理場管線腐蝕原因分析及對策

1、佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 一、設(shè)備腐蝕原因分析一、設(shè)備腐蝕原因分析 1、我公司所處理的污水屬于高含硫污水，污 水中含有較高的硫化物和氯離子等，對管線和設(shè) 備腐蝕較嚴重。從拆除下來的管線和當(dāng)前腐蝕泄 漏情況來看，腐蝕主要表現(xiàn)為全面腐蝕和局部腐 蝕，局部腐蝕主要是磨損腐蝕、小孔腐蝕和縫隙 腐蝕等腐蝕類型。從拆除的管線腐蝕現(xiàn)象看，存 在較多的小孔，腐蝕深度大約在2mm左右，造成 管線腐蝕泄漏。 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 一號集泥池排泥管一號集泥池排泥管 漏點漏點 漏點漏點 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 一級氣浮入口管一級氣浮入口管中

2、間水池水管中間水池水管 漏點漏點 漏點漏點 漏點漏點 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 2、廣東酸雨較多，西江水位較高，公司地下管道 有相當(dāng)一大部分浸泡在非常潮濕的土壤中。土質(zhì) 一般呈中性或堿性。金屬在土壤的腐蝕與電解液 中腐蝕本質(zhì)是一樣的。大多數(shù)的金屬在土壤中的 腐蝕屬于氧去極化腐蝕。 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 陽極過程陽極過程 陽極過程：碳鋼進行溶解并放出電子 nH20+Fe=Fe2+nH20+2e 鐵離子與氫氧根離子進一步生成氫氧化亞鐵 Fe2+20H-=Fe(OH)2 氫氧化亞鐵在氧和水的作用下，生成氫氧化鐵。 2Fe(OH)2+1/202+H2

3、0=2Fe(OH)3 氫氧化鐵的溶解度很小，但比較疏松地覆蓋在鋼 鐵表面，使上述過程可以繼續(xù)進行。 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 公司污水裝置是公司污水裝置是1998年建成的，年建成的，2007年經(jīng)過改造，年經(jīng)過改造， 采用較薄的焊縫管，且因工期防腐力度不夠，污采用較薄的焊縫管，且因工期防腐力度不夠，污 水腐蝕性強，再加上介質(zhì)流動具有沖刷性，水腐蝕性強，再加上介質(zhì)流動具有沖刷性， 這些不利因素加劇了腐蝕速度。這些不利因素加劇了

4、腐蝕速度。廠區(qū)大氣中除了 含有SO2氣體外，還有CO2和氯化物及其它許多污 染物，所以腐蝕特別嚴重。由于鐵有自然形成鐵 的氧化物的傾向，它在很多環(huán)境中是高度活性的， 正因為如此它也具有一定的耐蝕性。有時候會與 空氣中氧化反應(yīng)，在表面形成保護性的氧化物薄 膜，這層膜在99相對濕度的空氣中能夠防止銹 蝕。但是要存在0.01的SO2就會破壞膜的 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 效應(yīng)，使腐蝕得以繼續(xù)進行。大氣中的SO2、SO3和 CO2溶于雨水或潮濕的空氣中生成硫酸和碳酸，附 著在動設(shè)備、金屬框架表面。由于酸液的作用，使 涂層腐蝕遭到破壞。涂層如果是低分子量聚合物， 則氣孔率較大，水

5、分子比較容易通過涂層表面到達 涂層與基體之間的界面，使涂層的結(jié)合強度下降， 進而使涂層剝離或鼓包。涂層下的金屬腐蝕是由電 化學(xué)作用引起的。在陰極，氧有去極化的作用，反 應(yīng)如下：02+H2+2e=20H一；因此，涂層下泡內(nèi)溶液 呈堿性，也叫堿性泡，這時陰極部位的pH值可高達 13以上。界面一旦形成高堿性狀態(tài)， 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 就進一步發(fā)生基體氧化膜的堿性溶解和涂層的堿 性分解。在陽極發(fā)生如下反應(yīng)：Fe=Fe2+4-2e；Fe2+ 與氧、水及OH一反應(yīng)可以生成Fe(OH)：及 Fe(OH)，、Fe203XH：O等腐蝕產(chǎn)物，其體積要增 大好幾倍，漆膜鼓起，最后破裂而

6、成“透鏡”。 這時泡內(nèi)溶液呈酸性，故稱酸性泡，泡內(nèi)pH值僅 為24。所以從漆膜脫落部位產(chǎn)生的陰極、陽極 反應(yīng)來看，由于陰極反應(yīng)產(chǎn)生的OHl島子使得界面 pH值上升，造成Fe2+離子水解： Fe2+2H20=Fe(OH)2+2H+；這時又使界面pH值降 低，從而加速了陽極反應(yīng)(金屬的腐蝕)， 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 使腐蝕面積擴大，漆膜剝落的范圍也擴大，有的設(shè) 備表面涂刷的漆不到0.5 a就出現(xiàn)開裂、脫落、使設(shè) 備遭到腐蝕。尤其是機泵在室外使用的更為嚴重。 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 二、污水中所含的主要介質(zhì)及工作條件二、污水中所含的主要介質(zhì)及工作

7、條件 類型 介質(zhì)及工作條件 溶劑型各種油類、苯類、醇類 酸C、H2S0。、HCl、SCN及其它酸類 堿NaOH(固體與液體堿)、其它堿類 鹽硫酸鹽、磷酸鹽、碳酸鹽、其它鹽類 pH值變化范圍2.614；長期在69之間 溫度1542，一般在20-30之間 池體液面高度距池底2-6m，一般在0.5-1m之間波動 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 2、材質(zhì)選用比較、材質(zhì)選用比較 管道種 類 說明優(yōu)缺點 連接 方 法 材料價格（以管 線為例） 備注 規(guī)格價格 碳鋼管 20# 根據(jù)掛片檢測結(jié)

8、 果在污水中 腐蝕達 0.5mm/a,特 別是在水解 酸化之后的 流程，腐蝕 特別是坑蝕 表現(xiàn)較為明 顯，建議不 采用。 耐腐蝕 性 差， 費 用 較 低。 電焊 焊 接 DN100 4.5 mm 81.25元 /m 可自行檢 修 DN150 4.5 mm 112.27元 /m 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 管道種 類 說明優(yōu)缺點 連接 方法 材料價格（以管線為 例）備注 規(guī)格價格 不銹鋼 管 304 在污水中基本 沒有腐蝕，掛 片在A/O池兩年 測量基本未發(fā) 生變化。利舊 時可以考慮使 用。 廣泛應(yīng)廣泛應(yīng) 用，耐用，耐 腐蝕性腐蝕性 好，但好，但 費用高。費用高。 電焊

9、焊接 DN100 4.5mm 410.05元/m 可自 行檢 修 DN150 4.5mm 598.32元/m 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 管道種 類 說明優(yōu)缺點 連 接 方 法 材料價格（以管線為 例） 備注 規(guī)格價格 聚氯乙 烯管 PVC管 PVC化學(xué)中文 名為聚氯乙烯， 分子式為 CH2 - CHCl n，具 有優(yōu)良的耐腐 蝕性能，能耐 多種酸堿鹽溶 液、有機溶劑。 加工方便， 成本低。綜 合力學(xué)性能 良好。有較 好的抗拉、 抗彎、抗壓 和抗沖擊能 力。有較好 的電氣絕緣 性能。缺點 是耐熱性能 差。 法 蘭 連 接 和 熱 風(fēng) 連 接 DN100 1.0MPa 59

10、.10元/m 第一次 安裝包 工包料， 以后可 自己檢 修，但 需要買 焊接設(shè) 備 DN150 1.0MPa 127.20元/m 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 聚 乙 烯 管 P E 管 PE化學(xué)中文名為聚已烯，分子式為 nCH2=CH2 CH2CH2 CH2CH2，PE材料由于其強度 高、抗腐蝕、無毒等特點，被廣泛應(yīng)用 于給水管制造領(lǐng)域。因為它不會生銹， 所以，是替代普通鐵給水管的理想管材。 給水用PE管材是傳統(tǒng)的鋼鐵管材、聚 氯已烯飲用水管的換代產(chǎn)品。PE管有 以下幾種：（1） LDPE：低密度聚乙 烯、高壓聚乙烯 ；（2） LLDPE：線 形低密度聚乙烯；（3） MD

11、PE：中密 度聚乙烯、雙峰樹脂；（4） HDPE： 高密度聚乙烯、低壓聚乙烯 ；（5） UHMWPE：超高分子量聚乙烯 ；（6） 改性聚乙烯：CPE、交聯(lián)聚乙烯 （PEX）；（7）乙烯共聚物：乙烯-丙 烯共聚物（塑料）、EVA、乙烯-丁烯 共聚物、乙烯-其它烯烴（如辛烯POE、 環(huán)烯烴）的共聚物、乙烯-不飽和酯共 聚物（EAA、 EMAA 、EEA、EMA、 EMMA、EMAH）；分子量達到3， 000，000-6，000，000的線性聚乙烯稱 為超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。超 高分子量聚乙烯的強度非常高，可以用 來做防彈衣。 PE管的優(yōu)點：連接可靠：采用熱熔 方式連接，強度高。低溫抗沖

12、擊性 好：可在-60至60溫度范圍使用。 抗應(yīng)力開裂性好。耐化學(xué)腐蝕性好： HDPE管道可耐多種化學(xué)介質(zhì)的腐蝕， 土壤中存在的化學(xué)物質(zhì)不會對管道造 成任何降解作用。聚已烯是電的絕緣 體，因而不會發(fā)生腐爛、生銹或電化 學(xué)腐蝕現(xiàn)象。耐老化，使用壽命長： 含有2-2.5%的均勻分布的碳黑的聚已烯 管道能夠在室外露天存放或使用50年， 不會因蒙受紫外線輻射而傷害。耐 磨性好，在泥漿輸送領(lǐng)域同鋼管相比， HDPE管道具有更好的耐磨性。水流 阻力?。篐DPE管道具有光滑的內(nèi)表面， 其曼寧系數(shù)為0.009。降低了管路的壓 力損失和輸水能耗材料費用較低。 PE管的缺點：撓性大： HDPE管道 的柔性使得它容易

13、彎曲，作為管線使 用時容易“塌腰”。對于環(huán)境應(yīng)力 (化學(xué)與機械作用)敏感，耐熱老化性差， 添加碳黑可有效改善其性能，但添加 量因各生產(chǎn)廠沒有統(tǒng)一的規(guī)范存在差 異，一般添加量為百分之一到二點五。 法蘭連接 和電熔焊 接 DN100 1.0MPa 60.70元 /m 第 一 次 安 裝 包 工 包 料， 以 后 可 自 己 檢 修， 但 需 要 買 焊 接 設(shè) 備 DN150 1.0MPa 127.80 元/m 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 PE管管 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 鋼骨架高密 度聚乙烯塑 料復(fù)合管 鋼骨架以低碳鋼絲焊 接網(wǎng)為增強骨架，以 高密

14、度聚乙烯為基體， 采用拉模成型技術(shù)連 續(xù)復(fù)合而成的雙面防 腐耐壓管道。管道內(nèi) 壓15.5MPa，特別適 用于高含硫的油、氣、 水等介質(zhì)的輸送，使 用壽命可達50年，具 有卓越的綜合性能。 可考慮采用。 優(yōu)點：強度與剛度 高，各種口徑的管 道內(nèi)壓在15.5MPa 之間；內(nèi)壁光滑不 結(jié)垢，粗糙度為鋼 管的1%，輸送流 體能耗低；隔熱性 能好；在鋼骨架的 約束下，膨脹性大 大降低。缺點：撓 度大，容易“塌 腰”；費用相對高 一些。 法蘭 連接 和電 熔焊 接 DN100 1.0MPa 88.01元 /m 第一 次安 裝包 工包 料， 以后 可自 己檢 修， 但需 要買 焊接 設(shè)備 佛山中油高富石油有

15、限公司佛山中油高富石油有限公司 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 設(shè)備的防腐經(jīng)驗有設(shè)備的防腐經(jīng)驗有3條：條：(1)管線和動設(shè)備的備件采 用不銹鋼等耐腐蝕材質(zhì)的。(2)將含有雜質(zhì)多的冷卻 水改為工業(yè)水；對動設(shè)備外殼、支架等刷油防腐。 (3)減少大氣有害氣體對設(shè)備的腐蝕。 根據(jù)以上分析，建議污水處理場管線選用不銹鋼鋼根據(jù)以上分析，建議污水處理場管線選用不銹鋼鋼 管，或進行少量試用管，或進行少量試用PE管或復(fù)合管成功后，選用管或復(fù)合管成功后，選用 PE管或復(fù)合管。管或復(fù)合管。 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 一、設(shè)備

16、腐蝕原因分析一、設(shè)備腐蝕原因分析 1、我公司所處理的污水屬于高含硫污水，污 水中含有較高的硫化物和氯離子等，對管線和設(shè) 備腐蝕較嚴重。從拆除下來的管線和當(dāng)前腐蝕泄 漏情況來看，腐蝕主要表現(xiàn)為全面腐蝕和局部腐 蝕，局部腐蝕主要是磨損腐蝕、小孔腐蝕和縫隙 腐蝕等腐蝕類型。從拆除的管線腐蝕現(xiàn)象看，存 在較多的小孔，腐蝕深度大約在2mm左右，造成 管線腐蝕泄漏。 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 陽極過程陽極過程 陽極過程：碳鋼進行溶解并放出電子 nH20+Fe=Fe2+nH20+2e 鐵離子與氫氧根離子進一步生成氫氧化亞鐵 Fe2+20H-=Fe(OH)2 氫氧化亞鐵在氧和水的作用下

17、，生成氫氧化鐵。 2Fe(OH)2+1/202+H20=2Fe(OH)3 氫氧化鐵的溶解度很小，但比較疏松地覆蓋在鋼 鐵表面，使上述過程可以繼續(xù)進行。 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 效應(yīng)，使腐蝕得以繼續(xù)進行。大氣中的SO2、SO3和 CO2溶于雨水或潮濕的空氣中生成硫酸和碳酸，附 著在動設(shè)備、金屬框架表面。由于酸液的作用，使 涂層腐蝕遭到破壞。涂層如果是低分子量聚合物， 則氣孔率較大，水分子比較容易通過涂層表面到達 涂層與基體之間的界面，使涂層的結(jié)合強度下降， 進而使涂層剝離或鼓包。涂層下的金屬腐蝕是由電 化學(xué)作用引起的。在陰極，氧有去極化的作用，反 應(yīng)如下：02+H2+2

18、e=20H一；因此，涂層下泡內(nèi)溶液 呈堿性，也叫堿性泡，這時陰極部位的pH值可高達 13以上。界面一旦形成高堿性狀態(tài)， 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 佛山中油高富石油有限公司佛山中油高富石油有限公司 聚 乙 烯 管 P E 管 PE化學(xué)中文名為聚已烯，分子式為 nCH2=CH2 CH2CH2 CH2CH2，PE材料由于其強度 高、抗腐蝕、無毒等特點，被廣泛應(yīng)用 于給水管制造領(lǐng)域。因為它不會生銹， 所以，是替代普通鐵給水管的理想管材。 給水用PE管材是傳統(tǒng)的鋼鐵管材、聚 氯已烯飲用水管的換代產(chǎn)品。PE管有 以下幾種：（1） LDPE：低密度聚乙 烯、高壓聚乙烯 ；（2） LLDPE：線 形低密度聚乙烯；（3） MDPE：中密 度聚乙烯、雙峰樹脂；（4） HDPE： 高密度聚乙烯、低壓聚乙烯 ；（5） UHMWPE：超高分子量聚乙烯 ；（6） 改性聚乙烯：CPE、交聯(lián)聚乙烯 （PEX）；（7）乙烯共聚物：乙烯-丙 烯共聚物（塑料）、EVA、乙烯-丁烯 共聚物、乙烯-其它烯烴（如辛烯POE、 環(huán)烯烴）的共聚物、乙烯-不飽和酯共 聚物（EAA、 EMAA 、EEA、EMA、 EMMA、EMAH）；分子量達到3， 000，000-6，