不銹鋼管電流腐蝕的成因及防范研究

1、摘要：近年來，薄壁不銹鋼供水管在公共建筑、城市住宅及燃氣輸送管道中已大量應用，大家對不銹鋼腐蝕有比較多的了解與防范，但是很多人對不銹鋼管“電流腐蝕”認識不多。為此，筆者根據(jù)薄壁不銹鋼管在全國區(qū)域不同環(huán)境下的安裝與應用，對不銹鋼管件“電流腐蝕”形成的原因及防范進行分析與研究，與大家共同討論和分享，能為大家提供更多的經(jīng)驗和借鑒。關鍵詞：不銹鋼管電流腐蝕成因與防范在現(xiàn)代社會，隨著電力、交通、雷達站、電氣化鐵路的快速發(fā)展，相關電力高壓送配電和載波發(fā)射設施與日俱增，向空中和地面輻射強大的電流和電磁波能量，產(chǎn)生較多的電流干擾。而這種雜散電流電壓在不銹鋼管道與帶有電流的墻體之間流動，很容易導致不銹鋼管“電流

2、腐蝕”的產(chǎn)生。這種腐蝕速度快，產(chǎn)生頻率在增加，必須引起大家的關注，研究更多的措施予以防范與控制。一、什么是“電流腐蝕”“電流腐蝕”又稱電化學腐蝕，當兩種電化學勢能差較大的金屬相互接觸過程中可能產(chǎn)生這種腐蝕。如碳鋼等金屬和不銹鋼接觸后，在雜散電流的驅動下，使兩種金屬產(chǎn)生一個電流回路，兩個構件之間會引發(fā)電化學腐蝕。若在電流的持續(xù)作用下，腐蝕速度加快，能在短時間內(nèi)腐蝕構件。二、“電流腐蝕”成因及分析1、雜散電流的產(chǎn)生及定義：交流雜散電流主要來源于工業(yè)用電的傳輸、感應和饋地。如變電站、雷達站、載波發(fā)射和有線廣播站附近都會有強烈的交流雜散電流產(chǎn)生。直流雜散電流主要由電氣化鐵路、直流電機電器、各類接地避雷

3、裝置等產(chǎn)生。雜散電流的定義:“在非指定回路上流動的電流”。這個定義為：只要是沒有按照期望的路徑流動的電流，都叫雜散電流。2、不銹鋼管件“電流腐蝕”機理：由于外界變電流、電壓和人為因素形成的散雜電流，導致建筑工程墻體帶有雜散電流。不銹鋼管道安裝時未經(jīng)絕緣處理，使不銹鋼管通過管卡支架等與墻體（或者其它管道）接觸，使電流形成一個閉合回路，從而造成電流腐蝕（見下圖1）（圖1：外界產(chǎn)生的雜散電流）3、不銹鋼管“電流腐蝕”產(chǎn)生的原因：以上我們講到的當兩種電位差較大的金屬如碳鋼與不銹鋼接觸，遇到周圍環(huán)境帶有電壓電流的作用，會出現(xiàn)電化學腐蝕。主要有三種原因造成。（1）不銹鋼管通過管卡支架等與帶有電流的墻體接觸

4、，使雜散電流形成一個閉合回路（或者電焊的搭鐵），容易造成電流腐蝕（見下圖2）。（圖2：電流形成閉合回路）（2）安裝過程中殘留在管道內(nèi)的碳金屬、砂輪切割沫、焊接氧化物和碳鋼打磨粉層等介質，在帶有電壓電流的作用下會出現(xiàn)不同程度的電流腐蝕。（3）不銹鋼管道在安裝中與排水管、電纜管、供氣管、消防等管道交叉接觸，再遇有雜散電流的影響，就會出現(xiàn)管道電流腐蝕。3、電流腐蝕的特點：不銹鋼管件在電流電壓的作用下產(chǎn)生的腐蝕表現(xiàn)有：（1）腐蝕迅速快；（2）多集中于局部；（3）腐蝕呈針眼孔狀（見下圖3）；（4）在外部包有防腐層時（帶有碳黑離子的保溫材料），不銹鋼管表面會出現(xiàn)點狀蝕坑（見下圖4）。三、案例分析與試驗1、

5、案例分析。2012年8月我公司在重慶一個五星級酒店項目，安裝在大樓洗衣房內(nèi)的DN50mm不銹鋼供水橫管，安裝后僅18天左右，管材就腐蝕被擊穿，出現(xiàn)不同大少的穿孔，管道試壓產(chǎn)生漏水（圖3所示）。其次，安裝施工中在不銹鋼橫管外包裹了一層黑色橡塑保溫材料，不銹鋼管材表面出現(xiàn)腐蝕坑（圖4所示）。（圖3：管件電腐蝕呈穿孔狀，周圍無腐蝕）（圖4：管材腐蝕產(chǎn)生的蝕坑）腐蝕發(fā)生后，我們根據(jù)安裝現(xiàn)場材質化驗和腐蝕狀態(tài)剖析，經(jīng)過專家論證和分析認為：分析一：是殘留在不銹鋼管內(nèi)的活性金屬等腐蝕介質（砂輪切割沫、殘留的焊接氧化物，碳鋼打磨粉層塵）與鋼管內(nèi)壁接觸，經(jīng)電流通過不銹鋼管時，殘留的腐蝕介質與鋼管接觸的部位產(chǎn)生電

6、化學腐蝕，呈穿孔狀，腐蝕速度快。分析二：出于保溫的需要，施工方在不銹鋼管材外包覆了黑色橡塑發(fā)泡材料，這種材料中含有碳黑（含碳物質，碳黑可分為補強碳黑、導電碳黑、耐磨碳黑），碳黑是個導體，這就使得保溫材料也具有一定的導電性，使不銹鋼鋼管與橡塑保溫層貼合在一起，兩者之間形成多個觸點，經(jīng)電流的作用，使得不銹鋼管材表面出被腐蝕淺坑。分析三：電流腐蝕的現(xiàn)象多存在于橫管中，其原因是沉淀于不銹鋼管內(nèi)的腐蝕介質遇到雜散電流而造成電流腐蝕。而在安裝豎立的水管中這種現(xiàn)象發(fā)生很少。所以安裝過程中對管道內(nèi)的金屬殘留物不要忽視，一定要注意清理干凈。2、電流腐蝕試驗。這幾年隨著行業(yè)電流腐蝕事故的產(chǎn)生，為增強對電流腐蝕認識

7、和了解，更多掌握電流腐蝕的形成原因。2013年浙江正康實業(yè)有限公司實驗室根據(jù)電流腐蝕的原理自主研制了“雜散電流腐蝕”的試驗設備，通過發(fā)射不同的雜散電流，在管道通水加壓的情況下，計算不同電流對腐蝕時間與程度。這在不銹鋼管道行業(yè)尚屬唯一的新試驗項目（見下圖5）。（圖5：雜散電流腐蝕試驗設備）四、預防不銹鋼管件電流腐蝕的措施和對策根據(jù)多年生產(chǎn)、安裝和使用的經(jīng)驗，防止不銹鋼電流腐蝕，貫穿于設計、安裝全過程。1、管道設計的預防。在管道設計過程中，一是盡量減少施工現(xiàn)場的焊接，確需焊接要進行氣體保護和后序處理，防止焊接殘留物留在管道內(nèi)造成電流腐蝕，可選擇雙卡壓式鏈接管道；二是設計要避免和其它管道的接觸，防止

8、雜散電流形成回路造成電流腐蝕，確需交叉的要做絕緣處理；三是環(huán)境不佳、濕度較大、海濱城市等環(huán)境不好時，可考慮改用316材質。2、安裝施工過程的預防。不銹鋼的耐腐蝕性能不是絕對的，在不利因素和條件下不銹鋼也會發(fā)生腐蝕，因此在安裝過程中要盡量避免電流腐蝕的產(chǎn)生。第一，在安裝施工過程中避免在不銹鋼管內(nèi)殘留砂輪切割沫，焊接氧化物和碳鋼粉塵等腐蝕介質的產(chǎn)生，避免因電流的作用而造成電流腐蝕。第二，必須防止將不銹鋼管道作為電焊的搭鐵，這樣容易人為形成電流回路，造成管道電流腐蝕。第三，城市的各種建筑物會不可避免地受到電力線路，通訊線路，或者電氣化鐵路、直流電機等產(chǎn)生的雜散電流的干擾。因此，在管件安裝時要盡可能考慮做絕緣處理，避免產(chǎn)生電流回路造成的電流腐蝕，可采取以下方法：（1）盡量減少不銹鋼管件與其它不同介質金屬的接觸，如需鏈接時盡可能使兩種金屬之間彼此電絕緣。（2）在安裝時盡量避免不銹鋼管路與其它管道之間接觸，避免雜散產(chǎn)生回路，發(fā)生電流腐蝕，不可避免時需做絕緣處理。（3）對明確帶有散雜電流的建筑物，在管道安裝時可間隔一定距離采取電絕緣處理，采用活接或安裝絕緣法蘭，切斷雜散電流的循環(huán)路線，避免對不銹鋼管產(chǎn)生電流腐蝕。結束