管道工程论文供水管道腐蚀的危害及防治技术

管道工程论文供水管道腐蚀的危害及防治技术

一、管道腐蚀的危害
　　较之燃气等其它市政管网，自来水管线对完整性的要求稍低，腐蚀破损一般不会造成突发性人身重大事故，故对其防护往往忽视。实际上腐蚀对管网平稳运行的破坏作用相当严重，且随锈蚀开始即已发生。其影响主要表现在三个方面，首先是管体破损和腐蚀产物造成水质的二次污染，其次是漏损增加，再者是管网过水截面减少和磨阻增大而影响供水能力。
　　1、污染水质
　　管网的泄露和锈蚀是水质事故的重要成因。来自国内大中城市自来水公司的调查数据显示，末端水的浊度、细菌总数、总大肠菌群和游离余氯全年综合合格率较出厂水降低3.05%。在这些菌中有病原菌，也有对管道起腐蚀作用的细菌。这些各种各样的细菌，有的严重影响水质，有的则加剧了管道腐蚀，从而缩短管道的使用寿命。水质受到污染，严重影响了用水者对自来水使用的信心。据调查，建设初期铺设的许多管道当时未采用内外防腐措施，现在锈蚀已相当严重，成为“红水”、“黑水”等水质事故的诱因。
　　2、漏损增加
　　根据联源公司一项深圳地区的管网检漏报告显示，1999年仅查出的漏量就698.78m3/h，按现行水价1.5-2.0元/ m3计，年直接经济损失高达1000余万元。在总共112处漏点中，因腐蚀造成的为60处，占漏量总数的53..57%，漏量达397.07 m3/h，占漏量总数的56.38%。无论漏点数还是漏量，腐蚀原因都居第一位，比其它所有种类的总和还多。
　　3、供水能力降低
　　由于长期受到水的腐蚀作用，管内壁上生成一种含有多种成分和细菌的“生长环”，这些锈垢逐年加厚，不仅影响供水水质，还严重影响原有管道的过水断面，降低输水能力，也使管道阻力增大，而造成供水压力下降。为了保证供水服务的水压，必须采用高扬程水泵来加大水压，这不仅浪费电能，也会增大漏失水量。
　　
二、管道防腐技术现状
　　以上可见，保证管道的安全正常运行是非常重要的，目前城市给排水管道都要求对管道进行防腐处理，以延长管道的使用寿命，保证供水管道的安全可靠运行。早期自来水管线外防腐基本上是沥青类一统天下，随着化学工业的进步和管线向恶劣地带的延伸，环氧煤沥青、胶带等先后用于管线外防腐;水泥沙浆、饮用水涂料先后用于管线内防腐，不同种类防腐方案为防腐设计提供了广阔的选择空间，使我们可根据不同的工况选择相应的防腐方案，达到最佳的投入产出比。
　　1、环氧煤沥青涂层
　　为改善其粘结力和减轻环境污染，在沥青中加入环氧树脂就制成了环氧煤沥青涂料。其与玻璃布共同形成的环氧煤沥青涂层适用于地质条件较为复杂，土壤电阻率中等的地段，较好满足了市政管线防腐的需要，成为国内城市自来水管线的主流涂层。环氧树脂的加入使涂层的粘接力大大增强，该涂料使用时无须熬制，实现了冷涂装，从而使其对环境的影响大大减小。但涂装后需要几天时间才能完全固化投入使用。固化时气温变化、扬尘、雨雪等对涂层性能都有重要和直接的影响，涂料配制时的比例需按气温进行相应调整，故对操作场地和人员的素质要求较高。
　　2、胶带
　　胶带由聚乙烯单面涂敷胶粘剂而成，较好克服了环氧煤沥青涂层的缺点。施工时螺旋缠绕在涂刷了快干底漆的钢管表面，其外侧为光滑且化学惰性的聚乙烯，与土壤间作用很弱，因而较好避免了土壤应力对涂层的破坏。聚乙烯具有很强的电绝缘能力和抗老化性，缠绕后管道可立即下沟回填。其施工过程基本无污染，环境对其性能基本无影响，胶带材料本体在工厂成型，可保证厚度和质量均匀，操作人员素质对防腐层性能的影响大大减小，这些特点使胶带可非常方便地现场操作。配合便携式机具，很适合市政管道有较多管件的操作环境，从而受到市政部门的大力欢迎。
　　3、饮用水涂料
　　饮用水涂料较好解决了沙桨衬层的缺点，根据品种及使用环境不同，涂层厚度0.15-0.5mm。对管径的影响很小，表面光滑不结垢，可使过水能力提高8%-10%，同时因磨阻降低，可减少能耗6%-8%，缺点在于价格稍高。由于是用在管内壁，环境气候对固化过程的影响很小，国内较多使用的无毒环氧饮水涂料。使用饮用水涂料时需要注意的问题是涂料对水质的影响。
　　
三、腐蚀管道的处理技术
　　管道腐蚀之后重新敷设对城市破坏较大，而且费用不菲。目前比较成熟的免开挖管道修复技术除了能保证管道的使用寿命外，还减少了对城区的破坏，成本也较新敷设管道低，是解决供水管道腐蚀问题的行之有效的新方法，目前在深圳、武汉、济南等地已有成功应用。其主要的技术方法是刮管以及刮管之后的管道衬里。
　　(一)刮管
　　1、高压射流法
　　这种方法，可以不需要断管面利用管道本身的一些附属设备进行除垢，使用的喷头直径很小，喷射出水流的除垢效果距离喷头越近越好。适合清洗中、小型口径的管道。
　　2、机械刮管
　　机械刮管的施工长度一般每次可刮管100-150米，对于较长距离的管道要分成若干个清洗段，分别断开，逐段实施，从而增加人工开挖工程量和施工停水时间。机械刮管涂衬每进行一个工作段，需要断管、刮管、涂衬、水泥砂浆养护、冲管等多道工序，一般要5-7天才能完成。
　　3、弹性冲管器法(Poly-Pig清管法)
　　Poly-Pig，意思是利用充气的特制工具来刮掉管道内壁附着物。使用Poly-Pig清洗管道，可针对软硬不同的锈蚀、结垢，选用不同形式的清管器，既可除掉管道内的锈蚀结垢物，也能对新排管道通水前进行清除，并且节水、高效。Poly-Pig清管方法适用于DN100以上的各种口径管道除垢工作，一次清管长度可由几十米到几千米，只要管道没有变径，可通过任何角度的弯管和阀门(除蝶阀外)，进行长距离清管。清管时施工停水时间短，一般100米的管道，只用一天就可以清洗干净，并恢复供水。弱点是目前国内还没有与其配套的衬里技术，另外，除锈效果也不是很好。
　　4、空气脉冲法
　　这种方法利用气水混合物不断变换压力使管道内壁附着物脱落，这是一种特别适合城市供水管道内除锈的方法。
　　除锈是管道翻新的基础。另外，从外地成功经验看，单纯利用一种方法的效果都不太理想。故应针对管道内结垢成分进行调研后，才能找出一种行之有效的方法。
　　(二)管道衬里
　　旧管道刮管除锈后的管道衬里可使旧管道恢复原有输水能力，延长管道的使用寿命，这项工作是非常必要的。但刮管以后如不进行涂衬的管道，通水后的腐蚀速度是非常快的。衬里技术主要有前面介绍的水泥砂浆法以及环氧树脂涂衬法、内衬软管法。
　　1、环氧树脂涂衬法
　　环氧树脂具有耐磨性、柔软性、紧密性，使用环氧树脂和硬化剂混合后的反应型树脂，可以形成快速、强劲、耐久的涂膜。环氧树脂的喷涂方法一次喷涂的厚度为0.5-1mm，便可满足防腐要求。使用速硬性环氧树脂涂衬后，经过2小时的养护，清洗排水后便可使管道投入运行。
　　2、内衬软管法
　　用内衬软管法来解决旧管道防腐的方法，有滑衬法、反转衬法、“袜法”及用Poly-Pig拖带聚胺脂薄膜的方法等。这些方法都能形成“管中有管”的防腐形式，防腐效果非常好，在长距离无支管的情况下特别适用，但不适合城市供水管道。
　　利用不开挖技术对管道进行翻新，在保证管道使用寿命的前提下改善水质，是一种行之有效的城市地下管道施工技术。
　　目前，旧管道内沉积和锈蚀的日益严重，不仅降低了供水能力，还导致管道内水质恶化，影响区域形象。因此，加强给水管道的科学管理，正确解决管道内的沉积锈蚀，利用管道的刮管与涂衬，是提高效益、节约资金、搞好服务的一项重要措施，它既能改善供水水质，又可延长管道的使用寿命，有不容忽视的经济效益和社会效益。