在現(xiàn)代社會(huì),隨著電力、交通、雷達(dá)站、電氣化鐵路的快速發(fā)展,相關(guān)電力高壓送配電和載波發(fā)射設(shè)施與日俱增,向空中和地面輻射強(qiáng)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(dòng),很容易導(dǎo)致不銹鋼管“電流腐蝕”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(guān)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(xué)腐蝕,當(dāng)兩種電化學(xué)勢(shì)能差較大的金屬相互接觸過(guò)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(qū)動(dòng)下,使兩種金屬產(chǎn)生一個(gè)電流回路,兩個(gè)構(gòu)件之間會(huì)引發(fā)電化學(xué)腐蝕。若在電流的持續(xù)作用下,腐蝕速度加快,能在短時(shí)間內(nèi)腐蝕構(gòu)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(lái)源于工業(yè)用電的傳輸、感應(yīng)和饋地。如變電站、雷達(dá)站、載波發(fā)射和有線廣播站附近都會(huì)有強(qiáng)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(jī)電器、各類接地避雷裝置等產(chǎn)生。
雜散電流的定義:“在非指定回路上流動(dòng)的電流”。這個(gè)定義為:只要是沒(méi)有按照期望的路徑流動(dòng)的電流,都叫雜散電流。
2、不銹鋼管件“電流腐蝕”機(jī)理:由于外界變電流、電壓和人為因素形成的散雜電流,導(dǎo)致建筑工程墻體帶有雜散電流。不銹鋼管道安裝時(shí)未經(jīng)絕緣處理,使不銹鋼管通過(guò)管卡支架等與墻體(或者其它管道)接觸,使電流形成一個(gè)閉合回路,從而造成電流腐蝕。
3、不銹鋼管“電流腐蝕”產(chǎn)生的原因:以上我們講到的當(dāng)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(huì)出現(xiàn)電化學(xué)腐蝕。主要有三種原因造成:
(1)不銹鋼管通過(guò)管卡支架等與帶有電流的墻體接觸,使雜散電流形成一個(gè)閉合回路(或者電焊的搭鐵),容易造成電流腐蝕。
(2)安裝過(guò)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(zhì),在帶有電壓電流的作用下會(huì)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(huì)出現(xiàn)管道電流腐蝕。
3、電流腐蝕的特點(diǎn):
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;
(4)在外部包有防腐層時(shí)(帶有碳黑離子的保溫材料),不銹鋼管表面會(huì)出現(xiàn)點(diǎn)狀蝕坑。
三、案例分析與試驗(yàn)
1、案例分析
某五星級(jí)酒店項(xiàng)目,安裝在大樓洗衣房?jī)?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。
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。腐蝕發(fā)生后,根據(jù)安裝現(xiàn)場(chǎng)材質(zhì)化驗(yàn)和腐蝕狀態(tài)剖析,經(jīng)過(guò)專家論證和分析認(rèn)為:
分析一:是殘留在不銹鋼管內(nèi)的活性金屬等腐蝕介質(zhì)(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(guò)不銹鋼管時(shí),殘留的腐蝕介質(zhì)與鋼管接觸的部位產(chǎn)生電化學(xué)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(zhì),碳黑可分為補(bǔ)強(qiáng)碳黑、導(dǎo)電碳黑、耐磨碳黑),碳黑是個(gè)導(dǎo)體,這就使得保溫材料也具有一定的導(dǎo)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(gè)觸點(diǎn),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(zhì)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(guò)程中對(duì)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(yàn)。這幾年隨著行業(yè)電流腐蝕事故的產(chǎn)生,為增強(qiáng)對(duì)電流腐蝕認(rèn)識(shí)和了解,更多掌握電流腐蝕的形成原因。通過(guò)發(fā)射不同的雜散電流,在管道通水加壓的情況下,計(jì)算不同電流對(duì)腐蝕時(shí)間與程度。
四、預(yù)防不銹鋼管件電流腐蝕的措施和對(duì)策
根據(jù)多年生產(chǎn)、安裝和使用的經(jīng)驗(yàn),防止不銹鋼電流腐蝕,貫穿于設(shè)計(jì)、安裝全過(guò)程。
1、管道設(shè)計(jì)的預(yù)防。在管道設(shè)計(jì)過(guò)程中,一是盡量減少施工現(xiàn)場(chǎng)的焊接,確需焊接要進(jìn)行氣體保護(hù)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(shè)計(jì)要避免和其它管道的接觸,防止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(shí),可考慮改用316材質(zhì)。
2、安裝施工過(guò)程的預(yù)防。不銹鋼的耐腐蝕性能不是絕對(duì)的,在不利因素和條件下不銹鋼也會(huì)發(fā)生腐蝕,因此在安裝過(guò)程中要盡量避免電流腐蝕的產(chǎn)生。
第一,在安裝施工過(guò)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(zhì)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(huì)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(jī)等產(chǎn)生的雜散電流的干擾。因此,在管件安裝時(shí)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(zhì)金屬的接觸,如需鏈接時(shí)盡可能使兩種金屬之間彼此電絕緣。
(2)在安裝時(shí)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(shí)需做絕緣處理。
(3)對(duì)明確帶有散雜電流的建筑物,在管道安裝時(shí)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(duì)不銹鋼管產(chǎn)生電流腐蝕。
防止不銹鋼腐蝕是人們所重視的問(wèn)題,但是防止“電流腐蝕”也必須引起人們的高度視,如果一旦造成腐蝕,會(huì)給生產(chǎn)企業(yè)、施工方和建設(shè)項(xiàng)目單位帶來(lái)不同程度的影響,為此,我們希望更多的人了解“電流腐蝕”產(chǎn)生的成因,以及如何避免不銹鋼管件的“電流腐蝕”,做好防范,確保不銹鋼管件使用安全。