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銅管衝刷腐蝕和點蝕跟銅管的腐蝕機理研究分析

2020-07-08 09:12:28

{一}、銅管衝刷腐蝕和點蝕

當水中含有氧、硫酸根、碳酸根、SO2、CO2等成分時,易使其產生一層的銅(銅綠)附著在銅的表麵,防止銅管被深層腐蝕。如水中含有細沙粒和鐵製品的腐蝕產物(氫鐵)的粒子時,這些顆粒流動衝擊銅的表麵,會將保護膜衝掉,形成衝刷腐蝕。衝刷腐蝕多數發生在銅管的彎頭處。

但是,這種情況很少發生,一般地水都會經過沉澱、過濾處理,循環使用的水也要經過過濾處理,將其中的粒子去除後使用。

在整個供水係統中,通常還有許多鋼、鐵質的設備和零部件,鋼、鐵在微酸性溶液中會很快產生腐蝕,如果沒有過濾裝置,腐蝕產生的氫鐵化合物會在係統中流動時破壞銅管的表層保護膜,對銅管形成連續性衝刷腐蝕。為了避免衝刷腐蝕,建議在供暖係統管道的使用上,安裝焊接時盡量選用硬釺焊,焊條選用銅銀合金焊條,盡量避免使用錫焊及含鋅的焊條。整個采暖係統配套設施的選用上,盡量采用銅或銅合金產品,如紫銅、黃銅管件、黃銅閥門等,在配套末端散熱器的選擇上,建議選用經濟、實用、美觀的純銅散熱器或銅鋁複合散熱器,建議在循環係統加裝配套過濾器。

金屬在水中的腐蝕分腐蝕和局部腐蝕兩大類。金屬不怕均勻腐蝕,較怕局部腐蝕,也就是點蝕。點蝕是一種的局部腐蝕,又稱坑蝕或孔蝕,導致金屬產生小孔。形成點蝕的因素很多,各種因素又互相影響。

銅在極個別情況下的熱水係統中偶爾也會產生點蝕,主要是由水質引起的。據有關報道,各國產生點蝕分兩大類,一類是在硬水中產生,腐蝕產物是CaCO3和Cu(OH)2,內部含有CuO和CuCl2。二類是在處理軟水中產生,腐蝕產物是CuSO4(OH)6和Cu2O,內部是Cu2O。

銅產生點蝕的原因很多,從實例調查和實驗結果來看,比較統一的看法有以下幾點原因:

1)硫酸根和碳酸氫根的比例

硫酸根離子和氯離子是腐蝕性陰離子,根據實驗數據和實例統計,當[SO42-]/[HCO3-]>1時容易產生點蝕,小於1不容易產生點蝕,較好是小於0.5。

2)水的流速

水的流速過快會產生衝刷腐蝕,反之流速過慢也會產生點蝕。根據實驗,流速小於0.5m/s容易產生點蝕。這可能是因為附著在金屬表麵的水層不動為反應創造了條件。反之,水的流速越快,水內含的各種雜質破壞了銅表麵的層,對銅管的衝刷越厲害,當保護膜被衝刷掉後,又會形成新的保護膜,然後又被衝刷掉,又生成……,較終導致銅管被腐蝕掉。所以,建議將係統水的流速控製在0.6~1.0m/s。

3)其它因素

如水中的溶解氧是促使銅管發生點蝕的因素之一,因此,應控製水中的氧含量。日本的《建築用管道腐蝕對策指南》認為,水中如果存在大量硫化物、氧、氨,會產生較大的腐蝕性。總之,盡管銅棒用於供暖是公認的好材料,在熱水係統中發生點蝕的情況也極個別,但是也應引起注意。以往應用中的經驗值得借鑒,在使用的過程中,應當特別重視水質,使水質達到標準要求,係統設備及管道的使用壽命。

{二}、銅管的腐蝕機理研究分析

對特定的材質、介質和環境條件下銅管的腐蝕機理的研究分析,對實船進行了的調研。

1、銅管材料的雜質分析

對產生了腐蝕的散熱器銅管進行取樣化驗,並與生產廠家提供的材質證明比較,銅管材料的雜質在標準範圍以內,且不是采用回收廢料加工的銅管,排除了材料不純造成腐蝕的原因。

2、航行和停泊的水域條件

該船主要航行於河流入海口附近的河段和沿海水域,其常年停靠的碼頭在河流入海口處,經對水質化驗,證明鹽度遠低於正常海水鹽度,腐蝕環境。

由於該船屬於執法船舶,在當地屬於大噸位船,平時正常出勤一般安排小噸位船,因而停泊期較長,停泊期間水流在管路中幾乎是靜止的,產生點腐蝕的條件。經對各係統海水管檢查,基本都是點腐蝕。

由於是河流入海口,碼頭水域受潮水影響,每月在落潮後較長的時段內,泊位水很淺,淤泥嚴重,微生物及生物粘泥附著的可能性也很高。 對海水管內壁檢查,證實了這一現象。同時由於淤泥嚴重,對水質pH值進行檢查,低於6.5。

對該係列其他船舶所在水域介質和環境進行考察,均不屬於河流入海口水域,是鹽度正常、比較幹淨的海水,所以,銅管工作正常,目前還未有腐蝕現象報告。