贵宾会员zhuh提供----供热管网金属腐蚀分析及对策
许立国，张兵
（山东电力研究院，山东 济南250002，山东临沂发电厂，山东 临沂276016）
[摘 要] 本文对城市供热管网的金属腐蚀情况进行了分析，认为氧腐蚀和沉积物引起的垢下腐蚀是造成管网金属腐蚀和泄漏的主要原因，对此添加缓蚀阻垢剂有效的防止了金属腐蚀的发生和发展。经过对热网水加入缓蚀剂后的金属腐速监测及极化曲线分析，证明达到了很好的缓蚀效果，保证了供热管网的使用寿命，提高了经济效益和社会效益。
1 概述
随着社会城镇化发展规模的扩大，城镇供热系统成为具有相当潜力的发展市场，是火力发电企业发展的社会服务项目之一。城市集中供热系统主要由热源、供热管网和用户三部分组成。大型集中供热系统供热管网又分为主管网、二级网。
供热管网的使用寿命和维护运行是各供热公司面临的较为突出的技术问题。新供热管网运行后，如果长期不进行有效的保护，一般在运行5－8 年就开始出现漏点，8－12 年后出现大面积泄漏，一般12－15年必须更新改造。如果保护得当，管网的服役使用寿命可达到20－25 年以上。山东临沂发电厂供暖公司担负着临沂市800 万m2 的供热任务。供暖管网于2004 年全部竣工并投入使用。该网是集中供热的大型管网，供水温度100～120 ℃，回水温度60 ℃。该管网至2007 年已经使用4年，管网的腐蚀问题已经显露出来，为保证这条管网正常、经济运行并达到设计寿命，首先必须开展相应的防腐处理技术工作。为此首先对管网的腐蚀情况进行分析，然后采取了针对性防腐处理工作。经过长期供暖运行的监控，大大降低了管网的腐蚀速率，达到了供热管网金属保护的要求、延长系统管网的使用寿命的目的。
2 水质分析及腐蚀原因分析
2.1 水质分析
为分析供热管网的金属腐蚀情况，对供热主管网系统取水分析检测，结合循环水水质倾向判断指数进行分析。
2.2 管网金属腐蚀速率测量
采用旋转挂片法，模拟现场工况条件下，进行热网水对金属腐蚀速率的测试；实验条件：水温55℃，实验材料：20#碳钢，实验时间：24 小时。实验结果如表3 所示。
2.3 腐蚀原因的综合分析
2.3.1 系统补充水量情况及分析
该厂供热系统一次管网总容水量约为27000 吨，在运行中统计得到日平均补水量约为200 吨，有时高达500 吨左右。补充水量大，必然引起水中溶解氧的增加，促进对钢铁材料的腐蚀。
2.3.2 管网腐蚀的主要原因
临沂发电厂供暖公司一次网系统水，为严重腐蚀型水质，其主要原因为系统水中的溶解氧、pH 值、溶解固形物浓度的影响以及沉积物下腐蚀等。根据供暖公司管网运行情况，沉积物下腐蚀和氧腐蚀是管网腐蚀的主要因素。
腐蚀及二氧化碳腐蚀氧是水中引起腐蚀的主要因素之一，在密闭的循环系统中，水中溶解氧的浓度越高腐蚀的速度越快，如果每天有大量的补水进入管网，那么相应的就有大量的氧进入到系统内，若不控制氧含量，其浓度可接近大气中的饱和浓度6mg/L，腐蚀速度将升高50－60 倍，也就是说，控制氧浓度达标时可使用20 年的管网，而在不控制氧含量时几年内管网就会因腐蚀破坏而提前报废。在供热管网循环水有大量补充水进入时，还会发生由于二氧化碳引起的金属腐蚀现象。
②沉积物下腐蚀
沉积物下局部腐蚀是腐蚀的主要形态之一，也是造成腐蚀破坏而提前报废的另一个主要原因。沉积物下腐蚀产生的原因是形成了氧浓差电池。
氧浓差电池一旦形成，直接影响到金属表面状态和金属溶解动力。在氧富集区，pH 值的升高进一步抑制了金属的腐蚀，使得本来就比较小的阳极溶解（腐蚀）电流变得更小。在闭塞的贫氧区，pH 降低和Cl-的富集进一步加剧了金属的阳极溶解（腐蚀），使得本来就比较大的腐蚀速度变得更大，并向金属管材的纵深发展。另外，在阳极溶解区的周围，OH－和Fe2+离子汇聚处，Fe(OH)2 等二次腐蚀产物的大量形成并堆积，又进一步恶化了氧浓度不均的情况，闭塞贫氧区变得更闭塞和贫氧了。
上述过程是一个正反馈过程，随着腐蚀过程的继续进行，不同部位的金属表面区域的阳极溶解行为的差异不仅不减少，甚至还不断增大，最后导致闭塞阳极区的局部腐蚀穿孔。
3 防止腐蚀的对策
3.1 防腐措施研究
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