不銹鋼供水管道中鉻元素遷移及防控技術

◎ 黎海華，林廣沅

（深圳市計量質檢院，廣東 深圳 518131）

不銹鋼供水管道中鉻元素遷移及防控技術

◎ 黎海華，林廣沅

（深圳市計量質檢院，廣東 深圳 518131）

選擇國內企業生產的不銹鋼供水管道，用余氯和硬度分別為2、100 mg/L的浸泡液浸泡24 h，并檢測水質中六價鉻的變化。結果顯示，浸泡液中的六價鉻變化與不銹鋼供水管道的工藝有很大關系，焊縫處理、打磨拋光、酸洗鈍化三個條件都對六價鉻的遷移有很大影響。

不銹鋼供水管道；六價鉻遷移；焊縫處理、打磨拋光、酸洗鈍化

2015年7月，香港公屋啟晴邨及其他4個公共屋邨爆出飲用水重金屬超標，近6萬人的生活飲用水受到嚴重影響，飲用水重金屬遷移等安全問題一時引起廣泛關注。對人體來講，飲用水中重金屬暴露，特別是砷、鉛、鉻、鎘、汞等重金屬已被認為是一種很重要的暴露途徑，如果日常不加以控制，通過長期飲用會產生一系列不良反應，嚴重會引起重金屬中毒[1]。飲用水作為日常生活飲食的一部分，加強對其安全監管顯得尤為重要。

不銹鋼管道由于其較高的耐磨性、優越的防腐性能等眾多特點被廣泛使用在高檔小區、酒店等的供水管道中，也是國內外工程界公認、性能良好的節能環保產品。鉻是不銹鋼的重要組成成分，能促進不銹鋼的鈍化并使不銹鋼保持穩定鈍態，在不銹鋼表面形成一層保護膜，起到耐腐蝕的作用。GB/T 20878～2007規定不銹鋼的鉻至少為10.5%。然而，據廣東省從2002～2004年統計的薄壁不銹鋼管材抽檢結果來看，鉻元素超標率達27.6%。六價鉻對人體有較大危害，研究表明[2]，六價鉻具有致癌并誘發基因突變的作用。因此，筆者結合實驗室研究，綜合評價不銹鋼管道中鉻的遷移對水質的影響。

1 材料與試驗方法

（1）材料。不銹鋼管道為國產，選擇6家不同生產廠家生產的不銹鋼管，牌號為304，截取直徑為30 mm，長1 m供水管5根，進行浸泡試驗。

（2）方法。根據《生活飲用水輸配設備及防護材料的安全性評價標準》進行預處理、浸泡和試驗，模擬自來水配方的浸泡溶液為：余氯2 mg/L，硬度100 mg/L，pH為8。浸泡時間為24 h，檢驗方法依據GB/T 5750.6-2006第10條六價鉻的測定。

2 結果分析

不銹鋼管道浸泡水實驗結果見表1。

表1 不銹鋼管道浸泡水實驗結果表

從表1不銹鋼供水管道浸泡試驗可知，編號為1-1、1-5的2個不銹鋼管道樣品六價鉻元素遷移量有值且超標，其余4個樣品六價鉻遷移量結果為＜0.004，均低于方法檢出限，符合GB/T 17219-1998的要求。為什么同樣牌號的不銹鋼樣品，六價鉻遷移量會不一致。經過詳細分析樣品和技術咨詢廠家，得到以下幾個結論。

（1）編號為1-3、1-4的樣品為無縫鋼管，鋼管內壁有經過酸洗、鈍化工藝。因304不銹鋼會形成一層超薄的氧化鉻鈍化膜抵抗氯離子的腐蝕，鈍化膜未被破壞時，浸泡液中的2 mg/L的余氯濃度無法對管道內壁造成孔蝕與晶間腐蝕。

（2）編號為1-1、1-6的樣品為有縫鋼管，也叫焊接管，是采用鋼板鋼塊焊接而成，鋼管內壁有一條明顯的焊接縫，內壁焊縫經過打磨、酸洗鈍化，焊縫表面較平整，也未發生六價鉻遷移，說明內壁焊縫經過處理后再進行酸洗鈍化，鈍化膜保持完整，能抵抗浸泡液中2 mg/L余氯的侵蝕。

（3）編號為1-2的樣品為有縫鋼管，內表面焊縫不平整，有經過酸洗鈍化。然而六價鉻遷移量檢出有值。說明在流通介質中有較高氯離子含量的整個管路，焊縫是最容易被腐蝕滲透的薄弱環節，其原因是：焊縫表面的波紋增加不平整度；焊縫熔合線溫度在焊接過程中處于液固相線之間，使鉻等合金元素燒損，又得不到焊絲中合金元素的補充，造成晶間貧鉻等傾向，使鈍化膜在焊縫區域被局部弱化或破壞，起不到防御作用。加上焊接酸洗工藝控制不嚴，六價鉻溶出在所難免。

（4）編號1-5為有縫鋼管，內表面焊縫不平整、未進行酸洗及拋光工藝，六價鉻含量比1-2浸泡液高很多，除上述原因外，未進行酸洗鈍化也是很重要因素，而拋光能起到祛除不含鉻的小突起、使表面粗糙度降低，可以獲得光亮、平整表面。

3 結語

以上是對不銹鋼管道鉻元素遷移的原因做出的幾點分析。水是生命之源，水的質量與人們的身體健康息息相關。我國生活飲用水衛生標準GB 5749-2006規定，自來水的游離氯限量為：出廠水0.3 mg/L≤游離氯≤4 mg/L，管網末梢水≥0.05mg/L。一般市政管網水余氯含量大約在0.3～0.6 mg/L，遠遠低于標準浸泡液中2 mg/L的余氯要求，因此，選用304型號的食品級不銹鋼作為供水管道能滿足各方面要求。用304不銹鋼作為供水管道使用時需要注意焊接處理、打磨拋光、酸洗鈍化三。處理好3大要素，六價鉻遷移就能得到很好地控制，保證飲用水免受六價鉻的污染，從而保證了飲水安全。

[1]杜達安，連曉文，羅振奎.廣東省給水管材管件衛生監測結果分析[J].華南預防醫學，2005（6）：60-61.

[2]梁奇峰.鉻與人體健康[J].廣東微量元素科學，2006（2）：67-69.

The Migration and Prevention and Control of Chromium in Stainless Steel Pipe of Domestic Water

Li Haihua，Lin Guangyuan
(Shenzhen Academy of Metrology and Quality Inspection, Shenzhen 518131, China)

Select the stainless steel water pipe made in China, soaked with the solution with the concentration of residual chlorine is 2 mg/L and the hardness is 100 mg/L for 24 h, then detect the difference of concentration of Hexavalent chromium. The result shows that the concentration of Hexavalent chromium in soaking water is greatly related to the conformation of stainless steel pipe. Weld seam treatment, grinding and polishing, pickling and passivation are three important conditions in the migration of Hexavalent chromium.

Stainless steel water pipe； Cr6+migration；Weld process； Grinding and polishing；Pickling passivation

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.20.035

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黎海華（1981-），男，工程師；專業方向為：食品安全檢測。