熱電廠供熱管網全生命周期腐蝕控制技術研究

田甜

摘要：本文針對熱電廠供熱管網中一般性腐蝕、鋼材材質腐蝕、應力腐蝕的原因展開分析，通過研究供熱管網全生命周期中，腐蝕源識別環節、材料篩選環節、管網設計環節、施工與安裝環節、運行管理環節、檢測與檢修環節中腐蝕控制要點，其目的在于積累熱電廠供熱管網腐蝕控制經驗，延長熱電廠供熱管網的使用壽命。

關鍵詞：熱電廠;供熱管網;全生命周期;鋼材材質腐蝕

在熱電廠運行過程中，其產生的余熱會作為地區的輔助熱源，從而起到提高資源利用率的作用。在熱電廠供熱管網運行期間，受到內部循環水腐蝕、外部環境腐蝕的影響，在管網全生命周期應用中，容易出現滲漏問題，威脅到管網運行安全性?；趯嶋H應用情況，做好全生命周期腐蝕控制工作，對于降低腐蝕問題帶來的負面影響，延長熱電廠供熱管網使用壽命有著積極的意義。

1熱電廠供熱管網常見腐蝕及原因

1.1一般性腐蝕

在熱電廠供熱管網運行期間，存在一般性腐蝕問題，其主要是指管網介質所帶來的腐蝕問題。具體體現在以下幾方面：（1）水腐蝕，是指由于管網排水后殘留水含有的氧氣、二氧化碳、氯化鎂、氫氧化鈉等物質對供熱管網造成的電化學腐蝕。（2）氧氣腐蝕，是指管網中溶解氧將水中的Fe（OH）2氧化為Fe（OH）3沉淀而造成的管網腐蝕，從而在管網內

形成黑色水墨，并將管道腐蝕出點狀或潰瘍狀凹痕。（3）碳酸腐蝕，是當供暖水中存在大量二氧化碳時，與水結合形成弱酸性水，PH值降低，進而與鋼管發生電化學反應的腐蝕現象。碳酸腐蝕屬于麻點腐蝕。（4）氯離子腐蝕，是氯化鎂引起的電化學腐蝕。由于氯化鎂易溶于水，當供暖水中含有部分氯化鎂時，易發生電化學反應而發生電化學腐蝕。（5）堿腐蝕，是指因供暖水中殘留一定濃度的氫氧化鈉而造成的鋼管電化學腐蝕。

1.2鋼材材質腐蝕

在熱電廠供熱管網運行期間，也存在鋼材材質腐蝕問題，主要種類及原因如下：（1）孔洞狀腐蝕，此類問題出現的主要原因在于，受到機械應力作用后所產生的腐蝕狀態，如外部撞擊作用下造成了鋼管表面防護膜損壞問題，從而導致表面損傷問題。（2）面下腐蝕，即鋼材料由于質量問題（加重皮、夾層等），這也為介質侵蝕創造了條件，從而導致面下腐蝕問題。

1.3應力腐蝕

除上述提到的腐蝕種類外，供熱管網全生命周期運營中，也存在應力腐蝕問題。此類問題是指在溫度應力和腐蝕介質的共同作用下，造成的腐蝕現象。具體體現在鋼管保護膜受損，影響到管材完整性。從實際應用情況來看，應力腐蝕問題的出現，主要通過介質加熱、溶解氧溢出的途徑產生其他氣體，如二氧化碳、氫氣等，二氧化碳溶于水后也會形成酸性介質，從而導致鋼管保護層出現侵蝕性問題。

2供熱管網全生命周期腐蝕控制技術

2.1腐蝕源識別環節

在上文中已經提到，熱電廠供熱管網運行時產生腐蝕的源頭，可細分為內部因素和外部因素。其中內部因素包括換熱器結構、供熱管道、膨脹節點等材料質量、材料發展應力等;外部因素則包括了各類腐蝕介質，包括溫度、水中氯離子、溶解氧濃度、酸堿度、土壤介質等。對此在腐蝕源識別環節，也需要做好腐蝕源中不同要素帶來的影響，分析過程中也會使用到大數據技術、信息技術，對于腐蝕源原因進行深層剖析，基于此來擬定恰當的應對措施，盡快解決存在的腐蝕性隱患，從而起到延長供熱管網使用壽命的作用。

2.2材料篩選環節

在對材料進行篩選時，需要在確保材料使用年限的基礎上，著重考慮材料經濟性，優選耐用性材料，滿足管網安全運行的要求。在具體實踐中，應注意以下內容：第一，在供熱管道的應用中，可選擇Q235碳鋼管道作為主要管道。如果管道管徑參數不超過DN200，那么管道可選用無縫鋼管;若管道管徑參數超過DN200，那么管道可選用螺旋焊縫鋼管，以滿足相應的使用要求。第二，對于直埋敷設的供熱管道，為確保供熱過程的穩定性，可選擇鋼管、保溫層與外護管緊密貼合在一起的預制管，在管道的外圍會選擇高密度聚乙烯或玻璃纖維增強塑料來提供保護，而保溫材料則選擇硬

質聚氨酯泡沫塑料進行覆蓋，以減少供熱期間的熱量損失。

2.3管網設計環節

在熱電廠供熱管網設計環節，需要考量負荷參數、介質參數、管網模式、敷設參數、水力計算、受力計算等內容，從而提高管網設計結果的可靠性。從實際應用情況來看，設計時應考慮的內容如下：①做好選材設計工作;②進行供熱管網的合理設計，降低應力腐蝕、腐蝕介質等問題帶來的影響;③篩選耐性更好的金屬材料或非金屬材料，來作為管網的覆蓋層;④做好電化學保護，常用的保護方式包括陰極保護技術、電流排除技術、陽極保護技術等;⑤選擇合適的緩蝕劑，使用藥劑來提升循環水水質，以提高管網的耐腐蝕性;⑥做好清洗設計，常用清洗方法涉及到化學清洗、物理清洗，起到快速清理材料表面污漬的作用[1]。

2.4施工與安裝環節

在搭建熱電廠供熱管網時，也需要加強管材安裝與施工的管理工作，具體內容如下：第一，在管道到貨之后，也需要及時做好驗收工作，內容涉及到管道規格、壁厚、焊縫質量等，其間會借助無損檢測技術來輔助檢測，待滿足質量要求后才可以進行使用。第二，在管道防腐處理中，也需要嚴格遵循相關規定進行落實，并且在工程竣工驗收前，需要對管道進行徹底清洗，提前擬定好相應的清洗方案，方案中明確具體的清洗方法、清洗技術規范、操作要求、安全性措施等，做好清洗記錄工作，待滿足要求后可以進行密閉實驗，滿足要求后可進入到正式運行階段[2]。

2.5運行管理環節

在運行管理環節應注意以下內容：第一，在常規運行中也需要做好管網巡視工作，搭配傳感器技術來及時獲取管道流量參數、壓力參數、溫度參數，及時處理發現的異常問題，確保系統運行過程的穩定性。第二，等待供熱管網停止運行后，也需要在停用期做好保護工作，常用保護手段如下：①氣相保護技術，將保護氣體（如氮氣、含有緩蝕劑氣體）通入到管道中，待其濃度達到某一數值后可以在金屬表面形成保護膜，起到隔絕空氣和金屬接觸的作用。②液相保護技術，再循環水中添加保護液，從而確保供熱管道停用期間不會產生銹蝕[3]。

2.6檢測與檢修環節

進行到檢測和檢修環節中，應注意以下內容：（1）對于熱電廠新建的供熱管網，會在沿線節點布設傳感器，對于相關參數進行及時獲取，以提高滲漏問題發現過程的及時性。（2）對于服役的供熱管網，可以選擇容易出現故障的部位布設移動式裝置，從而提高檢測結果的可靠性，避免事故擴大化。（3）對于已經出現滲漏的管道，如果泄漏量較小，那么可采用在線堵漏、做好記錄的工作，等待供暖結束后再進行檢修;若泄露量較大，那么需要暫停供暖，對其進行及時檢修，從而降低供暖問題帶來的負面影響[4]。

結束語

綜上所述，通過采取合理措施來加強熱電廠供熱管網全生命周期腐蝕控制水平，一方面，可以降低供熱管網腐蝕帶來的負面影響，另一方面，對于延長供熱管網使用壽命有著積極的意義。

參考文獻：

[1]田琦，呂淑然.基于IAHP的城市供熱管網泄漏風險分析[J].安全，2020，41（11）：9-15.

[2]王佳.熱水供熱管網的腐蝕與防護措施[J].全面腐蝕控制，2019，33（09）：90-91.

[3]閆愛軍，劉少厚，徐國建，范志東.熱電廠供熱管網全生命周期腐蝕控制技術研究[J].全面腐蝕控制，2018，32（05）：80-88.

[4]李亞慧，楊春玉，陳博，劉佳明.供熱主管網內壁防腐技術適應性分析[J].全面腐蝕控制，2017，31（11）：31-33.