热网中补偿器腐蚀原因研究

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1、热网中补偿器腐蚀原因研究　　【摘要】热网中直埋型补偿器应用越来越广泛，但是补偿器在工程中的重要性和安全性往往被人们所忽略。本文通过对实际工程中补偿器损坏的一个案例，分析了其损坏的原因，希望能够引起工程技术人员的重视。【关键词】波纹补偿器管网安全热量浪费电化学腐蚀中图分类号：TN715+.2文献标识码：A1前言东北地区某城市供热管网始建于2004年，管网最大管径为DN800mm，采用波纹补偿器进行热补偿，波纹材质为316L不锈钢，5层，每层厚度0.8mm。管网投运后，供热效果良好，运行比较平稳。2009年供暖期间，巡线工发现位于某商场前的供热主干管处有热气冒出，当即

2、通知生产部门进行查看、维修。经过现场挖掘发现，DN800mm供水管道的补偿器波纹破坏发生泄漏，热水喷出，回水管道的补偿器腐蚀也很严重，但未破裂。经过紧张的抢修，将供、回水管道补偿器进行更换，终于实现了正常供热。4针对这起补偿器的泄漏事故，热力公司、设计单位、生产厂家共同分析补偿器损坏的原因，在排除了设计、制造因素后，对事发地点周围环境进行观察，分析造成补偿器损坏的原因。2腐蚀原因分析1）地下含有较高的氯离子使不锈钢波纹发生了电化学腐蚀。由于补偿器保温接口处出现裂缝，使补偿器易于遭到地下水的侵蚀。在事故现场，不仅发现了大量泄漏的热水，还发现了污水，原来与供热管道平行

3、敷设的污水管道发生了泄漏，其与供热管道水平距离为4.5米，离泄漏点7.0米处有一污水井。泄漏点东侧25米处为一海水养殖厂。商场商贩不定期的将水排到该污水井中，污水管道泄漏使补偿器浸到浸泡，污水中含有的大量氯离子，使补偿器的波纹发生了腐蚀。众所周知，不锈钢特别是316L不锈钢具有较强的耐腐蚀性能，其耐腐蚀的重要原因在于起保护作用的氧化膜具有自愈性，当氧化膜破损时，能够重新形成薄膜，对金属进行保护。但处于钝态的金属仍有一定的反应能力，氧化膜的溶解和修复（再钝化）处于动态平衡状态，当介质中含有活性阴离子时（如常见的氯离子），平衡便受到破坏，溶解占优势，原因是氯离子能优先

4、地有选择地吸附在氧化膜上，把氧原子排挤掉，然后和氧化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物，在露出基底的金属的特定点上生成小蚀坑，这些蚀坑称为孔蚀核，即为蚀孔生成的活性中心。4可见氯离子的存在破坏了不锈钢的钝态，实验研究表明，有氯离子存在的环境下，不锈钢既不容易产生钝化也不易维持钝化。在局部钝化膜破化的同时，其余的保护膜保持完好，这使得腐蚀的条件得以实现和加强，根据电化学产生机理，处于活化态的不锈钢较之钝化态的不锈钢其电极电位要高许多，电解质溶液就满足了电化学腐蚀的热力学条件，活化态不锈钢成为阳极，钝化态不锈钢成为阴极。由于腐蚀点只涉及到一小部分金属，其余大部分未腐蚀区域

5、是一个大的阴极面积，而在电化学反应中，阴、阳极反应速率是相同的，这样集中到阳极腐蚀点上的腐蚀速度非常快，且具有穿透作用，这样蚀坑会越来越深，使波纹遭到损坏。较高的压力和供水温度（压力为1.15MPa,供水温度约100℃）也加速了波纹管在存在氯离子环境下的电化学腐蚀，同时使波纹管发生了应力腐蚀，进一步加速了波纹管损坏的进度，这一点从回水管补偿器损坏的比较轻可以看出。2）地下存在的铜金属使不锈钢波纹发生的电化学腐蚀。泄漏点周围埋有大量的铜制接地网，该接地网在供热管道施工时，曾被挖出后又被恢复。由于污水管道的泄漏，使补偿器遭到污水侵蚀，在补偿器周围存在大量的含氯离子的电

6、解质，加之氯离子对不锈钢波纹氧化膜的影响，使不锈钢的基底金属与铜板之间形成了原电池。4金属或合金越活泼，在与高电位金属组成电偶对时，活泼金属更易被腐蚀，此外温度、电解质浓度都会影响电极电位，温度、浓度越高活泼金属电极电位就越低，腐蚀就越强烈。供水管道补偿器先于回水补偿器破裂就说明了这个问题。基于以上两点的分析，第一点原因应是造成波纹补偿器腐蚀破坏的主要原因，正是氯离子使不锈钢波纹发生了电化学腐蚀，才形成了后面的Cu-Fe原电池，而后者又加速了前者的腐蚀速度，最终在两者共同的作用下，使补偿器的波纹发生破坏导致泄漏。通过对以上情况的分析，为了防止此部位补偿器再发生类似

7、事故，将该处补偿器放在钢筋混凝土井室中，使其不再遭受地下水的侵蚀。3结束语在今后的热网设计中，应尽量采用无补偿设计，减少补偿器的设置。对供热管道路由的选择，应考虑地下管道及设施对供热管道的不良影响。参考文献［1］吴玮巍,蒋益明,廖家兴,钟澄,李劲—Cl离子对304、316不锈钢临界点蚀温度的影响复旦大学材料科学系［2］王璐—钢板桩码头靠泊船杂散电流腐蚀研究大连理工大学4