热电厂供热管网全生命周期腐蚀控制技术研究

田甜

摘要：本文针对热电厂供热管网中一般性腐蚀、钢材材质腐蚀、应力腐蚀的原因展开分析，通过研究供热管网全生命周期中，腐蚀源识别环节、材料筛选环节、管网设计环节、施工与安装环节、运行管理环节、检测与检修环节中腐蚀控制要点，其目的在于积累热电厂供热管网腐蚀控制经验，延长热电厂供热管网的使用寿命。

关键词：热电厂;供热管网;全生命周期;钢材材质腐蚀

在热电厂运行过程中，其产生的余热会作为地区的辅助热源，从而起到提高资源利用率的作用。在热电厂供热管网运行期间，受到内部循环水腐蚀、外部环境腐蚀的影响，在管网全生命周期应用中，容易出现渗漏问题，威胁到管网运行安全性。基于实际应用情况，做好全生命周期腐蚀控制工作，对于降低腐蚀问题带来的负面影响，延长热电厂供热管网使用寿命有着积极的意义。

1热电厂供热管网常见腐蚀及原因

1.1一般性腐蚀

在热电厂供热管网运行期间，存在一般性腐蚀问题，其主要是指管网介质所带来的腐蚀问题。具体体现在以下几方面：（1）水腐蚀，是指由于管网排水后残留水含有的氧气、二氧化碳、氯化镁、氢氧化钠等物质对供热管网造成的电化学腐蚀。（2）氧气腐蚀，是指管网中溶解氧将水中的Fe（OH）2氧化为Fe（OH）3沉淀而造成的管网腐蚀，从而在管网内

形成黑色水墨，并将管道腐蚀出点状或溃疡状凹痕。（3）碳酸腐蚀，是当供暖水中存在大量二氧化碳时，与水结合形成弱酸性水，PH值降低，进而与钢管发生电化学反应的腐蚀现象。碳酸腐蚀属于麻点腐蚀。（4）氯离子腐蚀，是氯化镁引起的电化学腐蚀。由于氯化镁易溶于水，当供暖水中含有部分氯化镁时，易发生电化学反应而发生电化学腐蚀。（5）碱腐蚀，是指因供暖水中残留一定浓度的氢氧化钠而造成的钢管电化学腐蚀。

1.2钢材材质腐蚀

在热电厂供热管网运行期间，也存在钢材材质腐蚀问题，主要种类及原因如下：（1）孔洞状腐蚀，此类问题出现的主要原因在于，受到机械应力作用后所产生的腐蚀状态，如外部撞击作用下造成了钢管表面防护膜损坏问题，从而导致表面损伤问题。（2）面下腐蚀，即钢材料由于质量问题（加重皮、夹层等），这也为介质侵蚀创造了条件，从而导致面下腐蚀问题。

1.3应力腐蚀

除上述提到的腐蚀种类外，供热管网全生命周期运营中，也存在应力腐蚀问题。此类问题是指在温度应力和腐蚀介质的共同作用下，造成的腐蚀现象。具体体现在钢管保护膜受损，影响到管材完整性。从实际应用情况来看，应力腐蚀问题的出现，主要通过介质加热、溶解氧溢出的途径产生其他气体，如二氧化碳、氢气等，二氧化碳溶于水后也会形成酸性介质，从而导致钢管保护层出现侵蚀性问题。

2供热管网全生命周期腐蚀控制技术

2.1腐蚀源识别环节

在上文中已经提到，热电厂供热管网运行时产生腐蚀的源头，可细分为内部因素和外部因素。其中内部因素包括换热器结构、供热管道、膨胀节点等材料质量、材料发展应力等;外部因素则包括了各类腐蚀介质，包括温度、水中氯离子、溶解氧浓度、酸碱度、土壤介质等。对此在腐蚀源识别环节，也需要做好腐蚀源中不同要素带来的影响，分析过程中也会使用到大数据技术、信息技术，对于腐蚀源原因进行深层剖析，基于此来拟定恰当的应对措施，尽快解决存在的腐蚀性隐患，从而起到延长供热管网使用寿命的作用。

2.2材料筛选环节

在对材料进行筛选时，需要在确保材料使用年限的基础上，着重考虑材料经济性，优选耐用性材料，满足管网安全运行的要求。在具体实践中，应注意以下内容：第一，在供热管道的应用中，可选择Q235碳钢管道作为主要管道。如果管道管径参数不超过DN200，那么管道可选用无缝钢管;若管道管径参数超过DN200，那么管道可选用螺旋焊缝钢管，以满足相应的使用要求。第二，对于直埋敷设的供热管道，为确保供热过程的稳定性，可选择钢管、保温层与外护管紧密贴合在一起的预制管，在管道的外围会选择高密度聚乙烯或玻璃纤维增强塑料来提供保护，而保温材料则选择硬

质聚氨酯泡沫塑料进行覆盖，以减少供热期间的热量损失。

2.3管网设计环节

在热电厂供热管网设计环节，需要考量负荷参数、介质参数、管网模式、敷设参数、水力计算、受力计算等内容，从而提高管网设计结果的可靠性。从实际应用情况来看，设计时应考虑的内容如下：①做好选材设计工作;②进行供热管网的合理设计，降低应力腐蚀、腐蚀介质等问题带来的影响;③筛选耐性更好的金属材料或非金属材料，来作为管网的覆盖层;④做好电化学保护，常用的保护方式包括阴极保护技术、电流排除技术、阳极保护技术等;⑤选择合适的缓蚀剂，使用药剂来提升循环水水质，以提高管网的耐腐蚀性;⑥做好清洗设计，常用清洗方法涉及到化学清洗、物理清洗，起到快速清理材料表面污渍的作用[1]。

2.4施工与安装环节

在搭建热电厂供热管网时，也需要加强管材安装与施工的管理工作，具体内容如下：第一，在管道到货之后，也需要及时做好验收工作，内容涉及到管道规格、壁厚、焊缝质量等，其间会借助无损检测技术来辅助检测，待满足质量要求后才可以进行使用。第二，在管道防腐处理中，也需要严格遵循相关规定进行落实，并且在工程竣工验收前，需要对管道进行彻底清洗，提前拟定好相应的清洗方案，方案中明确具体的清洗方法、清洗技术规范、操作要求、安全性措施等，做好清洗记录工作，待满足要求后可以进行密闭实验，满足要求后可进入到正式运行阶段[2]。

2.5運行管理环节

在运行管理环节应注意以下内容：第一，在常规运行中也需要做好管网巡视工作，搭配传感器技术来及时获取管道流量参数、压力参数、温度参数，及时处理发现的异常问题，确保系统运行过程的稳定性。第二，等待供热管网停止运行后，也需要在停用期做好保护工作，常用保护手段如下：①气相保护技术，将保护气体（如氮气、含有缓蚀剂气体）通入到管道中，待其浓度达到某一数值后可以在金属表面形成保护膜，起到隔绝空气和金属接触的作用。②液相保护技术，再循环水中添加保护液，从而确保供热管道停用期间不会产生锈蚀[3]。

2.6检测与检修环节

进行到检测和检修环节中，应注意以下内容：（1）对于热电厂新建的供热管网，会在沿线节点布设传感器，对于相关参数进行及时获取，以提高渗漏问题发现过程的及时性。（2）对于服役的供热管网，可以选择容易出现故障的部位布设移动式装置，从而提高检测结果的可靠性，避免事故扩大化。（3）对于已经出现渗漏的管道，如果泄漏量较小，那么可采用在线堵漏、做好记录的工作，等待供暖结束后再进行检修;若泄露量较大，那么需要暂停供暖，对其进行及时检修，从而降低供暖问题带来的负面影响[4]。

结束语

综上所述，通过采取合理措施来加强热电厂供热管网全生命周期腐蚀控制水平，一方面，可以降低供热管网腐蚀带来的负面影响，另一方面，对于延长供热管网使用寿命有着积极的意义。

参考文献：

[1]田琦，吕淑然.基于IAHP的城市供热管网泄漏风险分析[J].安全，2020，41（11）：9-15.

[2]王佳.热水供热管网的腐蚀与防护措施[J].全面腐蚀控制，2019，33（09）：90-91.

[3]闫爱军，刘少厚，徐国建，范志东.热电厂供热管网全生命周期腐蚀控制技术研究[J].全面腐蚀控制，2018，32（05）：80-88.

[4]李亚慧，杨春玉，陈博，刘佳明.供热主管网内壁防腐技术适应性分析[J].全面腐蚀控制，2017，31（11）：31-33.