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铜管冲刷腐蚀和点蚀跟铜管的腐蚀机理研究分析

2020-07-08 09:12:28

{一}、铜管冲刷腐蚀和点蚀

当水中含有氧、硫酸根、碳酸根、SO2、CO2等成分时,易使其产生一层的铜(铜绿)附着在铜的表面,防止铜管被深层腐蚀。如水中含有细沙粒和铁制品的腐蚀产物(氢铁)的粒子时,这些颗粒流动冲击铜的表面,会将保护膜冲掉,形成冲刷腐蚀。冲刷腐蚀多数发生在铜管的弯头处。

但是,这种情况很少发生,一般地水都会经过沉淀、过滤处理,循环使用的水也要经过过滤处理,将其中的粒子去除后使用。

在整个供水系统中,通常还有许多钢、铁质的设备和零部件,钢、铁在微酸性溶液中会很快产生腐蚀,如果没有过滤装置,腐蚀产生的氢铁化合物会在系统中流动时破坏铜管的表层保护膜,对铜管形成连续性冲刷腐蚀。为了避免冲刷腐蚀,建议在供暖系统管道的使用上,安装焊接时尽量选用硬钎焊,焊条选用铜银合金焊条,尽量避免使用锡焊及含锌的焊条。整个采暖系统配套设施的选用上,尽量采用铜或铜合金产品,如紫铜、黄铜管件、黄铜阀门等,在配套末端散热器的选择上,建议选用经济、实用、美观的纯铜散热器或铜铝复合散热器,建议在循环系统加装配套过滤器。

金属在水中的腐蚀分腐蚀和局部腐蚀两大类。金属不怕均匀腐蚀,较怕局部腐蚀,也就是点蚀。点蚀是一种的局部腐蚀,又称坑蚀或孔蚀,导致金属产生小孔。形成点蚀的因素很多,各种因素又互相影响。

铜在极个别情况下的热水系统中偶尔也会产生点蚀,主要是由水质引起的。据有关报道,各国产生点蚀分两大类,一类是在硬水中产生,腐蚀产物是CaCO3和Cu(OH)2,内部含有CuO和CuCl2。二类是在处理软水中产生,腐蚀产物是CuSO4(OH)6和Cu2O,内部是Cu2O。

铜产生点蚀的原因很多,从实例调查和实验结果来看,比较统一的看法有以下几点原因:

1)硫酸根和碳酸氢根的比例

硫酸根离子和氯离子是腐蚀性阴离子,根据实验数据和实例统计,当[SO42-]/[HCO3-]>1时容易产生点蚀,小于1不容易产生点蚀,较好是小于0.5。

2)水的流速

水的流速过快会产生冲刷腐蚀,反之流速过慢也会产生点蚀。根据实验,流速小于0.5m/s容易产生点蚀。这可能是因为附着在金属表面的水层不动为反应创造了条件。反之,水的流速越快,水内含的各种杂质破坏了铜表面的层,对铜管的冲刷越厉害,当保护膜被冲刷掉后,又会形成新的保护膜,然后又被冲刷掉,又生成……,较终导致铜管被腐蚀掉。所以,建议将系统水的流速控制在0.6~1.0m/s。

3)其它因素

如水中的溶解氧是促使铜管发生点蚀的因素之一,因此,应控制水中的氧含量。日本的《建筑用管道腐蚀对策指南》认为,水中如果存在大量硫化物、氧、氨,会产生较大的腐蚀性。总之,尽管铜棒用于供暖是公认的好材料,在热水系统中发生点蚀的情况也极个别,但是也应引起注意。以往应用中的经验值得借鉴,在使用的过程中,应当特别重视水质,使水质达到标准要求,系统设备及管道的使用寿命。

{二}、铜管的腐蚀机理研究分析

对特定的材质、介质和环境条件下铜管的腐蚀机理的研究分析,对实船进行了的调研。

1、铜管材料的杂质分析

对产生了腐蚀的散热器铜管进行取样化验,并与生产厂家提供的材质证明比较,铜管材料的杂质在标准范围以内,且不是采用回收废料加工的铜管,排除了材料不纯造成腐蚀的原因。

2、航行和停泊的水域条件

该船主要航行于河流入海口附近的河段和沿海水域,其常年停靠的码头在河流入海口处,经对水质化验,证明盐度远低于正常海水盐度,腐蚀环境。

由于该船属于执法船舶,在当地属于大吨位船,平时正常出勤一般安排小吨位船,因而停泊期较长,停泊期间水流在管路中几乎是静止的,产生点腐蚀的条件。经对各系统海水管检查,基本都是点腐蚀。

由于是河流入海口,码头水域受潮水影响,每月在落潮后较长的时段内,泊位水很浅,淤泥严重,微生物及生物粘泥附着的可能性也很高。 对海水管内壁检查,证实了这一现象。同时由于淤泥严重,对水质pH值进行检查,低于6.5。

对该系列其他船舶所在水域介质和环境进行考察,均不属于河流入海口水域,是盐度正常、比较干净的海水,所以,铜管工作正常,目前还未有腐蚀现象报告。


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