與供熱管道平行敷設(shè)的污水管道發(fā)生了泄漏,其與供熱管道水平距離為4.5米,離泄漏點(diǎn)7.0米處有一污水井。泄漏點(diǎn)東側(cè)25米處為一海水養(yǎng)殖廠。商場(chǎng)商販不定期的將水排到該污水井中,污水管道泄漏使補(bǔ)償器浸到浸泡,污水中含有的大量氯離子,使金屬補(bǔ)償器的波紋發(fā)生了腐蝕。
眾所周知,不銹鋼特別是316L不銹鋼具有較強(qiáng)的耐腐蝕性能,其耐腐蝕的重要原因在于起保護(hù)作用的氧化膜具有自愈性,當(dāng)氧化膜破損時(shí),能夠重新形成薄膜,對(duì)金屬進(jìn)行保護(hù)。但處于鈍態(tài)的金屬仍有一定的反應(yīng)能力,氧化膜的溶解和修復(fù)(再鈍化)處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),當(dāng)介質(zhì)中含有活性陰離子時(shí)(如常見(jiàn)的氯離子),平衡便受到破壞,溶解占優(yōu)勢(shì),原因是氯離子能優(yōu)先地有選擇地吸附在氧化膜上,把氧原子排擠掉,然后和氧化膜中的陽(yáng)離子結(jié)合成可溶性氯化物,在露出基底的金屬的特定點(diǎn)上生成小蝕坑,這些蝕坑稱為孔蝕核,即為蝕孔生成的活性中心。
可見(jiàn)氯離子的存在破壞了不銹鋼的鈍態(tài),實(shí)驗(yàn)研究表明,有氯離子存在的環(huán)境下,不銹鋼既不容易產(chǎn)生鈍化也不易維持鈍化。在局部鈍化膜破化的同時(shí),其余的保護(hù)膜保持完好,這使得腐蝕的條件得以實(shí)現(xiàn)和加強(qiáng),根據(jù)電化學(xué)產(chǎn)生機(jī)理,處于活化態(tài)的不銹鋼較之鈍化態(tài)的不銹鋼其電極電位要高許多,電解質(zhì)溶液就滿足了電化學(xué)腐蝕的熱力學(xué)條件,活化態(tài)不銹鋼成為陽(yáng)極,鈍化態(tài)不銹鋼成為陰極。由于腐蝕點(diǎn)只涉及到一小部分金屬,其余大部分未腐蝕區(qū)域是一個(gè)大的陰極面積,而在電化學(xué)反應(yīng)中,陰、陽(yáng)極反應(yīng)速率是相同的,這樣集中到陽(yáng)極腐蝕點(diǎn)上的腐蝕速度非???,且具有穿透作用,這樣蝕坑會(huì)越來(lái)越深,使波紋遭到損壞。
較高的壓力和供水溫度(壓力為1.15MPa,供水溫度約100℃)也加速了波紋管在存在氯離子環(huán)境下的電化學(xué)腐蝕,同時(shí)使波紋管發(fā)生了應(yīng)力腐蝕,進(jìn)一步加速了波紋管損壞的進(jìn)度,這一點(diǎn)從回水管補(bǔ)償器損壞的比較輕可以看出。
地下存在的銅金屬使不銹鋼波紋發(fā)生的電化學(xué)腐蝕。
泄漏點(diǎn)周圍埋有大量的銅制接地網(wǎng),該接地網(wǎng)在供熱管道施工時(shí),曾被挖出后又被恢復(fù)。四氟補(bǔ)償器由于污水管道的泄漏,使補(bǔ)償器遭到污水侵蝕,在補(bǔ)償器周圍存在大量的含氯離子的電解質(zhì),加之氯離子對(duì)不銹鋼波紋氧化膜的影響,使不銹鋼的基底金屬與銅板之間形成了原電池。
金屬或合金越活潑,在與高電位金屬組成電偶對(duì)時(shí),活潑金屬更易被腐蝕,此外溫度、電解質(zhì)濃度都會(huì)影響電極電位,溫度、濃度越高活潑金屬電極電位就越低,腐蝕就越強(qiáng)烈。供水管道補(bǔ)償器先于回水補(bǔ)償器破裂就說(shuō)明了這個(gè)問(wèn)題。
基于以上兩點(diǎn)的分析,一點(diǎn)原因應(yīng)是造成波紋補(bǔ)償器腐蝕破壞的主要原因,正是氯離子使不銹鋼波紋發(fā)生了電化學(xué)腐蝕,才形成了后面的Cu-Fe原電池,而后者又加速了前者的腐蝕速度,終在兩者共同的作用下,使補(bǔ)償器的波紋發(fā)生破壞導(dǎo)致泄漏。
通過(guò)對(duì)以上情況的分析,為了防止此部位補(bǔ)償器再發(fā)生類似事故,將該處補(bǔ)償器放在鋼筋混凝土井室中,使其不再遭受地下水的侵蝕。
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