水处理中的腐蚀管理:看水管腐蚀及其原因

它常常影响全世界人类的生命吗？最重要的问题列表中是问题水管腐蚀及其复杂的相互关联的致病因素。当管道材料与水接触时，总是有的话降解由于腐蚀。不同的成分经过处理的饮用水例如，设计人员为水管道系统选择的各种材料、土壤条件等环境因素以及所采用的各种技术腐蚀预防所有人都加起来创建一个非常复杂的问题。

基本上影响世界管道系统的电化学恶化的水质参数包括水化学和pH值。水碱度、温度和溶解氧气和其他气体影响腐蚀的开始。这些水参数会影响结垢、使用寿命防护涂料以及管道材料的变质率。

水中存在腐蚀

腐蚀是AN电化学氧化反应这使金属恢复到它原来的矿石(金属氧化物)状态，在这种状态下它保持稳定。几乎所有的金属在氧气和湿气的存在下都会腐蚀。不同的金属直接连接或通过电解质形成a原电池引发腐蚀反应。(了解更多关于不同金属和如何避免电偶腐蚀电偶系列简介:电偶相容性与腐蚀．）

水化学的影响

水化学影响发病以及腐蚀的加速度。盐如氯化钠等存在加速了腐蚀速度及其严重程度。碳酸钙(CaCO_3.）存在于水中会导致规模在管道内表面形成(碳酸钙薄膜)。水垢可以提供一个保护屏障，从而最大限度地减少腐蚀，但也不可避免地会导致管道堵塞，阻碍水流。

如果水是碱性的（即，高pH），微生物诱导腐蚀由于存在微生物，可以开始。（认为​​你可能有麦克风？通过阅读来肯定管道中受微生物影响的腐蚀试验．）

高溶解氧含量会导致腐蚀速率加快。研究人员发现，减少溶解氧可以降低腐蚀速率在韧性熨斗，镀锌钢和碳钢管道显著。

内部腐蚀释放的过程金属离子从管道到水的连续流。用于水系统的管道装置可能含有铅和铜，因此，这些系统的腐蚀会通过浸出过程。在这方面，美国环境保护局（EPA）规定，应监测铜和铅含量的饮用水，无论水平超出规定的限制，必须采取纠正措施。

根据美国疾病疾病疾病疾病，内部腐蚀的影响还包括变色，气味和品味担忧，健康问题和经济问题。诱发流浪潮流，金属管道周围的土壤条件、水的化学性质以及管道和装置中不同金属的存在都会影响腐蚀速率。

通过连续测量和调节pH值和硅酸盐、磷酸盐、钙、镁的含量，可间接控制生活饮用水的腐蚀性，从而实现同时控制水的硬度．虽然硬水将金属从管道中浸出的机会降到最低，但它们也会产生一种特殊的味道。

管道内表面的腐蚀速率还受到碳酸钙、水温、温度等因素的影响残余氯．在金属水管的氧化过程中，溶解氧充当电子的受体。简而言之，饮用水的质量受到管道成分腐蚀的影响。

添加到水中的化学品，例如用于最小化的水浊度以及消毒剂，加大了水管加速腐蚀的风险。

高流速也可能导致侵蚀腐蚀或者在某些情况下空泡腐蚀靠近流动限制区域。砂砾的存在污染物在水中会加速侵蚀腐蚀。(了解更多关于腐蚀的知识腐蚀:涂层及其他预防措施。）类似地，通过更高的温度加剧腐蚀。

水管防腐的经济方面

腐蚀除了造成宝贵资源(水)的泄漏外，还会损坏固定装置和管道等宝贵资产，导致正常供水中断，并因水污染而对健康造成危害。在一些城市，通过腐蚀的管道供应的水被发现含有无法接受的危险金属和盐。

一项名为“美国和加拿大的总水管破裂率:综合研究，由犹他州立大学的研究人员进行的研究发现，在北美，由于主要裂缝而渗漏的平均失水率约为10%。在某些情况下，漏水率高达20%到30%。

主要断裂主要是由于金属水管的腐蚀和开裂(圆形和纵向裂纹)造成的。结果发现，铸铁和球墨铸铁管的故障率最高，铸钢管和球墨铸铁管的故障率最低聚氯乙烯(PVC)管道。腐蚀土壤的存在增加了腐蚀的风险，因为大多数供水管道埋在地下。球墨铸铁管和铸铁管的破管率与土壤的腐蚀指数有直接关系。由于香港的土壤腐蚀指数很高，大多数供水企业的水管腐蚀风险都很高。只有少数公用事业面临中等程度的水管腐蚀风险。(这篇文章土壤腐蚀概论是这个主题的一个很好的资源。)

在土壤腐蚀指数高的地方，设计人员现在更青睐PVC作为管道材料，因为它们没有腐蚀风险。PVC管的初始采购成本较高，但较低生命周期成本包括低失水成本应该证明选择是正确的。然而，非金属管道也带来了自己的管道材料成分和污染物的不良痕迹的风险。

水管防腐涂料

在美国和加拿大，自来水公司用于供水和分配系统以及水处理系统的组件必须满足NSF/ANSI 61(国家卫生基金会-国际公共卫生和安全组织)标准的要求。

美国水工程协会(AWWA)的标准由其钢管委员会制定，处理测试涂层和衬里适用于内部，保护饮用水管道表面不受腐蚀。对于每一种用于管道的涂层/内衬材料，都建立了单独的测试标准。该标准涵盖的涂层材料包括聚脲、水泥砂浆、熔融粘结环氧树脂(FBE)、煤焦油搪瓷或沥青、液体环氧树脂和聚氨酯内衬/涂层，以及其他材料。

聚脲涂料

聚脲涂层具有卓越的耐腐蚀性和耐化学性．它们被用来涂在水管和饮用水水箱上。他们的优势是速度快固化，对黑色金属附着力强，延伸率高耐磨性．缺点包括成本高和严格表面处理要求。虽然它们价格昂贵，但耐用性和较低的维护成本为较高的初始成本提供了理由。(有关聚脲涂料的更多信息，请参阅关于聚脲涂料需要知道的8件事．）

水泥内衬

一个便宜的水泥砂浆在水管的铁基上提供稳定的保护膜。不连续在衬里不影响保护和微生物诱发腐蚀的风险是最小的。但这种衬里材料不适合水重氯化或水流速度超过1200英尺/分钟（20英尺/秒）的系统。

过去使用的石棉水泥管道导致饮用水中含有微量的石棉。同样，水泥砂浆涂层也会导致微量污染物的浸出。

熔合环氧树脂(FBE)

融合键合环氧树脂（FBES）属于热固性类型heat-cured与钢基体有很好的附着力的聚合物。它们还具有良好的耐磨性和耐腐蚀性。它们被称为熔合键环氧树脂，这是由于交联的性质和使用的非传统的应用方法。粉末形式的FBE应用于清洁和加热的钢管表面在450°F(232°C)。固化时间约为3 - 5分钟。严格的表面准备是这种涂层的必要条件。

沥青或煤焦油磁漆(CTE)涂层

沥青或煤焦油磁漆具有较高的化学稳定性，对亚铁表面附着力好，耐阳极-阴极性能好等优点脱钩．

但是，有几个缺点，例如：

• CTE导致微量污染物渗入饮用水的风险
• 工作人员在应用过程中暴露在不受欢迎和潜在不安全的工作条件下
• 对表面处理的严格要求

这些因素使得CTE不受饮用水管道内表面的欢迎。

聚氨酯涂料

聚氨酯涂料需要短暂的固化时间并具有合理公平的优势使用寿命由于:

• 对干净的铁质基材有良好的附着力
• 机械强度高
• 降低空化腐蚀和腐蚀腐蚀的风险

由于其良好的力学性能，设计人员可以规定较低的涂层厚度，从而提高了水系统的经济性和效率。

聚氨酯涂料的缺点包括要求专家应用和昂贵的设备，以及非常严格的表面清洁度。

结论

公共用水系统恶化，经常由于管道表面的腐蚀而失效。影响金属管道内部腐蚀的因素包括不同金属的使用、水的化学性质、溶解氧水平和水温。(相关阅读:腐蚀在燧石水危机中的作用．）

估计与腐蚀相关的主要突破引起的水损价非常高。金属水管的内表面通常用抗腐蚀涂层层强化。为了解决健康问题，饮用水基础设施的所选涂料必须满足NSF / ANSI 61标准的要求。