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污水处理场管线腐蚀原因分析及对策
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效应,使腐蚀得以继续进行。大气中的SO2、SO3和 CO2溶于雨水或潮湿的空气中生成硫酸和碳酸,附 着在动设备、金属框架表面。由于酸液的作用,使 涂层腐蚀遭到破坏。涂层如果是低分子量聚合物, 则气孔率较大,水分子比较容易通过涂层表面到达 涂层与基体之间的界面,使涂层的结合强度下降, 进而使涂层剥离或鼓包。涂层下的金属腐蚀是由电 化学作用引起的。在阴极,氧有去极化的作用,反 应如下:02+H2+2e=20H一;因此,涂层下泡内溶液 呈碱性,也叫碱性泡,这时阴极部位的pH值可高达 13以上。界面一旦形成高碱性状态,
1、污水水质特性与温度、压力 污水处理场处理介质是生产系统产生的污水,其中 含有较多的硫化物和氯离子等腐蚀杂质,工作温度 为常温或稍高于常温,工作温度一般≤35℃,压力 一般为常压,最高压力≤0.6Mpa,因此选材主要考 虑耐腐蚀为主,压力等级在取1.0Mpa即可。
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漏点
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一号集泥池排泥管
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漏点
漏点
漏点
一级气浮入口管
中间水池水管
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2、广东酸雨较多,西江水位较高,公司地下管道 有相当一大部分浸泡在非常潮湿的土壤中。土质 一般呈中性或碱性。金属在土壤的腐蚀与电解液 中腐蚀本质是一样的。大多数的金属在土壤中的 腐蚀属于氧去极化腐蚀。
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① 阳极过程 阳极过程:碳钢进行溶解并放出电子 nH20+Fe=Fe2++nH20+2e 铁离子与氢氧根离子进一步生成氢氧化亚铁 Fe2++20H-=Fe(OH)2 氢氧化亚铁在氧和水的作用下,生成氢氧化铁。 2Fe(OH)2+1/202+H20=2Fe(OH)3 氢氧化铁的溶解度很小,但比较疏松地覆盖在钢 铁表面,使上述过程可以继续进行。
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由于管道外壁防腐层耐蚀性差,造成管道外壁腐蚀 严重,给安全生产带来困难。地下管线的腐蚀主要 有两个方面:(1)外腐蚀,防腐层老化脱落剥离或施 工质量较差所至;(2)内腐蚀,所输送介质腐蚀性较 大或局部结有锈瘤,形成原电池,引起电化学腐蚀。 地上管线的腐蚀主要是内腐蚀,机理与上相同。
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公司污水装置是1998年建成的,2007年经过改造, 采用较薄的焊缝管,且因工期防腐力度不够,污 水腐蚀性强,再加上介质流动具有冲刷性, 这些不利因素加剧了腐蚀速度。厂区大气中除了 含有SO2气体外,还有CO2和氯化物及其它许多污 染物,所以腐蚀特别严重。由于铁有自然形成铁 的氧化物的倾向,它在很多环境中是高度活性的, 正因为如此它也具有一定的耐蚀性。有时候会与 空气中氧化反应,在表面形成保护性的氧化物薄 膜,这层膜在99%相对湿度的空气中能够防止锈 蚀。但是要存在0.01%的SO2就会破坏膜的
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污水处理场在近一两年来逐渐出现管线腐蚀穿孔渗 漏、碳钢管件整体减薄现象,而且以孔蚀最为严重, 给平稳运行带来了一定的影响。针对管线腐蚀情况, 依据最新的防腐蚀理论分析腐蚀原因,采取相应的 措施来防止或减慢腐蚀。
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一、设备腐蚀原因分析 1、我公司所处理的污水属于高含硫污水,污 水中含有较高的硫化物和氯离子等,对管线和设 备腐蚀较严重。从拆除下来的管线和当前腐蚀泄 漏情况来看,腐蚀主要表现为全面腐蚀和局部腐 蚀,局部腐蚀主要是磨损腐蚀、小孔腐蚀和缝隙 腐蚀等腐蚀类型。从拆除的管线腐蚀现象看,存 在较多的小孔,腐蚀深度大约在2mm左右,造成 管线腐蚀泄漏。
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② 阴极过程 阴极过程:阴极过程主要是氧的去极化作用。在土 壤中,氧的去极化也是氧与电子结合生成氢氧根离 子。但氧到达阴极过程比较复杂,进行的比较慢。 如:空气中的氧,先通过相当厚的土层,然后再通 过金属表面的一层静止液层到达阴极。因此土壤的 结构和温度,对氧的流动有很大的影响。在干燥疏 松的土壤中,氧的渗透和流动比较容易,金属的腐 蚀就严重。在潮湿的粘性土壤中,氧的渗透和流动 速度均较小。所以腐蚀过程主要受阴极过程控制,
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就进一步发生基体氧化膜的碱性溶解和涂层的碱 性分解。在阳极发生如下反应:Fe=Fe2+4-2e;Fe2+ 与氧、水及OH一反应可以生成Fe(OH):及 Fe(OH),、Fe203·XH:O等腐蚀产物,其体积要增 大好几倍,漆膜鼓起,最后破裂而成“透镜”。 这时泡内溶液呈酸性,故称酸性泡,泡内pH值仅 为2~4。所以从漆膜脱落部位产生的阴极、阳极 反应来看,由于阴极反应产生的OHl岛子使得界面 pH值上升,造成Fe2+离子水解: Fe2++2H20=Fe(OH)2+2H+;这时又使界面pH值降 低,从而加速了阳极反应(金属的腐蚀),
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使腐蚀面积扩大,漆膜剥落的范围也扩大,有的设 备表面涂刷的漆不到0.5 a就出现开裂、脱落、使设 备遭到腐蚀。尤其是机泵在室外使用的更为严重。
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二、污水中所含的主要介质及工作条件
类型 溶剂型
酸 碱 盐 pH值 温度 池体液面高度
介质及工作条件
各种油类、苯类、醇类 C、H2S0。、HCl、SCN及其它酸类
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因在土壤中腐蚀主要是氧的去极化作用,而当土 壤层的厚度相等时,则决定土壤的结构和湿度。 地下管道为水平埋放的,因管道有一定的直径, 各处深度不同,构成氧浓差电池,埋得较深的地 方(如在管子的下部),由于氧到达困难,便成为阳 极地区,腐蚀就发生这个区域。当管道外壁防腐 层为石油沥青,不耐微生物腐蚀,易造成老化、 脆裂。同时土壤中或管道内污水等介质和细菌对 金属也有腐蚀作用。这就是地下管线腐蚀的原因。
NaOH(固体与液体碱)、其它碱类 硫酸盐、磷酸盐、碳酸盐、其它盐类 变化范围2.6—14;长期在6~9之间
15~42℃,一般在20-30℃之间 距池底2-6m,一般在0.5-1m之间波动
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三、解决办法及建议 根据工艺条件分析对设备材料的要求,主要考虑以 下几个方面:
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