某城市热网供暖管道直埋型补偿器腐蚀原因定性分析

随着城市集中供热的不断发展，供热管网的安全性越来越被人们重视，本文通过对实际工程中补偿器损坏的一个案例，分析了其损坏的原因，希望能够引起工程技术人员的重视。

1.前言
山东烟台地区某城市供热管网始建于2004年，管网最大管径为DN800mm，采用波纹补偿器进行热补偿，波纹材质为316L不锈钢，5层，每层厚度0.8mm。管网投运后，供热效果良好，运行比较平稳。
2009年供暖期间，巡线工发现位于621差转台门前的供热主干管处有热气冒出，当即通知生产部门进行查看、维修。

经过现场挖掘发现，DN800mm供水管道的补偿器波纹破坏发生泄漏，热水喷出，回水管道的补偿器腐蚀也很严重，但未破裂。经过紧张的抢修，将供、回水管道补偿器进行更换，终于实现了正常供热。
针对这起补偿器的泄漏事故，热力公司、设计单位、生产厂家共同分析补偿器损坏的原因，在排除了设计、制造因素后，对事发地点周围环境进行观察，分析造成补偿器损坏的原因。补偿器损坏状况如图所示。

2.腐蚀原因分析

1）地下含有较高的氯离子使不锈钢波纹发生了电化学腐蚀。
由于补偿器保温接口处出现裂缝，使补偿器易于遭到地下水的侵蚀。在事故现场，不仅发现了大量泄漏的热水，还发现了污水，原来与供热管道平行敷设的污水管道发生了泄漏，其与供热管道水平距离为4.5米，离泄漏点7.0米处有一污水井。泄漏点东侧25米处为一海水养殖厂。海水养殖厂不定期的将海水排到该污水井中，污水管道泄漏使补偿器浸到浸泡，污水中含有的大量氯离子，使补偿器的波纹发生了腐蚀。

众所周知，不锈钢特别是316L不锈钢具有较强的耐腐蚀性能，其耐腐蚀的重要原因在于起保护作用的氧化膜具有自愈性，当氧化膜破损时，能够重新形成薄膜，对金属进行保护。但处于钝态的金属仍有一定的反应能力，氧化膜的溶解和修复（再钝化）处于动态平衡状态，当介质中含有活性阴离子时（如常见的氯离子），平衡便受到破坏，溶解占优势，中国供热信息网了解到原因是氯离子能优先地有选择地吸附在氧化膜上，把氧原子排挤掉，然后和氧化膜中的阳离子结合成可溶性氯化物，在露出基底的金属的特定点上生成小蚀坑，这些蚀坑称为孔蚀核，即为蚀孔生成的活性中心。

可见氯离子的存在破坏了不锈钢的钝态，实验研究表明，有氯离子存在的环境下，不锈钢既不容易产生钝化也不易维持钝化。在局部钝化膜破化的同时，其余的保护膜保持完好，这使得腐蚀的条件得以实现和加强，根据电化学产生机理，处于活化态的不锈钢较之钝化态的不锈钢其电极电位要高许多，电解质溶液就满足了电化学腐蚀的热力学条件，活化态不锈钢成为阳极，钝化态不锈钢成为阴极。中国供热信息网了解到由于腐蚀点只涉及到一小部分金属，其余大部分未腐蚀区域是一个大的阴极面积，而在电化学反应中，阴、阳极反应速率是相同的，这样集中到阳极腐蚀点上的腐蚀速度非常快，且具有穿透作用，这样蚀坑会越来越深，使波纹遭到损坏。

较高的压力和供水温度（压力为1.15MPa，供水温度约100℃）也加速了波纹管在存在氯离子环境下的电化学腐蚀，