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塑料管材的透氧性对采暖系统的腐蚀作用

发布时间:2015-03-03 10:54 作者:甘肃丰禾商贸 点击:
        塑料管材在热水管道中的应用已有二十多年的历史,但真正大面积应用是近几年的事, 各种管道的应用中,除了铝塑复合管外,其它管道从氧气阻隔意义上来说,均不够完善,都 具有较高的透氧率。
      在采暖管道领域里,美国、欧洲和澳大利亚均强制要求在地板采暖的场合下来采用有带 渗氧功能的管道。
      首先,因为塑料管材和金属管材相比有一个很大的特点,分子间结构非常大,属于高分 子化合物,氧分子可以通过这个缝隙穿入到水体当中去。如果是普通的塑料管材,不加阻氧 层,氧的透入量是100%(相当于每2 天给整个系统换一次新水),如果要给它加了一层阻氧 层之后,他的氧透入率减少了99.6%(相当于每125 天给整个系统换一次新水)。
      有氧存在会对水体产生什么样的危害呢?主要有两条,一个是对于有钢存在的,即系统 里面有钢质产品存在的时候产生腐蚀,从而影响整个系统的寿命,尤其是热水锅炉的寿命; 另外一个就是水体里面,如果有氧气存在的时候,容易有水藻的孳生,水处理的再干净,也 是含有大肠杆菌之类的微生物,在有氧的情况下会不断的繁殖,作为地板采暖的管道,十年 可能只附着了一层绿藓,但50 年的使用时间里,这个膜很容易把管道堵塞掉,最直接的就是 它的导热效能会明显的一年不如一年,另外微生物的存在会导致水体的PH 值降低,并对锅炉 附着点加速腐蚀,使锅炉的使用寿命大大缩短。
采暖系统设备的氧腐蚀
      氧腐蚀是减少采暖系统设备使用寿命的主要原因之一,特别是在常温常压下,锅炉给水 中溶解氧会高达7~9 毫克/升,这会对炉体及其它部位造成不同程度的腐蚀,尤其是在垢下、 水下沉积处、缝隙处及应力不平衡处。氧腐蚀对锅炉的损害是非常严重的,常常是影响锅炉 安全运行和使用寿命的重要因素之一。
      锅炉的金属氧腐蚀一般与下列因素有关:溶解氧、PH 值、水温、水质、热负荷、水流速 度等,但溶解氧和PH 值是最重要的两个影响因素。
      锅炉的金属氧腐蚀属于电化学腐蚀,其原理是:锅炉内壁的氧化铁保护膜因水质恶化和 热力等原因部分被破坏,在漏出的钢表面水和保护膜表面之间形成局部电池,铁从阳极析出。 溶解析出的铁离子Fe2+在存在溶解氧的情况下,进一步氧化成氢氧化铁。腐蚀产物呈沉淀物 状堆积在阳极上,则在沉淀物内的氧浓度和覆盖在阴极表面上水的氧浓度之间有一个浓度差, 产生氧浓差电池。作为阳极部位的铁被逐步溶解,加剧了金属表面的腐蚀,降低了锅炉的使 用寿命。
氧腐蚀电化学反应方程式如下:
Fe Fe2+ +2e-
2H2O + O2 + 4e- 4OH-
2Fe + 2H2O + O2 2Fe(OH)2
4Fe(OH)2+O2+2H2O 4Fe(OH)3
Fe(OH)2 +2Fe(OH)3 Fe3O4 + H2O
生物粘泥
      生物粘泥是一种类似于有机聚合物的化学物质,是存在于水中的生物性的悬浮物,常呈 絮状,它由菌胶团、藻类、无机盐和粘附的泥沙等其它物质混合而成,有时也会在设备表面 附着或在低流速区沉积。生物粘泥的成因比较复杂,但生物粘泥首先必须是由微生物引起, 应具有明显的生物特征。一般有如下几个方面:1、补充水带来的杂质(空气中的尘土杂物, 在锅炉补水时少量进入系统),水中固有杂质,这些由于重力作用在滞留区产生沉积;2、水 中悬浮胶体由于催化粘合作用聚合而成粘泥垢;3、系统腐蚀产物产生软垢;4、微生物繁殖 所形成菌藻生物粘泥。
      由于地暖热水多处于30℃~60℃水温,比较适宜很多微生物的繁殖,且繁殖速度极快。 许多细菌外面都覆盖一层成分为粘多糖、纤维状的夹膜,它能黏附于任何物体之上,甚至非 常光滑的塑料表面和一些细胞之上,形成粘泥,许多真菌、藻类也有形成粘泥的能力,这些 微生物在采暖水体中易黏附于设备表面的某一点迅速繁殖,在金属表面形成生物膜,它是一 个具有粘性的捕集面,不断捕集其它微生物、有机物、无机物的碎片及细颗粒物质。
      对于塑料管,在使用初期,由于塑料管壁非常光滑,水又有一定的流速,因而不能在短 时间内明显覆盖管材的内表面,当经过2~3 采暖期后,粘性很强的微生物会由点及面,逐渐 占居整个内表面,这样的表面一旦形成,会迅速增长,使得各种物质迅速聚集,越来越厚。 这样就导致大口径管道中水的流速降低,小口径管线被堵塞,热效率下降,室内温度达不到 理想的效果,同时锅炉的负荷增大,腐蚀加剧,严重时迫使整个系统不得不停止运行。


  

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