?銅管沖刷腐蝕和點蝕以及銅管法蘭連接
<一>、銅管沖刷腐蝕和點蝕
當水中含有氧、硫酸根、碳酸根、SO2、CO2等成分時,易使其產生一層的銅(銅綠)附著在銅的表面,防止銅管被深層腐蝕。如水中含有細沙粒和鐵制品的腐蝕產物(氫鐵)的粒子時,這些顆粒流動沖擊銅的表面,會將保護膜沖掉,形成沖刷腐蝕。沖刷腐蝕多數發生在銅管的彎頭處。
但是,這種情況很少發生,一般地水都會經過沉淀、過濾處理,循環使用的水也要經過過濾處理,將其中的粒子去除后使用。
在整個供水系統中,通常還有許多鋼、鐵質的設備和零部件,鋼、鐵在微酸性溶液中會很快產生腐蝕,如果沒有過濾裝置,腐蝕產生的氫鐵化合物會在系統中流動時破壞銅管的表層保護膜,對銅管形成連續性沖刷腐蝕。為了避免沖刷腐蝕,建議在供暖系統管道的使用上,安裝焊接時盡量選用硬釬焊,焊條選用銅銀合金焊條,盡量避免使用錫焊及含鋅的焊條。整個采暖系統配套設施的選用上,盡量采用銅或銅合金產品,如紫銅、黃銅管件、黃銅閥門等,在配套末端散熱器的選擇上,建議選用經濟、實用、美觀的純銅散熱器或銅鋁復合散熱器,建議在循環系統加裝配套過濾器。
金屬在水中的腐蝕分腐蝕和局部腐蝕兩大類。金屬不怕均勻腐蝕,較怕局部腐蝕,也就是點蝕。點蝕是一種的局部腐蝕,又稱坑蝕或孔蝕,導致金屬產生小孔。形成點蝕的因素很多,各種因素又互相影響。
銅在極個別情況下的熱水系統中偶爾也會產生點蝕,主要是由水質引起的。據有關報道,各國產生點蝕分兩大類,一類是在硬水中產生,腐蝕產物是CaCO3和Cu(OH)2,內部含有CuO和CuCl2。二類是在處理軟水中產生,腐蝕產物是CuSO4(OH)6和Cu2O,內部是Cu2O。
銅產生點蝕的原因很多,從實例調查和實驗結果來看,比較統一的看法有以下幾點原因:
1)硫酸根和碳酸氫根的比例
硫酸根離子和氯離子是腐蝕性陰離子,根據實驗數據和實例統計,當[SO42-]/[HCO3-]>1時容易產生點蝕,小于1不容易產生點蝕,較好是小于0.5。
2)水的流速
水的流速過快會產生沖刷腐蝕,反之流速過慢也會產生點蝕。根據實驗,流速小于0.5m/s容易產生點蝕。這可能是因為附著在金屬表面的水層不動為反應創造了條件。反之,水的流速越快,水內含的各種雜質破壞了銅表面的層,對銅管的沖刷越厲害,當保護膜被沖刷掉后,又會形成新的保護膜,然后又被沖刷掉,又生成……,較終導致銅管被腐蝕掉。所以,建議將系統水的流速控制在0.6~1.0m/s。
3)其它因素
如水中的溶解氧是促使銅管發生點蝕的因素之一,因此,應控制水中的氧含量。日本的《建筑用管道腐蝕對策指南》認為,水中如果存在大量硫化物、氧、氨,會產生較大的腐蝕性。總之,盡管銅棒用于供暖是公認的好材料,在熱水系統中發生點蝕的情況也極個別,但是也應引起注意。以往應用中的經驗值得借鑒,在使用的過程中,應當特別重視水質,使水質達到標準要求,系統設備及管道的使用壽命。
<二>、銅管法蘭連接
1、銅及銅合金管道上采用的法蘭根據承受的壓力不同,可選用不同形式的法蘭連接。法蘭連接的形式一般有翻邊活套法蘭、平焊法蘭和對焊法蘭等,具體選用應按設計要求。一般管道壓力在2.5MPa以內采用光滑面鑄銅法蘭連接;當壓力在6.4MPa以內時采用凹凸面鑄銅法蘭連接。法蘭及螺栓材料牌號應根據頒布的有關標準選用。公稱壓力在0.25MPa及6MPa的管道連接,采用銅套翻邊活套法蘭或銅管翻邊活套法蘭。
2、與散熱器銅管及銅合金管道連接的銅法蘭宜采用焊接,焊接方法和質量要求應與鋼管道的焊接一致。
3、當設計無明確規定時,銅及銅合金管道法蘭連接中的墊片一般可采用橡膠石棉墊或銅墊片。
4、法蘭外緣的圓柱面上應打出材料牌號、公稱壓力和公稱通徑的印記。例如法蘭材料牌號為H62、PN=2.5MPa、DN=100mm,則印記標記為:H6225-100。
5、活套法蘭
(1)管道采用活套法蘭連接時,有兩種結構:一種是管子翻邊,另一種是管端焊接焊環。焊環的材質與管材相同。翻邊活套法蘭及焊環尺寸規格詳見化工部及原一機部法蘭標準。
(2)銅及銅合金管翻邊模具有內模及外模。內模是一圓錐形的鋼模,其外徑應與翻過管子內徑相等或略小。為了翻邊部分材料的內應力,在管子翻過前,先量出管端翻邊寬度見表1-62,然后劃好線。將這段長度用氣焊嘴加熱至再結晶溫度以上,一般為450℃左右。然后自然冷卻或澆水急冷。待管端冷卻后,將內外模套上并固定在工作臺上,用手錘敲擊翻邊或使用壓力機。全部翻轉后再敲平銼光,即完成翻邊操作。
(3)鋼管翻邊連接應保持兩管同軸,其偏差為:公稱直徑≤50mm,≯1mm;公稱直徑≥50mm,≯2mm。
6、銅法蘭之間的密封墊片一般采用石棉橡膠板或銅墊片,但也可以根據輸送介質溫度和壓力選擇其它材質的墊片。