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镀锌管埋地,几年开始烂
10 小时前   浏览:7   作者:管道

厂区里埋地的镀锌管,出事往往是三五年后。地面先塌一小块,挖开一看,管子外壁一圈红锈,有的地方已经穿孔,漏出来的水把周围土泡成泥。

很多人的判断是「镀锌管不就是防锈的吗,埋地里怎么也会烂」。这个判断在干燥的沙土地里勉强成立,在潮湿黏土、盐碱地、杂填土里完全不成立。土壤不是空气,它是电解质。

埋地这件事,能不能埋、几年开始烂、要做几层防护,有数据可算,也有规范可依。

镀锌管埋地土壤腐蚀与防腐层构造示意

一、土壤为什么比空气狠

空气里,锌表面会生成一层碱式碳酸锌,致密、附着力好,把后面的锌护住,腐蚀速率降下来。土壤里没有这层膜的生存条件:含水率波动、氯离子、硫酸盐、微生物、杂散电流,几个因素叠在一起,锌的腐蚀从均匀减薄变成局部点蚀。

判断土壤腐蚀性,工程上最常用的是土壤电阻率。电阻率越低,导电性越好,腐蚀电池越活跃。公开资料给的分档大致是:电阻率大于 10,000 欧姆厘米,属于非腐蚀性;2,000 到 10,000,一般条件;1,500 到 2,000,轻度腐蚀;低于 1,500,腐蚀性土壤,要专门做防腐设计。

电阻率只是入门指标。pH 低于 5 的酸性土、含氯离子高的沿海盐碱地、含硫酸盐的回填土,都有各自的加速机理。同一个厂区,东边干燥、西边积水,两段管子的寿命能差一倍。

二、锌层有多厚,能撑几年

GB/T 3091 对镀锌层的要求分 300 和 500 两个档,单位是克每平方米,按双面计。300 克每平方米,单面约 21 微米;500 克每平方米,单面约 35 微米。锌的密度 7.14 克每立方厘米,这个换算是对得上的。

土壤里锌的腐蚀速率,公开资料给的范围是每年 3 到 5 微米,腐蚀性强的土壤能到 8 微米以上。按 4 微米每年取中值,21 微米大约五到六年,35 微米大约八到十年。一些厂家资料把土壤接触环境下锌层的消耗寿命写成 5 到 10 年,和这个算法基本吻合。

沿海盐碱地、工业区酸性土、地下水位高的地方,三到五年锌层大面积脱落是有的。那种环境下裸锌层直埋,等于把管子交给土壤。

三、规范允不允许埋

给水管道:GB 50268 对金属管道埋地有防腐要求,管道内外壁都要按设计做防腐,镀锌层本身只是其中一层。建筑给水的埋地部分,设计通常要求加做防腐层或者改用别的管材。

燃气管道:埋地钢质管道必须做防腐层加阴极保护,这是硬要求。镀锌管一般只用在室内地上部分,埋地段很少用,因为它既没有配套的防腐层,也不方便做电法保护。

消防管道:架空部分按 GB 50974 要求热浸镀锌,埋地部分通常改用球墨铸铁管、钢丝网骨架塑料复合管或者做加强防腐的钢管。原因就是锌层在土壤里撑不住设计年限。

一句话:埋地不是绝对禁止,但裸锌层直埋,在多数土壤里达不到管道设计寿命。要不要埋,先测土壤,再定防腐等级。

四、四层防护怎么叠

第一层是锌层,原厂热浸镀锌,这是底子,不能省。要求 500 克每平方米档位的,埋地段优先选高锌层。

第二层是外防腐涂层。常用环氧煤沥青或者无溶剂环氧,刷两到三道,中间缠一层玻璃布,干膜总厚做到 0.4 到 0.6 毫米。预算高的上 3PE,三层结构,环氧粉末底漆加胶粘剂加聚乙烯外层,寿命能到二三十年。

第三层是接口和补口。管子本身做得好,接口没做,等于白做。螺纹接口、法兰接口、切割切口,都要单独处理,涂层要连续。埋地钢管怎么防腐蚀?3PE 三层聚乙烯防腐层的厚度、漏点和补口,按 GB/T 23257 一测就清里讲补口要搭接多少、电火花检测怎么做,可以直接对照。

第四层是回填和垫层。管底铺 100 到 150 毫米砂垫层,管子周围 200 毫米范围内用细砂或者素土,不许有砖块、石块、建筑垃圾。回填分层夯实,每层不超过 300 毫米。硬物顶在管子上,涂层破了就是腐蚀起点。

五、埋深和基础

一般地区管顶覆土不小于 500 毫米;穿越道路时不小于 700 毫米,或者加钢套管、混凝土包封;有冰冻的地区,管底要埋在冰冻线以下,否则冬天冻胀会把管子顶起来,接口拉裂。

基础要平整。土基有弹簧土、淤泥、回填未夯实的,要做 100 毫米以上的混凝土垫层。管子下面悬空,回填以后受力不均,接口长期受弯,先渗后裂。

坡度也要留。给水管道按 0.002 到 0.005 坡向泄水点,低点设泄水阀或者泄水井。埋地管里的水排不出去,长期滞留,内壁腐蚀比外壁更隐蔽。

六、阴极保护和锌层打架吗

有人问,既然锌是牺牲阳极,那埋地镀锌管是不是自带阴极保护。不是。锌层是覆盖层,保护范围只在紧邻的几毫米,一旦涂层大面积破损,锌的阳极面积太小,保护不了大面积的裸钢,反而因为大阴极小阳极加速穿孔。

真正做阴极保护,是外加电流或者牺牲阳极,把整个管道极化到保护电位。GB/T 21448 对埋地钢质管道阴极保护的要求是,铜/硫酸铜参比电极下保护电位达到负 0.85 伏,且不宜低于负 1.2 伏。

负 1.2 伏这个下限是关键。电位过负,阴极区析氢,涂层会被氢气顶起来剥离,这就是过保护。镀锌管外面有锌层,过保护时锌层剥离更明显,所以做电法保护前要把锌层情况和涂层状况摸清楚,别一刀切上设备。

七、杂散电流这个隐形杀手

厂区里电缆、焊机接地、直流设备、轨道交通,都会往土壤里漏电流。电流从管道一处进入、另一处流出,流出的位置就是阳极区,腐蚀速度能比自然腐蚀快十倍以上,几个月就能打出坑。

判断办法是测管地电位波动,或者看腐蚀坑的形态,杂散电流腐蚀的坑通常边缘陡、深、集中在一侧。发现了要排流,加排流器或者牺牲阳极,不能只靠加厚涂层。

厂区里镀锌管埋地还容易碰到异种金属连接,镀锌管接碳钢管、接不锈钢阀、接铜管,接头处形成电偶对,锌被优先腐蚀。不锈钢管道支吊架,间距和电偶怎么定里讲过电偶腐蚀的判据,埋地接头要加绝缘法兰或者绝缘垫。

八、烂了怎么修,挖开怎么补

小面积锈坑,清理到金属光泽,刷富锌漆两道,再刷环氧两道,总厚做到 0.3 毫米以上。修补处的边缘要和原涂层搭接 50 毫米以上,不能只盖住坑。

已经穿孔的,切掉那一段换新管。新管段要做同样的防腐,接口用沟槽卡箍或者法兰,方便以后检修。换完回填前必须打压,试验压力是工作压力的 1.5 倍且不小于 0.6 兆帕,稳压 10 分钟压降不大于 0.02 兆帕。

修完在图上标注位置和年份。埋地管道最怕没记录,第二次开挖还是靠猜,把好管子挖坏的情况不少。

九、该不该换管材

强腐蚀土壤、设计年限 30 年以上、维修开挖代价高的位置,镀锌管不是好选择。PE 管、钢丝网骨架塑料复合管、球墨铸铁管,各有各的适用口径和压力等级,一次性投入高,全寿命成本低。

干燥地区、临时管线、设计年限十年以内、开挖方便的位置,热浸镀锌管加两遍沥青漆,性价比还在。判断依据是土壤电阻率、地下水、设计年限三件事,不是管材价格。

镀锌管、防腐涂料、3PE 加工要询价比价,可以到钢管动力发布需求信息,把管径、锌层档位、土壤条件、防腐等级写清楚,供应商能直接报对口方案。锌层和寿命的关系,镀锌管能用多少年,看锌层和环境里有更细的分环境估算。

镀锌管埋地,一般几年开始锈?

看锌层和土壤。300 克每平方米单面约 21 微米,土壤里锌的腐蚀速率按每年 3 到 5 微米算,五到六年见红锈;500 克每平方米单面约 35 微米,八到十年。潮湿黏土、盐碱地、杂填土会明显加快,三到五年就出问题。

裸镀锌管直接埋地,规范允许吗?

多数场景不满足要求。给水埋地金属管道要按设计做防腐层,燃气埋地钢质管道必须防腐层加阴极保护,消防埋地段通常改用球墨铸铁管或复合管。镀锌层只能算底子,不能当完整防腐体系用,潮湿或腐蚀性土壤里尤其不行。

埋地镀锌管的防腐怎么做最省事?

环氧煤沥青刷两到三道加一层玻璃布,干膜 0.4 到 0.6 毫米,接口单独补口、涂层连续,管底铺砂垫层、回填用细砂。这套方案成本适中,弱到中等腐蚀土壤够用。强腐蚀土壤直接上 3PE,别在这里省。

镀锌管埋地,管顶要覆多厚的土?

一般地区管顶覆土不小于 500 毫米,穿越道路不小于 700 毫米或者加钢套管、混凝土包封。有冰冻的地区管底要埋在冰冻线以下,否则冻胀会把管子顶起,接口拉裂。回填分层夯实,每层不超过 300 毫米。

锌层本身就是阳极,还需要做阴极保护吗?

要看规模。锌层的保护范围只有紧邻几毫米,涂层大面积破损时,小阳极大阴极会加速穿孔。长距离、高价值、强腐蚀土壤的管道,要单独做阴极保护,按 GB/T 21448 把电位控制在负 0.85 到负 1.2 伏之间,超过负 1.2 伏会析氢、把涂层顶掉。

数据来源:来自公开网络。

钢管动力,关联公众号:钢标控。

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