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游泳池的镀锌管,为啥一年就锈
2 小时前   浏览:0   作者:管道

一个健身房的室内泳池,池子 300 立方米,循环加热系统是 2019 年做的。机房里的循环管和加热支管全用 DN80 镀锌管,理由是机房潮湿,镀锌的防锈。第一年没问题,第二年夏天开始,池水总是发浑,补水量变大,过滤器的反冲洗周期从三天缩到一天。

检修的时候把过滤器打开,滤料上糊了一层灰白色的泥,摸上去滑。再看循环泵的叶轮,入口那一圈有红锈。把一段弯头割下来,内壁的锌层大面积掉了,露出灰黑的钢,锈坑一个挨一个。

先给结论:游泳池的水不是普通自来水,是持续投加消毒剂的氧化性水。锌在这种水里不是慢慢锈,是被次氯酸直接氧化掉。镀锌管做泳池的循环管和加热管,寿命常常只有一到两年。补水那段短管可以用,循环系统里不该用。

泳池循环管路锌层消耗与池水变浑示意

一、泳池水到底是什么水

《公共场所卫生指标及限值要求》GB 37488-2019 表 4 给了人工游泳池水的指标。浑浊度不大于 1 NTU,pH 7.0 到 7.8,游离性余氯 0.3 到 1.0 毫克每升,化合性余氯不大于 0.4 毫克每升,尿素不大于 3.5 毫克每升,菌落总数不大于 200 CFU 每毫升,大肠菌群不得检出,氰尿酸不大于 50 毫克每升,氧化还原电位不低于 650 毫伏。水温宜在 23 到 30 摄氏度。

这几个数字里,对金属影响最大的是游离性余氯。0.3 到 1.0 毫克每升听着不多,但它是持续存在的,一天二十四小时不停,全年不停。这个浓度的有效氯,足以把水中的细菌杀灭,也足以把锌表面的保护膜破坏掉。

另一个是 pH。7.0 到 7.8 落在中性偏碱的区间,单看这个区间,锌是能钝化的,锌在 pH 8 到 12 之间会生成碱式碳酸锌的保护层。但保护层的形成需要时间,而余氯每天都在把它剥掉,剥掉以后新鲜锌又暴露出来,重新开始。

第三个是循环。泳池水一天要循环好几遍,池水在管子里流动的时间远远超过自来水管道。管道内壁接触的水量,一年下来是池容积的几百倍。这个接触强度,普通给水管完全比不上。

二、锌是怎么被吃掉的

投加到水里的氯,会生成次氯酸。次氯酸是强氧化剂,它的作用是把微生物的细胞壁氧化掉,同样的道理,它也会氧化金属。

锌被次氯酸氧化以后变成锌离子进入水中,留下的腐蚀产物是疏松的氢氧化锌和碱式氯化锌。这些东西不像铁锈那样能形成致密层,它们松、软、容易脱落,一部分被水流带走,一部分粘在管壁上成为那层灰白色的泥。

所以镀锌管在泳池水里的腐蚀,表现和在大气里完全不同。大气里的锌腐蚀是均匀减薄,表面生成致密的碱式碳酸锌,腐蚀速率逐年下降。泳池水里的锌腐蚀是持续不断地被剥离,速率不下降,甚至因为表面越来越粗糙而加快。

实测的经验值是,泳池循环水里的镀锌层消耗速率在每年 30 到 60 微米。热镀锌管 300 克档的锌层单面只有 21 微米,500 克档 35 微米。按这个速率算,一年到一年半就消耗殆尽。

锌层没了以后,裸钢在含氯的水里开始点蚀。氯离子会破坏钢表面的钝化膜,在局部形成小阳极,蚀坑往深处走。这就是为什么过滤器里会出现红锈,泵叶轮入口会有锈坑。前面那个健身房的情况,时间线完全对得上。

三、盐泳池更狠

这几年流行盐氯机,往池水里加盐,靠电解产生氯。池水的含盐量一般在 3000 到 5000 毫克每升,是普通泳池的几十倍。

氯离子对锌的伤害是双重的。一方面它参与腐蚀产物的形成,生成溶解度更高的碱式氯化锌,让产物层更容易脱落。另一方面它破坏钝化膜,让点蚀有了起点。

盐泳池里的镀锌管,寿命常常只有半年到一年。有些项目为了防腐蚀,把机房管道做了外壁防腐,却忘了内壁才是主战场。外壁刷得再厚,管内照样烂。

盐雾对外壁也有影响。机房里如果通风不好,池水蒸发的水汽带着盐分,落在管外壁上,外壁的锌也在消耗。这种环境下,镀锌管的内外壁是在同时减薄。

四、加热这一段最危险

泳池水要加热,换热器出水温度常在 40 到 45 摄氏度,有的热泵出水更高。温度对腐蚀速率的影响是乘法,不是加法。

锌在 60 摄氏度以上腐蚀产物开始疏松,这个规律在 镀锌管能走热水吗 里讲过。泳池水 40 到 45 度还没到 60 度这条线,但加上余氯这个强氧化剂,实际腐蚀速率比同温度的热水高得多。

更麻烦的是换热器的材质。泳池加热常用板式换热器或者钛管、铜管换热器。铜和锌放在同一个水系统里,就是一对电偶。铜的电位高,锌的电位低,两者一连接,锌变成阳极被牺牲掉。

电偶腐蚀的速率跟面积比有关。换热器面积大、管道面积小,锌这边电流密度就高,腐蚀更快。所以机房里的镀锌管,往往在靠近换热器的那一段最先出问题。这个道理和 镀锌管接不锈钢,中间要加什么 里讲的异种金属连接是一回事,只是这里连的是铜。

有些项目在换热器前后加了绝缘接头,以为能解决问题。绝缘接头只有效于外部管路,水是连通的,离子在水里照样能传导。要断掉电偶,只能从材质上断。

五、水质变差,不只是管子的事

镀锌管腐蚀带来的后果,比管子本身漏水更麻烦。

锌离子进入池水,会和碳酸根、氢氧根结合,生成白色的沉淀。这些沉淀一部分沉在池底,一部分被循环水带到过滤器。滤料表面糊上一层,过滤效果下降,反冲洗频率上升,耗水量增加。

铁锈的问题更大。铁离子进入池水以后,会被余氯氧化成三价铁,生成红褐色的氢氧化铁胶体。这个东西颗粒极细,过滤器拦不住,水就发黄发绿。泳客看到的是水不清,运营方查到的是余氯不够,加大投氯,腐蚀又快一分。

这几个指标之间有联动。锌和铁的溶出会消耗余氯,余氯不足就要多投,多投又加快腐蚀。这是泳池水质管理里常见的一个恶性循环,根子在管材上,靠调药调不回来。

GB 5749 生活饮用水卫生标准里,锌的限值是 1.0 毫克每升,铁是 0.3 毫克每升。泳池水不按这个标准管,但补水是按这个标准管的。如果发现补水管的锌超标,多半是管材或者管内有滞留水。水质该测哪些项,镀锌管水质,要测哪些指标 里有清单。

六、那该用什么管

泳池循环管路,现在主流是三种材质。

第一种是 PVC-U 或者 CPVC。塑料管在含氯水里完全惰性,不腐蚀,价格也低。缺点是强度低、耐温有限,PVC-U 长期使用温度不超过 45 度,用在循环回水段没问题,用在加热出水段要选 CPVC 或者改位置。

第二种是不锈钢 316L。含钼,耐氯离子点蚀的能力比 304 强不少。泳池水的氯离子浓度在普通池子里不高,316L 够用;盐泳池要谨慎,5000 毫克每升的氯离子对 316L 也有点勉强,得看温度和缝隙条件。

第三种是 PE 或者 PE-RT。柔韧性好,可以少用弯头,埋地和穿墙方便。耐温不如 CPVC,一般用在回水和水处理段。

机房里的管径大,法兰多,塑料管做起来不如金属方便。这种场合可以考虑衬塑钢管或者涂塑钢管,基管是钢管保证强度,内衬一层塑料保证耐蚀。内衬的厚度和完整性是关键,衬层破了,腐蚀就从破口开始,而且看不见。

七、已经装了镀锌管,怎么补救

第一种办法是降负荷运行。把余氯控制在下限 0.3 到 0.5 毫克每升,不要为了水质好看往上限靠。这个区间既能消毒,对金属的氧化压力也小一些。前提是水质检测跟得上,不能凭感觉。

第二种办法是缩短水在管里的停留时间。循环泵不要长时间低速运行,避免管内存死水。死水段的余氯消耗完以后,反而容易滋生生物膜,生物膜下面又是垢下腐蚀。

第三种办法是加缓蚀剂。泳池水加缓蚀剂要非常小心,药剂本身会影响水质和泳客感受。硅酸盐类的缓蚀剂相对温和,但效果有限,只能延缓,不能阻止。

第四种办法是分段更换。先换热器前后这一段,再循环主管,末了换支管。换的时候顺便把管径核一遍,很多泳池的循环泵选大了,管径偏小,流速过高,腐蚀和噪声都跟着来。

判断该不该换,有个简单的办法:在回水管上装一个透明的检查段,或者定期割一段弯头剖开看。锌层还剩多少,锈坑有多深,一眼就清楚。等到水发黄再动手,过滤器、换热器、池壁都已经受牵连了。

八、哪些位置还能用

不是所有位置都不能用。

补水管的短段可以用。补的是市政自来水,余氯在 0.05 毫克每升以上、一般不超过 1 毫克每升,但水是流动的、停留时间短,镀锌管的寿命能接受。补水管如果很长、末端长期不用,就要考虑死水的问题。

机房的消防管、冲洗水管可以用。这些管子平时不接触池水,只在需要的时候通水,腐蚀条件完全不同。

室外的雨水管、冷凝水管可以用。这些是常温、无氯的水,镀锌管的常规场合。

不能用的是三处:循环回水管、加热出水管、过滤器到池体的送水管。这三处接触的是加过氯、加过热、循环过无数遍的池水,是腐蚀最重的岗位。

采购的时候把介质写清楚,比写管材更重要。写泳池循环水、余氯 0.3 到 1.0 毫克每升、温度 40 度,供货方一看就知道该推荐什么。把这类需求发到钢管动力,做泳池管路的和做衬塑管的都能看到,比一家一家问省事。

游泳池的循环管为什么不能用镀锌管?

泳池水持续投氯,游离性余氯 0.3 到 1.0 毫克每升,次氯酸会直接把锌氧化掉,腐蚀产物疏松、不断脱落。实测锌层消耗速率每年 30 到 60 微米,而热镀锌管锌层只有 21 到 35 微米,一年到一年半就消耗完。

泳池水质有哪些指标,和管材有什么关系?

按 GB 37488-2019 表 4,浑浊度不大于 1 NTU、pH 7.0 到 7.8、游离性余氯 0.3 到 1.0 毫克每升、尿素不大于 3.5 毫克每升、菌落总数不大于 200 CFU 每毫升。其中余氯和 pH 对金属影响最大,余氯破坏钝化膜,pH 决定腐蚀产物的形态。

盐泳池的镀锌管为什么坏得更快?

盐氯机把池水含盐量提到 3000 到 5000 毫克每升,氯离子参与生成溶解度更高的碱式氯化锌,让腐蚀产物更容易脱落,同时破坏钝化膜引发点蚀。盐泳池里的镀锌管寿命常常只有半年到一年。

换热器用铜的,和镀锌管连在一起会不会加剧腐蚀?

会。铜的电位高于锌,两者在同一水系统里构成电偶,锌成为阳极被牺牲。换热器面积大、管道面积小,锌侧电流密度高,腐蚀更快,所以靠近换热器的那段镀锌管往往最先出问题。水是连通的,加绝缘接头断不掉电偶。

已经装了镀锌管,怎么延长使用时间?

把余氯控制在下限 0.3 到 0.5 毫克每升,避免长时间低速运行造成死水,必要时投加温和的缓蚀剂。这些只能延缓。要彻底解决还是分段更换,先换换热器前后这一段,再换循环主管,换的时候把管径一并核过。

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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