城市輸水管廊、居民儲水箱(xiang)、水龍頭、凈水機等(deng)應用領(ling)域,常采用304系及316系不銹鋼產(chan)品。
目前城鎮住宅建筑飲用輸水管道常用的材料為碳鋼或塑料材料。在許多情況下,采用不銹鋼(gang)作為輸水管道更有優越性,概括起來有如下優勢:
(1)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼耐蝕性(xing)很(hen)好。這一品質在(zai)所有的飲用水中都不(bu)(bu)變,包括軟水,而且對于大型建筑物尤(you)其重要(yao);
(2)不(bu)銹鋼(gang)管道系統特別堅固,而且還有韌性,不易破裂;
(3)不銹鋼管網不受高速水流(liu)的(de)影響,耐(nai)沖(chong)擊;
(4)不銹鋼系統具有維修成(cheng)本低和壽命周(zhou)期成(cheng)本優越(yue)的(de)特(te)點;
(5)除滅菌劑(ji)外,不銹鋼管網不需要任何(he)水處理化學制劑(ji);
(6)不銹(xiu)鋼(gang)無毒;
(7)不銹鋼回收再利用率(lv)很(hen)高,是綠(lv)色(se)環保材料,其本身的再利用率(lv)為100%。
304不銹鋼在氯化物含量達到0.02%的天然水中很少發生縫隙腐蝕和點蝕;316不銹鋼在氯化物含量高達0.1%的水中同樣很少受到影響。英國允許的氯化物濃度最高為0.04%,實際應用中的中等濃度低于0.003%。因此,這兩種合金都適用。對于氯化物含量較高的水和某些不確定的環境,應使用316不銹鋼。許多經驗和資料表明:在民用系統常用的溫度下,氯化物含量低于0.025%的飲用水中不大可能發生應力腐蝕斷裂。
在(zai)不銹(xiu)(xiu)鋼輸水管網(wang)鋪設與安裝時,要(yao)防止管道(dao)外(wai)部腐蝕,應(ying)將氯(lv)(lv)化物(wu)(wu)污(wu)染(ran)降至最低程度。因此(ci),如(ru)果需要(yao)絕緣,與不銹(xiu)(xiu)鋼一起(qi)使(shi)用的(de)(de)材料氯(lv)(lv)化物(wu)(wu)含量應(ying)該(gai)很(hen)低。當絕緣材料與外(wai)部的(de)(de)潮濕(shi)氯(lv)(lv)化物(wu)(wu)接(jie)觸時,應(ying)使(shi)其保持干燥(zao)(如(ru)加一層塑料罩)或加阻(zu)擋層(如(ru)用厚度在(zai)0.06mm以上的(de)(de)鋁箔覆蓋起(qi)來,鋁箔的(de)(de)重疊量為(wei)50mm)或在(zai)不銹(xiu)(xiu)鋼與絕緣材料之(zhi)間加涂層。
在(zai)不(bu)銹(xiu)鋼輸(shu)水管網(wang)安(an)裝與調試時,為了保(bao)證管網(wang)達到最佳(jia)性能,特別是(shi)在(zai)大型建筑物中:
a. 水平管道(dao)應有一定的坡(po)度;
b. 設(she)計(ji)時(shi)不(bu)應有(you)死(si)角;
c. 水(shui)中氯化(hua)物含(han)量較高(gao)時,作(zuo)為防止(zhi)局部腐蝕(shi)的附加(jia)措施,應選(xuan)用316不銹(xiu)鋼(gang),它(ta)比304不銹(xiu)鋼(gang)更好;
d. 選用氯化(hua)物含量低的絕緣材料(水溶氯化(hua)物離子<0.05%),避免氯化(hua)物聚集在(zai)管道的外表面(mian);
e. 如(ru)果絕緣(yuan)材料的外側可能(neng)要暴露于濕(shi)氯化(hua)物(wu)中(例如(ru):沿海(hai)環境(jing)),應防止(zhi)氯化(hua)物(wu)滲透到管(guan)子上;
f. 應使用適于(yu)不銹鋼的密(mi)封劑和(he)抗磨損潤滑劑(氯(lv)化物含量低);
g. 如果調(diao)試時對管網進(jin)行了水壓試驗,試驗結束后應立即(ji)將管道中的(de)水排盡(jin)。
在飲用水系統中考慮并采用不銹鋼的主要原因是不銹鋼不會給飲用水帶來不銹鋼所含任何種類金屬的污染。自1965年以來,不銹鋼一直用于水處理廠大型中央控制重力過濾器,在飲用水系統中所用的標準不銹鋼種是304L不銹鋼或是316L。316L不銹鋼含有2%~3%的鉬,耐點蝕和耐縫隙腐蝕性能更好,在腐蝕性嚴重的環境下,其性能優于304L。最好使用含碳量最大為0.03%的低碳“L”級鋼種,而不是含碳量最大為0.08%的普通鋼種。在有些環境中,例如在氧化性化學環境,而不是在飲用水環境中,焊接的熱能會使含碳量在0.03%以上的不銹鋼的耐腐蝕性能降低。因此,良好的實踐都要求采用低碳鋼種304L和316L型不銹鋼。當用薄板材料制造焊管時,不銹鋼薄板的表面加工一般是2B,這種表面加工很適用于飲用水用途。
通常(chang),在潔凈(jing)、流(liu)速(su)大于(yu)0.5~0.6m/s的(de)(de)水中(zhong),不銹鋼的(de)(de)性能最(zui)好。在原水中(zhong),最(zui)低(di)設(she)計(ji)流(liu)速(su)為1m/s,以便減(jian)少沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)。提高流(liu)速(su)可降低(di)由水垢所(suo)造成的(de)(de)天然縫隙(xi)。當設(she)計(ji)和運行(xing)處于(yu)可能產(chan)生水垢沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)條件時(shi)(shi),應定(ding)期利用高壓水流(liu)進(jin)行(xing)沖(chong)洗(xi)。設(she)計(ji)時(shi)(shi)應留出(chu)沖(chong)洗(xi)用口。當用氧化(hua)劑,例如氯和高錳酸鉀對(dui)原水進(jin)行(xing)處理時(shi)(shi),形成黑(hei)色的(de)(de)Fe-Mn沉(chen)(chen)積(ji)物(wu),應對(dui)此特別注(zhu)意。一般(ban)來說,Fe-Mn沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)對(dui)304L不銹鋼沒有(you)壞處,但是,在焊縫附近的(de)(de)氧化(hua)皮沒有(you)去除的(de)(de)情況下(xia),焊縫附近還會產(chan)生嚴重的(de)(de)沉(chen)(chen)積(ji)縫隙(xi)腐蝕(shi)。
不銹(xiu)鋼輸水(shui)管(guan)施(shi)工設(she)(she)計(ji)時,水(shui)平管(guan)道要有(you)(you)一定坡度,以便能(neng)將水(shui)排盡,包括(kuo)支撐點(dian)間的最低(di)點(dian)。在(zai)原(yuan)水(shui)管(guan)道上,要有(you)(you)檢查(cha)和(he)(he)沖洗沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)、雜物(wu)(wu)用的進出口。在(zai)流(liu)(liu)速最大為(wei)23m/s的情(qing)況下(xia),不銹(xiu)鋼具有(you)(you)良(liang)好(hao)(hao)的性能(neng)。一般良(liang)好(hao)(hao)的設(she)(she)計(ji)流(liu)(liu)量(liang)可最大限度地降低(di)細菌(jun)形成(cheng)生(sheng)物(wu)(wu)堆和(he)(he)造成(cheng)微生(sheng)物(wu)(wu)腐蝕(MIC)的機(ji)會。減少沉(chen)(chen)積(ji)物(wu)(wu)和(he)(he)腐蝕的最低(di)流(liu)(liu)速:有(you)(you)沉(chen)(chen)淀物(wu)(wu)的原(yuan)水(shui)流(liu)(liu)速為(wei)1m/s,沉(chen)(chen)淀物(wu)(wu)很少的凈水(shui)流(liu)(liu)速為(wei)0.5~0.6m/s;避(bi)免水(shui)不流(liu)(liu)動和(he)(he)有(you)(you)死頭。
不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)表(biao)面(mian)(mian)壓(ya)(ya)(ya)入的(de)鐵(tie)(tie)鱗(lin)(lin)(lin)會(hui)造成銹(xiu)印,在有些情況下會(hui)成為腐蝕的(de)源(yuan)頭。ASTM A380內(nei)所論(lun)(lun)述的(de)硝酸和其(qi)(qi)他(ta)鈍(dun)化處理不(bu)(bu)能完全(quan)有效地去(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)壓(ya)(ya)(ya)入鐵(tie)(tie)鱗(lin)(lin)(lin)和其(qi)(qi)他(ta)表(biao)面(mian)(mian)缺陷。使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)硝酸-氫(qing)氟(fu)酸進行(xing)酸洗可(ke)去(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)壓(ya)(ya)(ya)入鐵(tie)(tie)鱗(lin)(lin)(lin)和有表(biao)面(mian)(mian)缺陷的(de)金(jin)屬表(biao)層。然后(hou),金(jin)屬表(biao)面(mian)(mian)鈍(dun)化,達到(dao)最(zui)佳耐腐蝕狀態。如(ru)果不(bu)(bu)能采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)硝酸氫(qing)氟(fu)酸進行(xing)酸洗,就可(ke)采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)機械的(de)方(fang)法去(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)壓(ya)(ya)(ya)入鐵(tie)(tie)鱗(lin)(lin)(lin)。可(ke)采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)方(fang)法有:采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)中(zhong)等(deng)和細粒度的(de)磨料,如(ru)干(gan)(gan)凈(jing)的(de)吊掛砂輪(lun)、粘輪(lun)或利用(yong)(yong)(yong)(yong)干(gan)(gan)凈(jing)磨料噴(pen)丸,如(ru)用(yong)(yong)(yong)(yong)玻璃珠、石(shi)榴(liu)石(shi)、核桃殼等(deng)進行(xing)噴(pen)丸處理。還(huan)可(ke)利用(yong)(yong)(yong)(yong)手提電解拋光裝置去(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)壓(ya)(ya)(ya)入鐵(tie)(tie)鱗(lin)(lin)(lin)和回(hui)火色(se)。檢查壓(ya)(ya)(ya)入鐵(tie)(tie)鱗(lin)(lin)(lin)去(qu)(qu)(qu)(qu)除(chu)(chu)的(de)有效方(fang)法是ASTM A380規定的(de)水(shui)濕(shi)及(ji)干(gan)(gan)燥工藝(yi)。程序要求(qiu)用(yong)(yong)(yong)(yong)蒸(zheng)餾水(shui)、去(qu)(qu)(qu)(qu)離(li)子水(shui)或淡水(shui)弄濕(shi)表(biao)面(mian)(mian),然后(hou)進行(xing)烘干(gan)(gan)。在弄濕(shi)并烘干(gan)(gan)后(hou),表(biao)面(mian)(mian)應(ying)無(wu)銹(xiu)斑或其(qi)(qi)他(ta)腐蝕產物(wu)的(de)痕跡。A380中(zhong)所論(lun)(lun)述的(de)對壓(ya)(ya)(ya)入鐵(tie)(tie)鱗(lin)(lin)(lin)孔(kong)隙(xi)率試(shi)劑試(shi)驗更靈(ling)敏,但不(bu)(bu)太適用(yong)(yong)(yong)(yong)于飲用(yong)(yong)(yong)(yong)水(shui)系(xi)統。