在燃(rán)氣庭院管網或室內立管改造中,常會遇到這樣一(yī)個場景:主(zhǔ)管道是黑色的 PE(聚乙烯)管,閥(fá)門卻選用了灰藍(lán)色或銀灰色的球墨鑄(zhù)鐵(tiě)閘(zhá)閥。PE 與(yǔ)金(jīn)屬“搭檔”會不會因為電(diàn)位差而發生電化學腐蝕?答案並不簡(jiǎn)單,需要先分清“電偶腐蝕”與(yǔ)“土壤腐蝕”兩條主線,再給出可落地的工程對策。
一、先弄清兩個概念
電(diàn)偶腐蝕:兩(liǎng)種不同金屬在導電介質(水、潮(cháo)濕土(tǔ)壤)中(zhōng)形成(chéng)閉合回(huí)路,電位較負的金屬成為陽極,被優先消耗。
土壤腐蝕:同一種金屬在含鹽(yán)、含氧的土壤中因局部電位差而腐蝕,本質上也是電化學(xué)過程,但不需要“異(yì)種金屬”參與。
二、PE 與球墨(mò)鑄鐵能否形成電偶?
PE 屬(shǔ)於(yú)高(gāo)分子絕緣材(cái)料,體積電阻率可達 10¹⁶ Ω·cm 以上,在電(diàn)化學序(xù)列中“沒有位置”,既不會給出也不會接受電子。因此,PE 與球墨鑄鐵(tiě)之間(jiān)無法構成宏觀電偶(ǒu)對,也就談不上“PE 被腐蝕”或“鑄鐵被(bèi) PE 加速腐蝕”的說法。真正需要擔心的是(shì)鑄(zhù)鐵閥門本體在土壤中的耐(nài)蝕性,以及它與鄰近鋼(gāng)管、銅管(guǎn)之間的電偶(ǒu)問題。
三、球墨鑄鐵(tiě)閥門在土壤中的風險點
球墨鑄鐵本身電位約 –0.5 V(相對於 Cu/CuSO₄ 參比電極),比(bǐ)普通碳鋼略高,但在含氯離子或硫酸鹽的潮濕(shī)土壤中,仍可能以 0.02–0.05 mm/年的速率均勻腐蝕;若土壤電阻率(lǜ)低於 20 Ω·m,腐蝕速度會顯著加快。此外,閥門法蘭、螺栓常為碳鋼(gāng)鍍鋅,電位更低,容易與閥體形成小電偶,導致螺(luó)栓先被消耗。
四、工程上如何“零(líng)腐(fǔ)蝕”落地
塗層+包覆:閥門出廠前噴塗環氧或環氧煤瀝青,現場再用冷纏膠帶(dài)或熱縮套整體包覆,把鑄鐵與土壤“物理隔離”。
陰極保護:當管網同時存在鋼管時,可把鑄鐵閥(fá)門納入(rù)犧牲陽極係統(鎂陽極或(huò)鋁(lǚ)鋅(xīn)銦(yīn)合金),使整體電位負移至 –0.85 V 以(yǐ)下,強製閥門成為(wéi)陰極。
電絕緣:若閥門兩端需與鋼管過渡,采(cǎi)用絕緣法蘭或 PE 轉換接頭(tóu),阻斷雜散電流通道。
土壤改良:在回填土中摻(chān)入 5 % 膨潤土+5 % 石(shí)灰(huī),提高電阻率並緩衝 pH,可明顯降低腐蝕電流密度(dù)。
定期檢測(cè):對埋地閥門設置(zhì)測試樁,每(měi) 2–3 年測量一次電(diàn)位和塗層電阻,發現異常及時修複。
五、結論
PE 管與球墨鑄鐵閘閥直接(jiē)接觸(chù)不(bú)會引(yǐn)發電化學腐蝕,因(yīn)為 PE 是絕緣體。真正(zhèng)需要關注的是鑄鐵閥門在(zài)土壤中的均勻腐蝕(shí)及其與其(qí)他(tā)金(jīn)屬形成的電偶腐蝕。通過“隔離+陰極保護+定期檢測”的三重(chóng)措施,可讓閥門(mén)在整個服役期(≥30 年)內免遭穿孔,確保燃氣係統安全。