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既然銅被定義為貴金屬，那么銅管道為什么會(huì)被腐蝕？

2018-06-27 13:12:38 作者： Vince 來源：腐蝕與防護(hù) 分享至：

銅金屬具有許多金屬所無法比擬的抗腐蝕性，因此，銅管的使用壽命一般都很長。然而，由于這種金屬被歸為貴金屬類，因此一度被廣泛的誤認(rèn)為是永久性耐腐蝕的。

幾十年以來，銅金屬管道一直是廣大家庭所熱衷使用的管道材料之一。據(jù)估計(jì)，美國有超過80％的家庭采用銅管來供應(yīng)冷熱水和作為中央供暖管道使用。銅管道之所以如此普及，很大一部分原因是因?yàn)槠渌逃械母吣透g性。然而，與一些流行的觀點(diǎn)相反，盡管銅管具有耐腐蝕性，但銅管的這種特性并不會(huì)無限期地持續(xù)。就像其他金屬一樣，隨著時(shí)間的延長，銅管仍然很容易受到腐蝕損壞。

在這篇文章中，我們將探討導(dǎo)致銅管道發(fā)生腐蝕的各種因素。

銅金屬的腐蝕：

在化學(xué)方面，銅被定義為一種貴金屬（貴金屬是指對(duì)腐蝕和氧化具有高度抗性的金屬）。銅的耐腐蝕性主要?dú)w因于當(dāng)其暴露在空氣和濕氣中時(shí)，在銅表面上會(huì)形成一層薄氧化膜。這種被稱為銅銹的氧化層會(huì)牢固地粘附在銅的外表面上，并保護(hù)下面的銅層免受進(jìn)一步的腐蝕作用。

在大多數(shù)時(shí)候，這種銅銹層就能夠?yàn)殂~管提供足夠的保護(hù)以延長使用壽命。然而，水化學(xué)，水質(zhì)和其他因素的變化能夠逐漸引起水對(duì)銅管道產(chǎn)生越來越大的侵蝕。這種侵蝕性的增加有時(shí)會(huì)超過銅管道的抗腐蝕能力并縮短其預(yù)期的使用壽命，最終導(dǎo)致管道發(fā)生泄漏和損壞。

導(dǎo)致銅管道發(fā)生腐蝕的因素：

水分特性：

生水（未凈化的水）的來源和市政處理廠為生產(chǎn)飲用水而采取的處理方法決定了水的化學(xué)性質(zhì)。這直接影響了最終產(chǎn)品的味道，氣味和腐蝕性。眾所周知，流經(jīng)銅管的水的化學(xué)性質(zhì)會(huì)直接影響到管道系統(tǒng)中腐蝕現(xiàn)象的形成和傳播。

影響水的化學(xué)性質(zhì)和腐蝕性的一些因素主要是：地表水源——地表水（通常來自湖泊和河流）通常較軟，堿度較低（弱酸性），總?cè)芙夤腆w（TDS）含量少于100毫克/升。當(dāng)pH值低于7時(shí)，未經(jīng)處理的地表水會(huì)對(duì)銅管造成特別大的損害。如此低的pH值會(huì)促進(jìn)腐蝕，從而導(dǎo)致溶解的銅離子釋放到水中，使其變?yōu)樗{(lán)/綠色。

地下水源——與地表水相比，地下水（從井和含水層收集的水）通常較硬并具有相對(duì)較高的堿度，總?cè)芙夤腆w含量為200-300+毫克/升。此外，地下水還可能含有高濃度的溶解型二氧化碳，如果不進(jìn)行處理，也會(huì)對(duì)銅管道產(chǎn)生較大的影響。總?cè)芙夤腆w含量高，pH值介于7.0和8.2之間的未經(jīng)處理的地下水會(huì)導(dǎo)致點(diǎn)蝕現(xiàn)象。這更可能發(fā)生在冷水中，并且這種效應(yīng)有時(shí)會(huì)被稱為冷水點(diǎn)蝕。

水處理方法——通常可以采取多種方式對(duì)這些地表水和地下水進(jìn)行處理。例如，氯胺在美國被用作氯氣的替代品以符合環(huán)境保護(hù)署（EPA）的標(biāo)準(zhǔn)，用于從飲用水中消毒細(xì)菌。但是，氯胺也會(huì)腐蝕銅管，并可能導(dǎo)致點(diǎn)蝕和針孔泄漏等現(xiàn)象。此外，使用明礬（硫酸鋁）去凝結(jié)溶解的固體也被認(rèn)為是導(dǎo)致銅管中形成點(diǎn)蝕和針孔泄漏的一個(gè)因素。

微生物腐蝕：

微生物腐蝕是指由水和管道壁中存在的細(xì)菌引起的內(nèi)部腐蝕。細(xì)菌在水中的代謝活動(dòng)會(huì)導(dǎo)致硫化氫氣體的形成。當(dāng)硫化物氣體進(jìn)入表面時(shí)，它會(huì)與空氣發(fā)生反應(yīng)形成硫酸，硫酸具有很強(qiáng)的腐蝕性和侵蝕性，足以在大多數(shù)金屬甚至混凝土管道中造成腐蝕。

高水速流動(dòng)：

當(dāng)水壓沒有得到適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)，或者如果銅管直徑不適合的話，可能會(huì)導(dǎo)致過高的水流量。其特點(diǎn)是水壓增高，流體速度增大，導(dǎo)致可能會(huì)侵蝕銅管的表面保護(hù)性氧化層，導(dǎo)致未受保護(hù)的銅暴露于潛在的腐蝕性流體中。

在一些極端情況下，金屬本身還可能因高速度而被移除。這被稱為侵蝕腐蝕，并可能導(dǎo)致在銅管道內(nèi)壁上形成凹槽和圓孔（通常為定向圖案）。正如人們所預(yù)料的那樣，侵蝕腐蝕將在水流被迫改變方向的地區(qū)，如彎頭和T字管處產(chǎn)生最具破壞性的影響。

細(xì)沙、沉積物和沙粒：

細(xì)沙、沉積物、砂礫和其他顆粒的存在會(huì)使得水具有磨蝕性。當(dāng)磨蝕的水流過系統(tǒng)時(shí)，結(jié)果是再次引起侵蝕腐蝕。高速水與管道系統(tǒng)中的碎屑混合在一起會(huì)導(dǎo)致很高的侵蝕率，并可能大大降低銅管道的預(yù)期使用壽命。

當(dāng)熱水箱內(nèi)部發(fā)生腐蝕并釋放一些剝落的鋼粒到銅熱水系統(tǒng)中時(shí)，會(huì)發(fā)生另一種不常見的顆粒腐蝕。這會(huì)由于兩種不同金屬（即銅管和來自熱水箱的鋼）的接觸而引起電偶腐蝕，并且也會(huì)導(dǎo)致局部針孔泄漏。

管道安裝不當(dāng)：

由于過量使用助焊劑導(dǎo)致的管道安裝不當(dāng)被認(rèn)為是導(dǎo)致銅管道腐蝕的主要原因之一。助焊劑主要被用于清潔焊接過程中連接表面處產(chǎn)生的氧化物質(zhì)。如果使用過量的助焊劑，焊接過程中施加的熱量可能會(huì)導(dǎo)致焊劑流入銅管內(nèi)的各個(gè)區(qū)域。如果管道沒有用熱水適當(dāng)沖洗，助焊劑會(huì)一直附著在管道的內(nèi)壁上。

由于氯化鋅和氯化銨等化學(xué)物質(zhì)會(huì)積極地去除銅的氧化物層，因此助焊劑對(duì)銅管道自然而然的就具有腐蝕性。在銅管道中留下過量的助焊劑會(huì)最終導(dǎo)致在焊劑沉積處產(chǎn)生局部腐蝕。

總結(jié)：

銅金屬由于不易被腐蝕而被列為貴金屬，但它被錯(cuò)誤地認(rèn)定是永久性耐腐蝕的。銅在20世紀(jì)60年代成為一種流行的管道材料，最初預(yù)計(jì)這種管道的使用壽命將持續(xù)25到40年。因此，二十一世紀(jì)銅管失效的盛行應(yīng)該不會(huì)令人意外。

目視檢查不容易對(duì)水化學(xué)和工藝不良等因素進(jìn)行評(píng)估；因此管道使用者應(yīng)該意識(shí)到一些可以指示銅管道腐蝕問題的早期跡象，例如：

瓷器裝置中的水變色和污漬；

敲擊/錘擊管道；

自來水中顯著的氯氣味；

濕點(diǎn)表明有泄露跡象；

及早發(fā)現(xiàn)潛在的銅管腐蝕可以幫助減少后期可能會(huì)引起的不便和維修成本。

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