文档介绍：PVC-U 管材在水井工程中的应用作用。而在水井工程中,传统用于成井的管材以铸铁管、钢管和水泥管等为主,这些管材存在严重的腐蚀老化问题一直难以解决。国外水井工业中,井管和滤水管约有 70% 都为塑料管有30% 左右为钢管和铸铁管,水泥类管道由于成井质量等原因已被淘汰。我国水井工程的井管材料一般为钢管、铸铁管和水泥管,城镇供水主要以铸铁管和钢管为主,通过对当前水井调查研究,施工水井的成井结构设计、尽管和滤水管的选择都不合理,井管腐蚀严重,造成井管腐蚀变形、破裂,水井涌沙等问题突出。七十年代开始,对塑料井管、滤水管进行了小批量推广应用,取得里较好的效果,但由于生产技术和成井工艺等原因,未能进一步开发。目前,国内大口径水井工程,铸铁管在成井管材中占 70% 左右,其余的以水泥类管为主,对于***水井,塑料井管和滤水管的开发和应用逐年上升,但由于传统观念和塑料井管产品质量标准等问题,成井工艺上又缺乏指导,致使这项技术发展缓慢,也影响了塑料井管在国内的推广。水资源的短缺是一个全球性问题,对地下水资源的开发和利用显得日益重要,由于地热资源的洁净性等优点,近年来也得到很大的开发和利用,在所有这些钻井中所使用的井管多时传统的金属管材,由于井管腐蚀造成的浪费和损失以及一系列、其他不良后果一直没有得到很好的解决。本世纪 50年代以后,随着石油化学工业的飞速发展,石油深加工技术日趋完善,塑料制品种类多样化,产量迅速增长,使之逐步发展成为一种新型工程材料。塑料管和传统管材相比,塑料井管性能均一,抗腐蚀能力强,且具有重量轻,抗磨损和生物惰性、水流阻力小,,使用寿命长,安装简便迅速,造价较低等显著优势,受到了管道工程界的青睐。结合以上特点,塑料井管具有广阔的应用前景,研究开发塑料井管意义重大。二、传统井管(铁管)的腐蚀机理研究 1、井管的腐蚀类型 2、井管的腐蚀机理 1)氧化理论( ):由于水中的碳酸( H 2CO 3)作用,铁变成碳酸亚铁,接着再被水中的氧所氧化,成为氢氧化铁。 2)过氧化理论( ):铁首先和水化合成氢氧化亚铁,这时产生的氢气和水中的氧化合生成 H 2O 2之后,氢氧化亚铁和 H 2O 2化合生成氢氧化铁。 Fe+2H 2O→Fe(OH) 2+H 2 ↑ H2+O 2→H 2O 22Fe (OH) 2+H 2O 2→2Fe (OH) 3(锈) 3)电化学理论( Electrochemical .theory ):腐蚀是由电化学反应而引起的,首先生成的是氢氧化亚铁,在碱性水中,与氧化合生成氢氧化铁, 形成膜而停留在金属表面。在酸性水时,先与水中碳酸形成的 CO 2化合成重碳酸亚铁[Fe (HCO3 ) 2]后再与水中氧化合成的氢氧化铁,以浮游形成从水中析出沉淀。此外,在腐蚀中,还有一些能用微电池——浓差电池或氧差电池机理说明的腐蚀。当水在管道里与铁接触,通过各种途径开始腐蚀,在氧化皮的缝隙或管内凹凸不平的粗糙面上,形成许多微小的腐蚀电池,开始腐化,产生沿着水流方向的膜或壳。如果这种电化学或微电池作用代表全部腐蚀过程的话,我们应该看到的是一个空泡,但实际上,我们发现的这些空泡,经过一段时期后,变成了大小不均的瘤状结垢,硬壳内充满了氧化亚铁和硫化铁等物质。这是因为,当金属表面由于氧化形成二价氢氧化铁与中性水接触形成的三价铁(膜或空壳)并不是永远贴附在管壁上,保持静止。只要水中不断有 O 2溶入,就可能通过破裂的膜向内一层层运动,把部分亚铁离子氧化成铁离子,经过一段时间,这些氧化铁浓度超过一定的比例,磁性氧化铁或其它亚铁化合物就会不断地析出,并产生酸性物质,后者继续与金属作用,在产生新地亚铁盐,不断循环。在不断氧化循环腐蚀的同时,锈壳内的各种盐类不断积累,促使铁细菌依靠盐类的氧化而不断繁殖,尤其是靠近管壁,氧的含量比外界较贫乏,更加有利于铁细菌的生存。铁细菌在生存过程中吸收亚铁盐,排除的氢氧化铁产生大量沉淀,细菌周围就会有大量的粘泥,使壳体充满并不断增大,引起管道的严重堵塞。这种堵塞是沿管壁四周均匀逐渐生长的,并可形成管道内壁的垢下腐蚀现象。所以,水中氧是电腐蚀的开始,而硫酸盐类还原细菌是腐蚀结垢的原因,铁细菌则是大面积腐蚀管道的另一原因。 3、结论与建议 1)井管的腐蚀不是由某一单一腐蚀作用造成的,而是联合腐蚀作用的结果,并且大多以局部腐蚀为主。不同的井管-环境腐蚀体系,腐蚀机理有所差别,但都有多种因素共同影响,只是作用重点有所不同。 2)一般 PH〈5、酸洗井或有酸性物质渗漏的环境下,井管发生化学腐蚀, 这种腐蚀速度快,危害大,在井管材质不均匀,或其他条件形成电极电位差时形成电偶腐蚀,腐蚀速度快,危害较大;在井管有表面泥砂、水垢等屏蔽作用下,发生缝隙腐蚀,虽然腐蚀速度较慢,但危害较大;