在燃氣庭院管網(wǎng)或室內(nèi)立管改造中,常會遇到這樣一個場景:主管道是黑色的 PE(聚乙烯)管,閥門卻選用了灰藍色或銀灰色的球墨鑄鐵閘閥。PE 與金屬“搭檔”會不會因為電位差而發(fā)生電化學腐蝕?答案并不簡單,需要先分清“電偶腐蝕”與“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
電偶腐蝕:兩種不同金屬在導電介質(zhì)(水、潮濕土壤)中形成閉合回路,電位較負的金屬成為陽極,被優(yōu)先消耗。
土壤腐蝕:同一種金屬在含鹽、含氧的土壤中因局部電位差而腐蝕,本質(zhì)上也是電化學過程,但不需要“異種金屬”參與。
二、PE 與球墨鑄鐵能否形成電偶?
PE 屬于高分子絕緣材料,體積電阻率可達 101? Ω·cm 以上,在電化學序列中“沒有位置”,既不會給出也不會接受電子。因此,PE 與球墨鑄鐵之間無法構(gòu)成宏觀電偶對,也就談不上“PE 被腐蝕”或“鑄鐵被 PE 加速腐蝕”的說法。真正需要擔心的是鑄鐵閥門本體在土壤中的耐蝕性,以及它與鄰近鋼管、銅管之間的電偶問題。
三、球墨鑄鐵閥門在土壤中的風險點
球墨鑄鐵本身電位約 –0.5 V(相對于 Cu/CuSO? 參比電極),比普通碳鋼略高,但在含氯離子或硫酸鹽的潮濕土壤中,仍可能以 0.02–0.05 mm/年的速率均勻腐蝕;若土壤電阻率低于 20 Ω·m,腐蝕速度會顯著加快。此外,閥門法蘭、螺栓常為碳鋼鍍鋅,電位更低,容易與閥體形成小電偶,導致螺栓先被消耗。
四、工程上如何“零腐蝕”落地
涂層+包覆:閥門出廠前噴涂環(huán)氧或環(huán)氧煤瀝青,現(xiàn)場再用冷纏膠帶或熱縮套整體包覆,把鑄鐵與土壤“物理隔離”。
陰極保護:當管網(wǎng)同時存在鋼管時,可把鑄鐵閥門納入犧牲陽極系統(tǒng)(鎂陽極或鋁鋅銦合金),使整體電位負移至 –0.85 V 以下,強制閥門成為陰極。
電絕緣:若閥門兩端需與鋼管過渡,采用絕緣法蘭或 PE 轉(zhuǎn)換接頭,阻斷雜散電流通道。
土壤改良:在回填土中摻入 5 % 膨潤土+5 % 石灰,提高電阻率并緩沖 pH,可明顯降低腐蝕電流密度。
定期檢測:對埋地閥門設(shè)置測試樁,每 2–3 年測量一次電位和涂層電阻,發(fā)現(xiàn)異常及時修復。
五、結(jié)論
PE 管與球墨鑄鐵閘閥直接接觸不會引發(fā)電化學腐蝕,因為 PE 是絕緣體。真正需要關(guān)注的是鑄鐵閥門在土壤中的均勻腐蝕及其與其他金屬形成的電偶腐蝕。通過“隔離+陰極保護+定期檢測”的三重措施,可讓閥門在整個服役期(≥30 年)內(nèi)免遭穿孔,確保燃氣系統(tǒng)安全。