城市输水管廊、居民储水箱、水龙头、净水机等应用领域,常采用304系及316系不锈钢产品。


目前城镇住宅建筑饮用输水管道常用的材料为碳钢或塑料材料。在许多情况下,采用不锈钢作为输水管道更有优越性,概括起来有如下优势:


(1)不锈钢耐蚀性很好。这一品质在所有的饮用水中都不变,包括软水,而且对于大型建筑物尤其重要;


(2)不锈钢管道系统特别坚固,而且还有韧性,不易破裂;


(3)不锈钢管网不受高速水流的影响,耐冲击;


(4)不锈钢系统具有维修成本低和寿命周期成本优越的特点;


(5)除灭菌剂外,不锈钢管网不需要任何水处理化学制剂;


(6)不锈钢无毒;


(7)不锈钢回收再利用率很高,是绿色环保材料,其本身的再利用率为100%。


  304不锈钢在氯化物含量达到0.02%的天然水中很少发生缝隙腐蚀和点蚀;316不锈钢在氯化物含量高达0.1%的水中同样很少受到影响。英国允许的氯化物浓度最高为0.04%,实际应用中的中等浓度低于0.003%。因此,这两种合金都适用。对于氯化物含量较高的水和某些不确定的环境,应使用316不锈钢。许多经验和资料表明:在民用系统常用的温度下,氯化物含量低于0.025%的饮用水中不大可能发生应力腐蚀断裂。


  在不锈钢输水管网铺设与安装时,要防止管道外部腐蚀,应将氯化物污染降至最低程度。因此,如果需要绝缘,与不锈钢一起使用的材料氯化物含量应该很低。当绝缘材料与外部的潮湿氯化物接触时,应使其保持干燥(如加一层塑料罩)或加阻挡层(如用厚度在0.06mm以上的铝箔覆盖起来,铝箔的重叠量为50mm)或在不锈钢与绝缘材料之间加涂层。


  在不锈钢输水管网安装与调试时,为了保证管网达到最佳性能,特别是在大型建筑物中:


    a. 水平管道应有一定的坡度;


    b. 设计时不应有死角;


    c. 水中氯化物含量较高时,作为防止局部腐蚀的附加措施,应选用316不锈钢,它比304不锈钢更好;


    d. 选用氯化物含量低的绝缘材料(水溶氯化物离子<0.05%),避免氯化物聚集在管道的外表面;


    e. 如果绝缘材料的外侧可能要暴露于湿氯化物中(例如:沿海环境),应防止氯化物渗透到管子上;


    f. 应使用适于不锈钢的密封剂和抗磨损润滑剂(氯化物含量低);


    g. 如果调试时对管网进行了水压试验,试验结束后应立即将管道中的水排尽。


  在饮用水系统中考虑并采用不锈钢的主要原因是不锈钢不会给饮用水带来不锈钢所含任何种类金属的污染。自1965年以来,不锈钢一直用于水处理厂大型中央控制重力过滤器,在饮用水系统中所用的标准不锈钢种是304L不锈钢或是316L。316L不锈钢含有2%~3%的钼,耐点蚀和耐缝隙腐蚀性能更好,在腐蚀性严重的环境下,其性能优于304L。最好使用含碳量最大为0.03%的低碳“L”级钢种,而不是含碳量最大为0.08%的普通钢种。在有些环境中,例如在氧化性化学环境,而不是在饮用水环境中,焊接的热能会使含碳量在0.03%以上的不锈钢的耐腐蚀性能降低。因此,良好的实践都要求采用低碳钢种304L和316L型不锈钢。当用薄板材料制造焊管时,不锈钢薄板的表面加工一般是2B,这种表面加工很适用于饮用水用途。


  通常,在洁净、流速大于0.5~0.6m/s的水中,不锈钢的性能最好。在原水中,最低设计流速为1m/s,以便减少沉积物。提高流速可降低由水垢所造成的天然缝隙。当设计和运行处于可能产生水垢沉积物条件时,应定期利用高压水流进行冲洗。设计时应留出冲洗用口。当用氧化剂,例如氯和高锰酸钾对原水进行处理时,形成黑色的Fe-Mn沉积物,应对此特别注意。一般来说,Fe-Mn沉积物对304L不锈钢没有坏处,但是,在焊缝附近的氧化皮没有去除的情况下,焊缝附近还会产生严重的沉积缝隙腐蚀。


  不锈钢输水管施工设计时,水平管道要有一定坡度,以便能将水排尽,包括支撑点间的最低点。在原水管道上,要有检查和冲洗沉积物、杂物用的进出口。在流速最大为23m/s的情况下,不锈钢具有良好的性能。一般良好的设计流量可最大限度地降低细菌形成生物堆和造成微生物腐蚀(MIC)的机会。减少沉积物和腐蚀的最低流速:有沉淀物的原水流速为1m/s,沉淀物很少的净水流速为0.5~0.6m/s;避免水不流动和有死头。


  不锈钢表面压入的铁鳞会造成锈印,在有些情况下会成为腐蚀的源头。ASTM A380内所论述的硝酸和其他钝化处理不能完全有效地去除压入铁鳞和其他表面缺陷。使用硝酸-氢氟酸进行酸洗可去除压入铁鳞和有表面缺陷的金属表层。然后,金属表面钝化,达到最佳耐腐蚀状态。如果不能采用硝酸氢氟酸进行酸洗,就可采用机械的方法去除压入铁鳞。可采用的方法有:采用中等和细粒度的磨料,如干净的吊挂砂轮、粘轮或利用干净磨料喷丸,如用玻璃珠、石榴石、核桃壳等进行喷丸处理。还可利用手提电解抛光装置去除压入铁鳞和回火色。检查压入铁鳞去除的有效方法是ASTM A380规定的水湿及干燥工艺。程序要求用蒸馏水、去离子水或淡水弄湿表面,然后进行烘干。在弄湿并烘干后,表面应无锈斑或其他腐蚀产物的痕迹。A380中所论述的对压入铁鳞孔隙率试剂试验更灵敏,但不太适用于饮用水系统。