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1、《化工装备技术》第26卷第3期2005年73埋地金属管道的腐蚀与防护3孙 勇(徐州工业职业技术学院机电系)摘 要 通过对埋地金属管道腐蚀机理、原因及影响因素的分析,提出具体的防腐蚀措施。 关键词 埋地金属管道 腐蚀 土壤 腐蚀电池 涂层 阴极保护 管道是工业生产与民用设施的重要组成部分,也有不同电极电位的材料相联接,而且置于腐蚀性的环是管道运输中的主要设施。随着我国石化工业的迅速境时,所形成的腐蚀电池称为电偶腐蚀电池。发展及城市公用设施建设速度的提高,管道建设也在2 土壤的腐蚀性及影响因素飞速发
2、展。管道埋设在地下,腐蚀与防护问题一直是关 土壤是一个由气、液、固三相物质构成的复杂系系到管道可靠性及使用寿命的关键因素。统,其中还生存着土壤微生物,其代谢产物也会对材料1 金属在土壤中的腐蚀机理产生腐蚀。有时还存在杂散电流的腐蚀问题。土壤的腐 金属材料受到周围土壤介质的化学、电化学作用蚀性既与土壤的物理化学性能有关,还与被测材料及而产生的破坏,称为金属的土壤腐蚀。埋地金属管道的两者互相作用的性质密切相关。腐蚀发生在含水的环境下,在性质上属电化学过程。潮 土壤腐蚀性的影响因素主要有以下几个方面:
3、湿的土壤是电解质。金属管道的腐蚀过程涉及金属失(1)被测材料(碳钢)去电子(氧化反应)的过程,见式(1),而失去的电子被 碳钢的成分对土壤腐蚀性的影响不大,影响较大另外的还原反应所消耗,例如氧和水的还原反应,分别的是金属材料本身的金相组织等,如碳钢的焊缝及其见式(2)和式(3)。热影响区的土壤腐蚀较重,此外,材料中的夹杂物周围2+FeFe+2e(1)和晶界常常产生优先腐蚀。-(2)O2+2H2O+4e4OH(2)土壤盐分-(3)2H2O+2eH2+2OH 土壤中的盐分对材料腐蚀的影响,除了对土壤腐
4、 氧化反应一般称为阳极反应,而还原反应一般称蚀介质的导电过程起作用外,还参与电化学反应。土壤为阴极反应,两个电化学反应对腐蚀的发生是必不可中可溶盐是电解液的主要成分,所以土壤介质中的含少的。氧化反应造成了金属的实际损失。盐量与土壤电阻率有明显的反相关系。含盐量还能影 氧化和还原反应也被称为半电池反应,它们可以响到土壤溶液中氧的溶解度,含盐量高,氧气溶解度就局部发生在金属的同一点或者分开发生。当这些电化会下降,于是削弱了土壤腐蚀的电化学阴极过程,同时学反应被分开的时候,这个过程称为差异腐蚀电池。金还
5、会影响土壤中金属的电极电位。属管道的土壤腐蚀常常是由于存在不同类型的差异腐 土壤中的阴离子对金属的腐蚀影响较大,因为阴-蚀电池。常见的腐蚀电池包括充气差异腐蚀电池和电离子对土壤腐蚀电化学过程有直接的影响。Cl对金属偶腐蚀电池。由于管道的不同部分暴露在土壤中不同材料的钝性破坏很大,促进土壤腐蚀的阳极过程,并能的氧浓度下,电池因管道表面性质或者土壤化学物质渗透过金属腐蚀层,与钢铁反应生成可溶性腐蚀产物,--的不同而发生的腐蚀称充气差异腐蚀电池;当两种具所以土壤中Cl含量愈高,土壤腐蚀性愈强,Cl是土3孙
6、 勇,男,1965年4月生,讲师。徐州市,221140。©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.74埋地金属管道的腐蚀与防护2-壤中腐蚀性最强的一种阴离子。SO4对钢铁腐蚀有促 防护层是在被保护的金属的表面形成一个连续性2--进作用,CO3及HCO3对碳钢的腐蚀有较重要的作电绝缘材料薄层,它的作用是隔离金属与周围电解质2-2+用,但两者的作用稍有不同。CO3与Ca形成的直接接触,而且涂覆这样的高阻抗涂层使电化学反C
7、aCO3,它与土壤中的砂粒结合成坚固的“混凝土”层,应不易发生。目前应用较多的涂层有:使腐蚀产物不易剥离,抑制了电化学反应的阳极过程,(1)石油沥青涂层-对腐蚀起阻碍作用。而由HCO形成的NaHCO3没有 这种材料资源丰富,毒性小,抗水、抗盐、抗碱性++2+这种阻碍作用。土壤中阳性离子有K、Na、Ca、好。但它化学稳定性及抗微生物腐蚀性差,绝缘电阻率2+3+Mg、Al等,这些离子除了起导电的作用外,并不低,耐温性差,使用寿命短。主要用于非石方地区。直接影响土壤腐蚀的电极过程,因而对土壤腐蚀性的(2)
8、煤焦油沥青涂层2+影响不大。其中Ca的影响比较特殊,它在中、碱性 具有耐化学介质腐蚀能力强、抗水性优良、绝缘性土壤中,尤其是在含有丰富碳酸盐的土壤中,能形成不能好和抗微生物腐蚀能力强等特点,使用寿命长,易修溶性碳酸钙,从而阻止电化学阳极过程,降低土壤腐蚀补。但耐温性能差,易机械损伤。主要用于地下水位高性。和沼泽地段的土壤环境。(3)土壤含水量(3)环氧煤沥青涂层 水分是使土壤成为电解质,造成电化学腐蚀的先 该涂层具有附着力强、韧性好、耐水、耐热、耐
