土壤当中的腐蚀
冀东南堡油田土壤环境腐蚀性研究
２ ～５ ０ ０
＞５ ０
根据实验结果 ，结合我 国标 准 ，见表２ ，如 果仅 由土壤 电阻率 来评价 土壤 腐蚀性 ，冀 东南 堡油 田的 土壤样 品均为 强或极 强腐蚀性土壤 。
碱 性 时 ：２ ２ ＋ ２４ －４ Ｈ ＨＯ Ｏ＋ｅ－Ｏ 一 ，
因此 ，土 壤 的ｐ Ｈ值 的 不 同 ，阴极 去 极 化 反应
氧 化 还 原 电位 ／ Ｖ（ Ｈ ） ＜ ｌ ０ １ ０ ０ ０ — ４ ０ ＞４ ０ ｍ Ｓ Ｅ ０ ｏ ～２ ０ ２ ０ — ０ ０
１２４ 含水量 ．．
所测得 的 冀东南 堡油 田两地 土壤 的 电阻率 都较
土壤 中 的含 水 量 对 土 壤 腐蚀 性 的影 响 比较 复
测试结果 见表 １ 。 土壤 电阻率是含水量 、含盐 量 、ｐ 值 、土壤质 Ｈ
地 、温 度和 松紧度 等性 质的综 合反映 ，它反映 了土 冀东南堡油田土壤腐蚀指标测试结果
表１
土壤 标 号
一
电 阻率
（ Ｑ ・ ｍ）
氧 化还 原 电位
（ ｍＶ）
ｐ Ｈ
含 水 量（ ％）
低 ，都在小于 １０ ０ Ｓ ） ｍＶ（ＨＥ 的范 围内 ，所 以 ，用 电阻 杂 ，因为含水 量和含 氧量之 间存 在着此消 彼长 的关 率指标 来评 价 的话 ，冀东南 堡油 田的土 壤样 品属严 系 ，土 壤 中水 含量对 土壤腐 蚀性 的影响存 在一个 最
图
…
冀东南堡油田土壤环境腐蚀性研究
杨耀辉 徐忠苹 李 凤。 周 巍。 韩文礼 张 旭。
（． １中国石 油集团工程技 术研 究院，天津 ３ ０ ５ ；２ ０４ １ ． 石油管工程重点实验 室一 涂层材料与保 温结构
常用结构钢土壤腐蚀行为的研究
常用结构钢在抚顺望花区土壤腐蚀行为的研究摘要随着埋地管线的应用，土壤腐蚀问题越来越受到大家的重视，本论文以铸铁和20号钢等常用结构钢为研究对象，对比研究其在抚顺望花区土壤中的腐蚀行为。
采用埋片和电化学试验对20号钢和铸铁在望花区的耐蚀性做了研究。
埋片实验研究了20号钢和铸铁在望花区土壤中埋片336小时的均匀腐蚀速率，研究表明：在望花土壤中20号钢的腐蚀较严重，年腐蚀率为0.0190mm/a，铸铁腐蚀较轻，年腐蚀率为0.0075mm/a，20号钢的腐蚀速率为铸铁的2.5倍；电化学试验采用电化学阻抗谱和极化曲线研究了20号钢和铸铁在望花区饱和土壤水溶液中的腐蚀规律，计算出了20号钢和铸铁的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度，研究结果表明：20号钢的自腐蚀电位为-0.770V，铸铁的自腐蚀电位为-0.768V，两者相差不大；20号钢的自腐蚀电流密度是4.692μA/cm2，年腐蚀速率为0.0549mm/a，铸铁的自腐蚀电流密度是9.025μA/cm2，年腐蚀速率为0.1056mm/a，铸铁在望花地区土壤中的腐蚀性是20号钢1.92倍。
该结果与埋片结果相反，是由于埋片实验中20号钢发生局部腐蚀造成的。
通过本研究可得出以下结论：在重工业土壤环境下，20号钢的耐蚀性要比铸铁好。
关键词：土壤腐蚀，重工业，20号钢，铸铁，望花区AbstractWith the wide application of buried pipelines, soil corrosion problem more and more be everybody's attention, this paper cast iron and 20 steel as the research object, the thesis studies in the heavy industrial corrosion behavior in the soil.In this article, the test and electrochemical test of buried for 20 steel and cast iron WangHua heavy industry corrosion was studied. Buried the 20 steel and cast iron WangHua buried in the soil of the 336 hours of uniform corrosion rate, research shows that: in the WangHua soil 20 steel’s corrosion has serious corrosion rate, years of 0.0190 mm/a, cast iron corrosion is lighter, annual corrosion rate of 0.0075 mm/a, corrosion rate of 20 steel is 2.5 times than cast iorn; Electrochemical experiment the electrochemical impedance spectroscopy and polarization curve 20 steel and cast iron WangHua saturated soil water solution in the corrosion rule, calculated the 20 steel and cast iron from corrosion of the potential and the corrosion current density, the results of the study show that: 20 steel from corrosion current density is 4.692μA/cm2, annual corrosion rate of 0.0549 mm/a, cast iron from corrosion current density is 9.025μA/cm2, annual corrosion rate of 0.1056 mm/a, cast iron in the soil of corrosive is in 1.92 times that of 20 steel in WangHua saturated soil steel more corrosion resistant.Through this research can draw the following conclusions: in heavy industry environment, 20 steel is better than cast iron in corrosion resistance.Keywords: Soil corrosion, heavy industry, 20steel, cast iron, WangHua目录摘要 (1)Abstract (2)引言 (5)1 文献综述 (6)1.1 材质简介 (6)1.1.1 20号钢 (6)1.1.2 铸铁 (6)1.2 土壤的性质与特点 (7)1.2.1我国典型土壤的特点 (7)1.2.2抚顺望花区土壤特点 (9)1.3土壤腐蚀的研究现状 (10)1.3.1 土壤腐蚀研究历史 (10)1.3.2 国外对于土壤腐蚀的研究 (13)1.3.3 国内对于土壤腐蚀的研究 (14)1.4土壤腐蚀的类型和机理 (15)1.4.1 土壤腐蚀类型 (15)1.4.2 土壤腐蚀机理 (15)1.5 影响腐蚀的因素与土壤腐蚀的危害 (18)1.5.1 影响土壤腐蚀因素 (18)1.5.2 土壤腐蚀危害 (19)2 研究方法 (21)2.1 试验所用试剂与仪器 (21)2.2 浸泡腐蚀和电化学腐蚀 (21)2.2.1 埋片试验 (21)2.2.2 电化学试验 (22)3 实验结果与分析 (24)3.1 埋片法试验结果分析 (24)3.2 电化学试验结果分析 (25)3.2.1 电化学阻抗谱分析 (26)3.2.2 动电位极化曲线分析 (28)3.3 20号钢和铸铁在望花区土壤中腐蚀行为的对比 (30)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)引言随着国内工业不断发展，更多的大型机械设备应用到生产中去，其中很多都是埋地设备，这就不得不考虑土壤腐蚀的影响。
q235钢在3种典型土壤环境中的腐蚀行为
2019年10月第43卷第10期Vol.43No.10Oct.2019 MATERIALS FOR MECHANICAL ENGINEERINGDOI：10.11973/jxgccl201910004Q235钢在3种典型土壤环境中的腐蚀行为朱亦晨I,刘光明「，刘欣S裴锋S田旭2,甘鸿禹'(1.南昌航空大学材料科学与工程学院，南昌330063；2.国网江西省电力有限公司电力科学研究院，南昌330096)摘要：选择取自武汉的近中性黄棕壤、取自天津的碱性盐碱土和取自南昌的酸性红壤作为腐蚀介质，对Q235钢进行室内模拟加速腐蚀试验，对比研究了试验钢的腐蚀速率、腐蚀形貌和腐蚀产物组成,分析了其腐蚀机理。
结果表明：在3种土壤中试验钢均发生了不均匀的全面腐蚀和局部点蚀。
腐蚀产物外层结构疏松，主要由Fe2O3、FeOOH组成；内层结构致密，主要由FqO。
组成。
在碱性盐碱土中，试验钢表面形成了结构完整的腐蚀产物层，抑制了阴极的耗氧反应，腐蚀速率最低;酸性红壤中较高浓度的H+促进了阴极析氢反应的进行以及裂纹的产生，试验钢腐蚀速率最高；在腐蚀后期，试验钢表面形成了致密的Fe3O4内锈层，因此腐蚀15d时的腐蚀速率大于腐蚀30d时的。
关键词：Q235钢；土壤；加速腐蚀试验；电化学反应中图分类号：TG172文献标志码：A文章编号：1000-3738(2019)10-0015-05Corrosion Behavior of Q235Steel in Three Typical Soil Environments ZHU Yichen1,LIU Guangming1,LIU Xin2,PEI Feng2.TIAN Xu2.GAN Hongyu1(1.School of Materials Science and Engineering,Nanchang Hangkong University,Nanchang330063,China；2.State Grid Jiangxi Electric Power Research Institute,Nanchang330096,China)Abstract:The near-neutral yellow brown soil from Wuhan,the alkaline saline-alkali soil from Tianjin and the acid red soil from Nanchang were selected as corrosive media.The indoor simulated accelerated corrosion test of Q235steel was carried out.The corrosion rate,corrosion morphology and corrosion product composition of the test steel were compared,and the corrosion mechanism was analyzed.The results show that the test steel in all the three soils had uneven comprehensive corrosion and local pitting.The outer layer structure of the corrosion products was loose,mainly composed of Fe2C)3and FeOOH.The inner layer structure was dense and mainly composed of Fe3O4.In the alkaline saline-alkali soil,a structurally complete corrosion product layer was formed on the surface of the test steel,which inhibited the oxygen-consuming reaction of the cathode；the corrosion rate was the lowest.The higher concentration of H"in acid red soil promoted the process of the cathodic hydrogen evolution reaction and the generation of cracks；the corrosion rate of the test steel was the highest In the later stage of corrosion,the dense inner rust layer of Fe3O4was formed on the surface of the test steel；the corrosion rate of the test steel during15d was higher than that during30d.Key words:Q235steel；soil；accelerated corrosion test；electrochemical reaction0引言变电站的接地网装置铺设于地底，通过地下引收稿日期：2018-09-28；修订日期：2019-09-03基金项目：国家自然科学基金资助项目(51961028);国家电网公司科技项目(52182017000Y)作者简介:朱亦晨(1996—)，男，江西萍乡人，硕士研究生通信作者(导师)：刘光明教授线与电力设备连接，是电力设备泄流的重要通道口切。
土壤当中的腐蚀
3.微生物引起的土壤腐蚀
在缺氧的土壤条件下，如密实、潮湿的黏土深处，金属 腐蚀似乎难以进行，但是有利于某些微生物的生长。细 菌生命活动间接地对金属腐蚀的电化学过程产生影响。
如硫酸盐还原菌促进阴极去极化，生成的硫化氢也有促 进腐蚀的作用。
☆土壤腐蚀形式总结
氧浓度差电池
土壤的透气性好坏直接与土壤的孔隙度松紧度，土质结构 有着密切关系。紧密的土壤中氧气的传递速度较慢，疏松 的土壤中氧气的传递速度较快。在含氧量不同的土壤中， 很容易形成氧浓差电池而引起腐蚀。
基本内容
• 土壤电解质的基本特点 • 土壤腐蚀的电极过程 • 土壤腐蚀的形式 • 影响土壤腐蚀的土壤参量 • 土壤腐蚀的一般解决措施 • 金属油管在土壤中的腐蚀及措施
一.土壤电解质的特性
1.多相性： 土壤由土粒、水、空气组成，土粒中又包含着多种无机矿物质以及有机物质；
2.多孔性： 在土壤的颗粒间形成大量毛细管微孔或孔隙，孔隙中充满了空气和水；
（3）重点区域保护； （4）阴极保护和涂料联合
• 地下管道的阴极保护可采用牺牲阳极保
护法，也可以采用外加电流保护法；
• 外加电流法阴极保护系统对其他地下管
道(以及其他设施)的干扰——杂散电流 腐蚀。
＋电源－ 阳极
未保护管道 被保护管道
(a)未保护管道近阳极 并与被保护管道交叉
绝缘法兰
未保护管段
被保护管段
500－ 2000
高
2000－ 10000
中等
>10000 低
0.2－1 0.05－0.2 <0.05
五.防止土壤腐蚀的措施
• 覆盖层保护： 焦油沥青、环氧煤沥青质 、聚乙烯塑料胶带防腐层及泡沫 塑料防腐层
新疆电网典型地区盐渍土土壤中的腐蚀分析
新疆电网典型地区盐渍土土壤中的腐蚀分析根据新疆地区较为典型的变电站接地网土壤为研究对象，通过现场调查以及针对在不同盐渍土土壤的情况下研究地网腐蚀与土壤盐成份的关系。
有助于发现地网腐蚀与不同盐渍土土壤之间的联系。
标签：变电站;接地网;盐渍土;腐蚀引言新疆电网大部分变电站和线路杆塔的接地网采用扁钢、角钢或钢管等金属材料（1）。
金属材料的化学性质比较活泼，稳定性较差，在盐渍土土壤的环境条件下，易于发生腐蚀且相当严重，给电力工程建设带来了一定的困难，严重影响电力工程接地设备的稳定性和耐久性（2-4）。
本文通过新疆地区较为典型的变电站接地网土壤为研究对象，通过现场调查以及针对在不同盐渍土土壤的情况下研究地网腐蚀与土壤盐成份的关系，从而为新疆地区变电站接地网建设提供一定的参考基础。
1 盐类区域分布及影响因素新疆盐渍土分布区域的盐渍化程度及性质随着不同的积盐条件而各不相同，盐渍化普遍且程度较高，积盐的速度快是新疆盐渍土的显著特点，从盐分剖面的垂直分布上可以看出，盐分明显地向表层集中，盐渍土表层（0～30 cm）盐分的含量多在2%～5% 以上。
尤其在南疆地区，不仅表层含盐量多为20%～30%，而且地表还形成5～15 cm的盐壳，盐壳的含盐量高者可达60%～80%。
即是在北疆盐分很轻的盐渍土地带，也有l～2 cm的薄盐结皮，其含盐量占到30 cm土层内总盐量的l/3～l/2。
土壤的腐蚀性取决于多种因素，主要表现在一下几个方面（5-6）：1.土中还含有众多的无机物、有机物、盐类、水分、气体等，其含量不同对腐蚀性影响也不同。
2.土中水的存在与多少，往往是腐蚀与否及腐蚀强度的重要表征，水作为介质，是金属腐蚀的必要条件，水对某些非金属的破坏也起着重要的作用。
3.气体或氧气在土壤中存在与数量，也是腐蚀产生与发展快慢的必要条件，凡是透气性好、含氧量高的土，其腐蚀性也强。
4.土的酸碱度是其腐蚀性的重要指标，土有酸性、碱性、中性之分，无论对于金属或非金属，酸性土均具有腐蚀性，且酸性越大，腐蚀性越强;碱性土壤对不同种类的材料腐蚀性表现也不一样，中性土壤腐蚀性小或不具腐蚀性。
土壤的腐蚀的种类、防治手段
土壤的腐蚀的种类、防治手段土壤是一个由气、液、固三相物质构成的复杂系统，其中还生存着数量不等的若干种土壤微生物，土壤微生物的新陈代谢产物也会对材料产生腐蚀。
有时还存在杂散电流的腐蚀问题。
因此，在材料的土壤腐蚀研究领域中，土壤腐蚀这一概念是指土壤的不同组分和性质对材料的腐蚀，土壤使材料产生腐蚀的性能称土壤腐蚀性。
土壤的腐蚀性不能单独由土壤物理化学性能来决定，还与被测材料及两者相互作用的性质密切相关，因此，除注意土壤的性质分析外，还要注意被测试材料的性质，材料在土壤环境中的化学和电化学的反应，以及反应生成物的性质等。
（1）金属材料受到周围土壤介质的化学作用、电化学作用而产生的破坏，称为金属的土壤腐蚀。
在土壤中总含有一定的水分，因此，金属材料的土壤腐蚀属电化学腐蚀。
电化学反应包括氧化和还原反应。
例如：Zn→Zn+2e氧化反应（阳极反应2H++2e→H2↑还原反应（阴极反应）在阳极反应中，金属锌失去两个电子，表明是氧化反应。
在阴极反应中，氢获得两个电子，表明是还原反应。
以上两式说明金属土壤腐蚀的电化学过程。
（2）在金属/土壤界面上，与金属/溶液面上相类似，也会形成双电层，使金属与土壤介质之间产生电位差，这个电位差就称作该金属在土壤中的电极电位，或称自然腐蚀电位。
金属在土壤中的电极电位，取决于两个因素，一是金属的种类及表面的性质，另一个是土壤介质的物理化学性质。
由于土壤是一种不均匀的、相对固定的介质，因此，土壤的理化性质在不同的部位往往是不相同的。
这样在土壤中埋设的金属构件上，不同部件的电极电位也是不同的。
只要有两个不同电极电位系统，在土壤中就会形成腐蚀电池，电位较正的是阴极电位较负的是阳极（3）土壤中的常用结构金属是钢铁，在发生土壤腐蚀时，阴极过程是氧化还原，在阴极区域发生OH离子：O+2H2O+4e→40H-40H-只有在酸性很强的土壤中，才会发生氧的放电：2H++2e→H2在嫌气条件下的土壤中，在硫酸盐还原菌的参与下，硫酸根的还原也可作为土壤腐蚀的阴极过程：SO4+4H2O+8e→S2-+80H-金属离子的还原，当金属（M）高价离子获得电子变成低价电子，也是一种土壤腐蚀的阴极过程：M3++e→M2+实践证明，金属构件在土壤中的腐蚀，阴极过程是主要控制步骤，而这种控制过程受氧输送所控制。
碳钢在土壤介质中的腐蚀测量方法对比分析
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｃａ ｂ ｎ ｓ ｅ ｌ ｗｉ ｅ ｃ ￣ｏ ｅ ｎ ｖ ｔ ｂ ｙ ｉ ｈ ｏ ｌ ｔ ｅ Ｎｏ ２ ｔ ｅ ｐ ｃ ｍｅ ｓ ｗａ ｕ ｉ ｄ ｉ ｈ ｏ ｌｅ — ｓ ｒ ｃ ： ｒ ｏ ｔ ｅ ｌ ｂ ｏ ｄ ｄ ｉ ｅ ｉａ ｌ ｎ ｔ ｅ ｓ ｉ ，ｈ ． ０ ｓｅ ｌ ｓ ｅ ｉ ｎ ｓ ｂ ｒｅ ｎ ｔ ｅ ｓ ｉ ｘ ｌ
Ａ ｎ ｌ ｓｓｏ Ｃｏ ｒ ｓｏ ｅ ｓ ｅ ｅ ｅｈｏ ａ ｙ ｉ ｎ ｒ ｏ ｉ ｎ Ｍ ａ ｕｒ ｍ ｎｔＭ ｔ ｄｓ
ｏ ｒ ｏ ｔ ｅ ｎ ｔ ｅ Ｓ ｉ ｆ Ｃａ ｂ ｎ Ｓ ｅ ｌｉ ｈ ｏ ｌ
Ｊ — ｕ Ｗ ａ ｇ Ｐｅ ， ｈ ｎ ｕ ｌ Ｌ ｉｃ ｅ ｇ Ｚ ａ ｇ Ｓ ｅ ｇ ｈ ｎ ｉＹｕ ｙ ， ｎ ｉ Ｚ ａ ｇ Ｘｉ —ｉ ｉＺｈ — ｈ ｎ ， ｈ ｎ ｈ ｎ — ａ ，
ｃ ｒｏ ｉ ｎ ｒ ｔ ｅ ｐ ｃ ｉ ｅ ｙ Ｅａ ｈ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔｍｅ ｈ ｄ ｈ ｓ ｉｓａ ｖ ｎ ａ ｅ ｎ ｉ ａ ｖ ｎ ａ ｅ ｎ ｃ ｐ ｆａ ｐ ｉ ａ ｉ ｎ， ｏ ｒ ｓｏ ａ ｅ ｒ ｓ ｅ ｔ ｌ ． ｃ ａ ｕ ｅ ｎ ｔ ｏ ａ ｔ ｄ ａ ｔ ｇ ｓ ａ ｄ ｄ ｓ ｄ ａ ｔ ｇ ｓ ａ ｄ ｓ ｏ ｅ ｏ ｐ ｌｃ ｔｏ ｖ ｔ ｒ ｕ ｈ ｄ ｔ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｔ ｅ ｃ ｒｏ ｉ ｎ ｒ ｔ ｓ ａ ｏ ｔ０ ４ ｍｍ／ａ， ｎ ｈ ｏ ｒ ｓｏ ｅ ｉｔ ｎ ｅ ｅ ｓ ｃａ ｓｆｅ ｓ ｇ ｎ ｒ １ ｈ ｏ ｇ ａ ａ ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｈ ｏ ｓｏ ａ ｅ ｉ ｂ ｕ ． ａ ｄ ｔ ｅ ｃ ｒｏ ｉ ｎ ｒ ｓ ｓａ ｔｌ ｖ ｌｉ ｌ ｓ ｉ ｄ ａ ｅ ｅ ａ ． ｉ Ｋ ｅ ｒ ｓ： ｅ ｅ ｔ ｎ ｏ ｏ ｒ ｓｏ ｐ ｌ ｒｚ ｔ ｎ ｒ ｓｓａ ｃ ｒ ｓｓ ａ ｃ ｒ ｂ ｗｅｇ ｔｌ ｓ ｔ ｏ ｙ ｗｏ ｄ ｄ ｔ ｃ ｉ ｆ ｃ ｒ ｏ ｉ ｎ； ｏ ａ ｉ ａｉ ｅ ｉ ｔ ｎ ｅ； ｅ ｉｔ ｎ ｅ ｐ ｏ ｅ； ｉ ｈ ｏ ｓ ｍｅ ｈ ｄ ｏ ｏ
盐渍土腐蚀机理分析
盐渍土腐蚀机理分析摘要:盐渍土在中国分布非常广泛，盐渍土对道路、桥梁及其他各类构筑物具有严重的腐蚀性，常常使该类地区的工程建筑造成较大的经济损失。
通过对盐渍土腐蚀机理的研究分析得出，在一定的地理环境下，水、空气、温度是影响硫酸盐类盐渍土腐蚀的重要因素。
关键词：硫酸盐盐渍土，腐蚀机理，影响因素盐渍土是指包含碱土、盐土在内的不同程度盐化、碱化土壤的总称。
盐土是指土壤中可溶性盐含量达到对作物生长有显著危害的土类，盐分含量指标因不同盐分组成而异。
碱土是指土壤中含有危害植物生长和改变土壤性质的多量交换性钠的土。
当土中易溶盐的含量达到0.3%以上，并具有盐胀、溶陷及腐蚀等工程性能时，该类土被称为盐渍土[1]。
我国西北地区，如青海、新疆、西藏、内蒙古等地区分布着大大小小共1000多个盐湖，这些地区其后干燥，蒸发强烈，温度变化剧烈，毛细水因其积盐作用较为显著。
1 盐渍土研究现状1.1 盐渍土的分类盐渍土根据分类依据不同，有多种分类方法：①按盐性质不同，可分为以下五类：盐渍土名称阴离子含量比例Cl-/SO42- CO32-+HCO3-/ Cl-+SO42-氯盐渍土＞2 -亚氯盐渍土1～2 -亚硫酸盐渍土0.3～1 -硫酸盐渍土＜0.3 -碳酸盐渍土- ＜0.3②按含盐程度不同，可分以下四类：盐渍土名称含盐质量（%）氯盐渍土及亚氯盐渍土硫酸盐渍土及亚硫酸盐渍土弱盐渍土0.3～1 0.3～0.5中盐渍土1～5 0.5～2.0强盐渍土5～8 2～5过盐渍土＞8 ＞5③按地区不同分类：盐渍土按地区不同可分为内陆干旱盐渍土、滨海盐渍土、平原盐渍土等。
④按土的性质分类：盐渍土按土的性质分类，可分为粗颗粒盐渍土、细颗粒盐渍土等。
1.2 盐渍土腐蚀性研究现状盐渍土兼有土体自身腐蚀和盐类的腐蚀特征，其中土腐蚀包括：化学反应腐蚀、电化学腐蚀、物理作用腐蚀、微生物腐蚀等；盐类腐蚀主要包括：土中盐类（如氯离子、镁离子、铵离子等）产生的离子结晶、胀缩作用、硫酸盐还原菌作用等。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
土壤中的盐分除了对土壤腐蚀介质的导电过程起作用外， 还参与电化学反应，从而影响土壤的腐蚀性。它是电解液 的主要成份。含盐量越高，电阻率越低，腐蚀性就越强。 氯离子对土壤腐蚀有促进作用，所以在海边潮汐区或接近 盐场的土壤，腐蚀更为严重。但碱土金属钙、镁等的离子 在非酸性土壤中能形成难溶的氧化物和碳酸盐，在金属表 面上形成保护层，能减轻腐蚀。富含钙镁离子的石灰质土
• 土壤含水量既影响土壤导电性又影响含氧
量;
• 氧的含量对金属的土壤腐蚀有很大影响; • 土壤愈干燥，含盐量愈少，土壤电阻率愈
大，随电阻率的增大，土壤腐蚀性减小;
• pH值愈低，土壤腐蚀性愈强。
土壤的电阻率与腐蚀性的关系
土壤电阻率 ／·cm
土壤腐蚀性
钢的平均腐蚀速 度／mm·a－1
0－500 很高 >1
（2）阴极过程： 吸氧反应，即氧去极化反应。 氧的传输特点为氧由气相和液相两条途径输送 ①随土壤中气相或液相的定向流动而传输，定
向流动的程度取决于土壤表面层温度的周期波 动。
②随土壤的气相和液相进行扩散（主要途径） 扩散速度主要取决于土层的深度、厚度和湿度。
二.土壤腐蚀的电极过程
（3）土壤腐蚀的控制特征
a大多数土壤为潮湿土壤 ，腐蚀的特点：
腐蚀控制特征为
阴极控制
（阴极极化为电化学极 化控制）
b疏松干燥土壤， 表现为阳极控制， 类似于大气腐蚀
c长距离宏观腐蚀电池作 用下，土壤的电阻成为 腐蚀控制因素，腐蚀控 制特征为：
阴极－电阻混合控制
☆土壤腐蚀的电化学过程总结
• 阳极过程：Fe+nH2O→Fe2+ .nH2O+2e-
1.腐蚀宏电池引起的土壤腐蚀
2.杂散电流引起的土壤腐蚀
①长距离腐蚀宏电池
②土壤局部不均匀性引起 的腐蚀宏电池
③埋设深度不同及边缘效应引 起的腐蚀宏电池 ④金属所处状态的差异引起 的腐蚀宏电池
3.微生物引起的土壤腐蚀
1.腐蚀宏电池
①长距离腐蚀宏电池：发生于埋设于地下的长距离金属构
件。
成因： 1. 原因是管线通过的土壤的组成，结构不同。氧的渗透性不
六.金属油管土壤腐蚀及措施
埋地钢铁管道的保护
• （1）改善金属本质
根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐 蚀性，可以防止或减缓金属的腐蚀。例如，在钢中加入镍制成不锈钢可以增强防腐蚀 能力。
• （2）形成保护层
在金属表面覆盖各种保护层，把被保护金属与腐蚀性介质隔开，是防止金属腐蚀的有 效方法。工业上普遍使用的保护层有非金属保护层和金属保护层两大类。它们是用化 学方法，物理方法和电化学方法实现的
500－ 2000
高
2000－ 10000
中等
>10000 低
0.2－1 0.05－0.2 <0.05
五.防止土壤腐蚀的措施
• 覆盖层保护： 焦油沥青、环氧煤沥青质 、聚乙烯塑料胶带防腐层及泡沫 塑料防腐层
• 阴极保护 ： 覆盖层和阴极保护法结合
• 改变土壤环境 ： 石灰石碎块 、加强排水以降低水位
• （3） 改善腐蚀环境
改善环境对减少和防止腐蚀有重要意义。例如，减少腐蚀介质的浓度，除去介质中的 氧，控制环境温度、湿度等都可以减少和防止金属腐蚀。也可以采用在腐蚀介质中添 加能降低腐蚀速率的物质（称缓蚀剂）来减少和防止金属腐蚀。
• （4） 电化学保护法
电化学保护法是根据电化学原理在金属设备上采取措施，使之成为腐蚀电池中的阴极， 从而防止或减轻金属腐蚀的方法
（3）重点区域保护； （4）阴极保护和涂料联合
• 地下管道的阴极保护可采用牺牲阳极保
护法，也可以采用外加电流保护法；
• 外加电流法阴极保护系统对其他地下管
道(以及其他设施)的干扰——杂散电流 腐蚀。
＋电源－ 阳极
未保护管道 被保护管道
(a)未保护管道近阳极 并与被保护管道交叉
绝缘法兰
未保护管段
被保护管段
③埋设深度不同及边缘效应
表现：埋设更深的构件腐蚀更严重；对于直径大的油管，下半部分比上半部分 腐蚀更严重。
原因：较深的部位 －阳极 较浅的部位 －阴极 同理，氧更容易到达电极边缘，因此边缘腐蚀轻微，这是边缘效应。
④金属所处状态的差异
异金属接触、温差、应力及金属表面状态的不同。
1 旧管道（阴极），2 新管道（阳极）
来，共同保护；
• 在多管道地区，最好采用多个阳极站，
每个站的保护电流较小；
• 采用深井阳极可减小对其他地下设施的
杂散电流干扰。
土壤腐蚀
保险丝 A
R 铁轨
排流点
(A)简单排流
秩轨
接地阳极
（C）接地式排流
保险丝
A
铁轨 排流点
整流元件
(B)极化排流
防止杂散电流腐蚀的腐蚀控制原理》 • 《工程材料的耐蚀性》
同而造成氧浓差电池， 2. 另外土壤含有硫化物、有机酸或工业污水，使土壤性质发
生改变
管道在不同结构的土壤中形成的氧浓差电池
②局部不均匀性所引起的腐蚀宏电池
埋设部位土壤中石块等夹杂物的透气性如果比土壤本体透气性差，该部位为宏观腐 蚀电池的阳极；
与土壤本体接触处，氧可通过土壤本体传输，该处的金属为阴极
(c)电流通过绝缘法兰外的土壤 或管道内的电解液流通
＋电源－ 被保护贮罐
阳极
未保护管道
(b)两条交叉的管道分别 靠近阳极和被保护设备
阴极保护系统产生的 杂散电流对其他设备 的干拢腐蚀。
控制杂散电流的方法
• 直流电源要加强绝缘或者采取排流措
施 ，不使电流流入土壤;
• 改善管道绝缘质量； • 将受干扰的管道与被保护管道连接起
实际操作常用的手段
• （1）减小土壤的腐蚀性
加强排水，降低地下水位，保持土 壤干燥。在酸性土壤地段，可以在钢管 周围填充石灰石碎块，在埋置管道时用 腐蚀性较小的土壤回填;
• （2）覆盖层保护
氧煤焦沥青涂层耐蚀性很好，但毒 性大 。塑料粘结带的防护性能优于石油 沥青，且适宜长距离管道的现场机械化施工， 但费用较高。
☆土壤腐蚀形式总结
• 异金属接触电池
• 杂散电流腐蚀
• 氧浓差电池 • 盐浓差电池
土壤腐蚀最主要的两种形式
• 温差电池
• 新旧管线构成的腐蚀
• 微生物腐蚀
四.土壤腐蚀的影响因素
• 材料因素的影响：
铸铁、碳钢，低合金钢的腐蚀速度，无明显差别。
• 土壤性质的影响
孔隙度（透气性）、含水量、电阻率、氧化还原电位、pH值和 含盐量。
阴极过程：O2+H2O+4e-→4OH• 当腐蚀决定于 腐蚀微电池 或 距离不太长的宏观腐蚀电池
时，腐蚀主要为阴极控制；在疏松干燥的土壤中随氧渗透 率的增加，腐蚀转化为阳极控制 • 在酸性很强的土壤中，才发生氢的去极化，2H+2e-→H2 在某些情况下，还有微生物参与的阴极还原过程。
三.土壤中的腐蚀形式
3.微生物引起的土壤腐蚀
在缺氧的土壤条件下，如密实、潮湿的黏土深处，金属 腐蚀似乎难以进行，但是有利于某些微生物的生长。细 菌生命活动间接地对金属腐蚀的电化学过程产生影响。
如硫酸盐还原菌促进阴极去极化，生成的硫化氢也有促 进腐蚀的作用。
☆土壤腐蚀形式总结
氧浓度差电池
土壤的透气性好坏直接与土壤的孔隙度松紧度，土质结构 有着密切关系。紧密的土壤中氧气的传递速度较慢，疏松 的土壤中氧气的传递速度较快。在含氧量不同的土壤中， 很容易形成氧浓差电池而引起腐蚀。
基本内容
• 土壤电解质的基本特点 • 土壤腐蚀的电极过程 • 土壤腐蚀的形式 • 影响土壤腐蚀的土壤参量 • 土壤腐蚀的一般解决措施 • 金属油管在土壤中的腐蚀及措施
一.土壤电解质的特性
1.多相性： 土壤由土粒、水、空气组成，土粒中又包含着多种无机矿物质以及有机物质；
2.多孔性： 在土壤的颗粒间形成大量毛细管微孔或孔隙，孔隙中充满了空气和水；
2.杂散电流引起的土壤腐蚀
• 由原定的正常电路漏失而流入它处的电流，造成的腐蚀。 主要来源是应用直流电大功率电气装置，如电气化铁道、 电解及电镀槽、电焊机、电化学保护装置等。
I： 路轨（阳极）土壤管线（阴极）； II： 管线（阳极）土壤路轨（阴极）。
了解：交流电也会引起杂散电流腐蚀，但破坏要弱得多。频率为60Hz交 流电的作用约为直流电的1％。
3.不均匀性： 土粒、气孔、水分、结构紧密程度差异，不同性质的土壤交替更换等；
4.相对固定性： 土壤的固体部分不动，气相和液相有限运动。
二.土壤腐蚀的电极过程
（1）阳极过程 1.在潮湿土壤中的阳极过程类似于在溶液中阳极
过程腐蚀； 2.在干燥且透气性良好的土壤中，阳极过程接近
于大气腐蚀的阳极过程。
二.土壤腐蚀的电极过程
土壤当中的腐蚀（油管）
—— 胥亚琨
什么是土壤腐蚀？
简单的说埋在土壤中的金属及其构件 的腐蚀。
研究土壤腐蚀的意义？
土壤腐蚀是一种很严重的腐蚀形式，对于 先进国家来说，地下的油、气、水管线长 达数百万千米以上，每年因腐蚀损坏而替 换的各种管子费用就有几亿美元之多。因 此研究土壤腐蚀的规律，防止土壤中金属 的腐蚀有很重要的意义。
希望能对大家的学习有所帮助
谢谢~~~~~~