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金屬管道在土壤中的腐蝕與防護

時間:2018-01-04 瀏覽:869次
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金屬管道在土壤中的腐蝕與防護

詳細說明

  管道是工業生產與民用設施的重要組成部分,也是管道運輸中的主要設施。隨著我國石化工業的迅速發展及城市公用設施建設速度的提高,管道建設也在飛速發展。管道埋設在地下,土壤的腐蝕與防護問題一直是關系到管道可靠性及使用壽命的關鍵因素。

  當金屬和周圍介質接觸時,由于發生化學和電化學作用而引起的破壞叫做金屬的腐蝕。金屬材料受到周圍土壤介質的化學,電化學作用而產生的破壞,稱為金屬的土壤腐蝕。埋地金屬管道的腐蝕發生在含水的環境下,在性質上屬電化學過程。隨由于著環境及土壤性質的改變,金屬管道的土壤腐蝕越來越嚴重。

  1 金屬在土壤中的腐蝕特點

  由于土壤具有多相性和不均勻性, 并且具有很多微孔可以滲透水及氣體, 因此不同土壤具有不同的腐蝕性, 又由于土壤具有相對的穩定性, 使得土壤腐蝕和其他電化學腐蝕過程不同。在土壤中, 氧的傳遞通過土壤孔隙輸送, 其傳送速取決于土壤的結構和濕度, 在不同的土壤中氧的滲透率會有很大差別。在土壤中除具有可能生成的多相組織不均一性有關的腐蝕微電池外, 還會因土壤介質的宏觀差別而造成宏腐蝕電池。

  宏腐蝕電池的種類有:

  (1) 長距離輸油管道穿越不同土壤形成的宏腐蝕電池。

  (2) 管體不同材料差異埋在土壤中產生的宏腐蝕電池。

  (3) 由于管道埋深不同, 上、下部土壤的密實性, 含氧等差別造成管道上下部電極電位不同形成宏腐蝕電池。

  2 土壤腐蝕的影響因素

  (1) 土壤性質。土壤的孔隙度、含水量、電阻率、pH 值以及含鹽量等對土壤的腐蝕性有極大影響。 (a) 孔隙度的影響。土壤的孔隙有利于氧氣的滲入和水分保存, 孔隙度越大管道腐蝕越嚴重。 (b) 土壤中含水量的影響。隨著含水量增加腐蝕速率增加, 當含水量超過一定值以后, 由于水量增加氧的擴散滲透受到阻礙, 土壤中的可溶性鹽已全部溶解, 即盡管含水量增加, 但不再有新的鹽分溶解, 從而使腐蝕速率減小。當土壤中含水在 10%以下時, 由于水分的短缺,土壤電阻加大, 腐蝕速率急速降低。 (c) 電阻率的影響。土壤電阻率與土壤的含水量、含鹽量、孔隙度等很多因素有關, 土壤電阻率越小腐蝕速率越高。 (d) pH 值的影響。我國大部分土壤屬中性, pH 值在6~ 8 之間, 隨著pH 值的降低腐蝕速率增加。 (e) 含鹽量的影響。一般土壤中的含鹽量為010088%~ 0115%, 土壤中含鹽量越大電導率也越大, 從而提高土壤的腐蝕性。當土壤中含CaCO3 時, 其腐蝕速率隨CaCO3 含量的增加而降低。

  (2) 雜散電流的影響。電車、電氣化鐵路、以接地為回路的輸配電系統、電解裝置等, 在其規定的電路中流動的電流, 其中一部分自回路中流出, 流入大地、水等環境中, 形成了雜散電流。當環境中存在埋地管線或金屬構筑物時, 雜散電流的一部分又可能流入、流出埋地管線或金屬構筑物, 產生干擾腐蝕。根據腐蝕干擾源的不同, 可分為直流干擾和交流干擾。雜散電流腐蝕程度, 要比一般的土壤腐蝕劇烈得多。

  (3) 土壤中的微生物的影響。硫酸鹽還原菌生存在土壤中是一種厭氧菌, 它參加電極反應, 將可溶的硫酸鹽轉化為硫化氫, 加速了腐蝕作用。

  (4) 溫度的影響。溫度對腐蝕速度有很大影響, 一般來講, 溫度每升高 20℃, 腐蝕速度加快一倍

  3金屬管道在土壤腐蝕中的防護措施

  (1)改善金屬的本質 根據不同的用途選擇不同的材料組成耐蝕合金,或在金屬中添加合金元素,提高其耐蝕性,可以防止或減緩金屬的腐蝕。例如,在鋼中加入鎳制成不銹鋼可以增強防腐蝕能力。

  (2) 形成保護層 在金屬表面覆蓋各種保護層,把被保護金屬與腐蝕性介質隔開,是防止金屬腐蝕的有效方法。工業上普遍使用的保護層有非金屬保護層和金屬保護層兩大類。它們是用化學方法,物理方法和電化學方法實現的

  (3 ) 改善腐蝕環境 改善環境對減少和防止腐蝕有重要意義。例如,減少腐蝕介質的濃度,除去介質中的氧,控制環境溫度、濕度等都可以減少和防止金屬腐蝕。也可以采用在腐蝕介質中添加能降低腐蝕速率的物質(稱緩蝕劑)來減少和防止金屬腐蝕。

  (4) 電化學保護法 電化學保護法是根據電化學原理在金屬設備上采取措施,使之成為腐蝕電池中的陰極,從而防止或減輕金屬腐蝕的方法。

  當然,除了上面介紹的方法以外,其它防腐蝕方法還有很多很多,如果遇到其他問題,可以查閱相關書籍。 隨著現代科技的不斷發展,相信防腐蝕的方法也會越來越多,越來越科學經濟,使我們能夠更好的進行生產和制造


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