材料腐蝕與防護(hù)第八講土壤腐蝕

1、材料腐蝕與防護(hù)第八講土壤腐蝕第1頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期四土壤腐蝕的定義和特點(diǎn) 定義 ： 埋在土壤中的金屬及其構(gòu)件的腐蝕。特點(diǎn)： 不易發(fā)現(xiàn)，維修困難， 導(dǎo)致爆炸、火災(zāi)、環(huán)境污染第2頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期四低碳鋼材料在中國(guó)不同地區(qū)土壤的腐蝕數(shù)據(jù)第3頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期四土壤電解質(zhì)的特性 多相性： 土壤由土粒、水、空氣組成，土粒中又包含著多種無(wú)機(jī)礦物質(zhì)以及有機(jī)物質(zhì)；多孔性： 在土壤的顆粒間形成大量毛細(xì)管微孔或孔隙，孔隙中充滿(mǎn)了空氣和水； 不均勻性： 土粒、氣孔、水分、結(jié)構(gòu)緊密程度差異，不同性質(zhì)的土壤交替

2、更換等；相對(duì)固定性：土壤的固體部分不動(dòng)，氣相和液相有限運(yùn)動(dòng)。 第4頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期四土壤腐蝕的電極過(guò)程 陽(yáng)極過(guò)程在潮濕土壤中的陽(yáng)極過(guò)程類(lèi)似于在溶液中陽(yáng)極過(guò)程腐蝕；在干燥且透氣性良好的土壤中，陽(yáng)極過(guò)程接近于大氣腐蝕的陽(yáng)極過(guò)程。 第5頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期四土壤腐蝕的電極過(guò)程 陰極過(guò)程： 吸氧反應(yīng)，氧的傳輸特點(diǎn)為： 氧由氣相和液相兩條途徑輸送，隨土壤中氣相或液相的定向流動(dòng)而傳輸，也可以在土壤的氣相和液相中進(jìn)行擴(kuò)散。 第6頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期四土壤腐蝕的電極過(guò)程土壤腐蝕的控制特征 大多數(shù)土壤為潮濕

3、土壤，腐蝕的特點(diǎn)：腐蝕控制特征為陰極控制（陰極極化為電化學(xué)極化控制）疏松干燥土壤，表現(xiàn)為陽(yáng)極控制，類(lèi)似于大氣腐蝕長(zhǎng)距離宏觀腐蝕電池作用下，土壤的電阻成為腐蝕控制因素，腐蝕控制特征為：陰極電阻混合控制第7頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期四土壤中的腐蝕電池 長(zhǎng)距離腐蝕宏電池：通過(guò)組成、結(jié)構(gòu)不同的土壤 : 氧的滲透性不同而造成氧濃差電池其中一種土壤含有硫化物、有機(jī)酸或工業(yè)污水 腐蝕電流（長(zhǎng)線電流）可達(dá)5A 流動(dòng)的范圍可超過(guò)1.5Km第8頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期四管道在不同結(jié)構(gòu)的土壤中形成的氧濃差電池第9頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35

4、分，星期四局部不均勻性所引起的腐蝕宏電池 與土壤中石塊等夾雜物接觸處，石塊等阻止氧的傳輸，該部位金屬為陽(yáng)極； 與土壤本體接觸處，氧可通過(guò)土壤本體傳輸，該處的金屬為陰極 埋設(shè)深度不同及邊緣效應(yīng) 較深的部位 陽(yáng)極 較淺的部位 陰極金屬所處狀態(tài)的差異 異金屬接觸、溫差、應(yīng)力第10頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期四1 舊管道（陰極），2 新管道（陽(yáng)極）第11頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期四土壤腐蝕的影響因素 材料因素的影響： 鑄鐵、碳鋼，低合金鋼的腐蝕速度，無(wú)明顯差別。 土壤性質(zhì)的影響 孔隙度（透氣性）、含水量、電阻率、氧化還原電位、pH值和含鹽量。第12

5、頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期四土壤電阻率cm0500500200020001000010000土壤腐蝕性很高高中等低鋼的平均腐蝕速度mma110.210.050.20.05土壤的電阻率與腐蝕性的關(guān)系第13頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期四土壤腐蝕的影響因素雜散電流 由原定的正常電路漏失而流入它處的電流，主要來(lái)源是應(yīng)用直流電大功率電氣裝置，如電氣化鐵道、電解及電鍍槽、電焊機(jī)電化學(xué)保護(hù)裝置等。 第14頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期四雜散電流腐蝕（Stray Current Corrosion）: 當(dāng)雜散電流流過(guò)埋在土壤中的管道

6、、電纜等，進(jìn)入大地處的陽(yáng)極端出現(xiàn)的腐蝕。 交流電也會(huì)引起雜散電流腐蝕，但破壞要弱得多。頻率為60Hz交流電的作用約為直流電的1。I： 路軌（陽(yáng)極）土壤管線（陰極）；II： 管線（陽(yáng)極）土壤路軌（陰極）。 第15頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期四微生物的影響 在缺氧的土壤條件下，有利于某些微生物的生長(zhǎng)。細(xì)菌生命活動(dòng)間接地對(duì)金屬腐蝕的電化學(xué)過(guò)程產(chǎn)生影響。 第16頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期四土壤腐蝕性的估計(jì) 確定土壤的腐蝕性： 電阻率法 測(cè)定極化特征的極化曲線法 測(cè)定土壤腐蝕速度的極化阻力法 氧化還原電位法第17頁(yè)，共18頁(yè)，2022年，5月20日，4點(diǎn)35分，星期四防止土壤腐蝕的措施 覆蓋層保護(hù)： 焦油瀝青、環(huán)氧煤瀝青質(zhì)