(1)特点 金属(如管道、基础构件等)埋于地下,受土壤组成、特性以及由环境污染的变动性等复杂因素的影响,因此金属的土壤腐蚀是一种情况复杂的电化学腐蚀。地下管埋地腐蚀的两种典型失效是管壁穴点腐蚀穿透和“硬壳型”腐蚀(实际已是“脓疮腐蚀”,表层硬壳铁锈,里层也已是“坏肉”,常见于铸铁管道由于石墨腐蚀而失效)。受腐蚀管道的发生穿透部位常位于管道下部,严重时其腐蚀速率可达5~6mm/y以上。
(2)影响因素
1)土壤成分。钢铁甚至锌、铅、铜管道或桩柱埋于由较大含量的炉渣、煤灰以及含有从腐殖质衍生出的有机酸的土壤中,都会发生较严重的腐蚀作用。例如,土壤中的煤灰一般都含有硫化物,由之形成的稀硫酸(作为电解液)与有较大电位差的钢-碳组成局部电池而引起金属腐蚀。此外,不同成分的土壤,如砂土和粘土,具有不同的颗粒度,即透气(带进氧气)度:砂土颗粒度大、透气度大、由地表渗透进的氧气量多,而粘土则渗进氧气量少。如果埋管土壤是由上面两种成分(砂土与粘土)不均态存在。这样,含氧多、少不同的土壤接触的管段出现相应的阴、阳极而组成局部电池,发生电化学作用造成阳极区(粘土段)管道金属受腐蚀而耗损,如图8-1所示。
图8-1 不同土壤中管道的腐蚀
2)土壤的pH值。pH值6~7.5为中性土壤,低于该值为酸性土壤。土壤的pH值越小,腐蚀性越强。当pH值为4时,可有氢在阴极上产生(即“去极化过程”)
但是当土壤中含有大量有机酸(如从腐殖质衍生出)时,其pH值虽然接近中性,而腐蚀性却很强。因此应采用所测出该土壤的总酸度(酸性物质总含量)来反映该土壤的腐蚀性,而不宜单用pH值作为其腐蚀性指标。(www.xing528.com)
3)土壤内细菌。土壤内部在缺氧的条件下可以存在一种“厌氧菌”。这些菌可以使硫酸盐还原而生成硫化物。其腐蚀过程如下:
首先在阴极产生氢原子
随后由于厌氧菌(硫酸还原菌)的作用,使阴极去极化,加速了钢铁金属的腐蚀,最后S-2离子和F+2离子化合成黑色产物FeS
厌氧菌常在潮湿土壤、沼泽土壤中被发现,而且中性土壤最适宜其繁殖,浓盐碱性土壤(pH值>9)能抑止其繁殖。
4)土壤杂散电流。地下导电体因绝缘不良而漏失出来的电流称杂散电流。杂散电流从某带电体散失出来,如其下埋有管道或金属构件,则管道或构件接受电流处构成“阴极”,然后该杂散电流又从管道另一处“阳极”流回土壤。这样就构成一“局部电池”,并在阳极处管道受腐蚀。杂散电流也能引起钢筋水泥结构腐蚀,特别在水泥内含有氯化物盐类(如NaCl、CaCl2等)情况下,腐蚀就更为严重。
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