材料腐蚀与防护第八讲-土壤腐蚀.ppt

Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,土壤腐蚀,土壤腐蚀的定义和特点,定义：,埋在土壤中的金属及其构件的腐蚀。,特点：,不易发现，维修困难，,导致爆炸、火灾、环境污染,低碳钢材料在中国不同地区土壤的腐蚀数据,土壤电解质的特性,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；,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；,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；,相对固定性：土壤的固体部分不动，气相和液相有限运动。,土壤腐蚀的电极过程,阳极过程,在潮湿土壤中的阳极过程类似于在溶液中阳极过程腐蚀；,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。,土壤腐蚀的电极过程,阴极过程：,吸氧反应，氧的传输特点为：,氧由气相和液相两条途径输送，随土壤中气相或液相的定向流动而传输，也可以在土壤的气相和液相中进行扩散。,土壤腐蚀的电极过程,土壤腐蚀的控制特征,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）,疏松干燥土壤，表现为阳极控制，类似于大气腐蚀,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,土壤中的腐蚀电池,长距离腐蚀宏电池：,通过组成、结构不同的土壤,:,氧的渗透性不同而造成氧浓差电池,其中一种土壤含有硫化物、有机酸或工业污水,腐蚀电流（长线电流）可达,5A,流动的范围可超过,1.5Km,管道在不同结构的土壤中形成的氧浓差电池,局部不均匀性所引起的腐蚀宏电池,与土壤中石块等夹杂物接触处，石块等阻止氧的传输，该部位金属为阳极；,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,埋设深度不同及边缘效应,较深的部位 阳极,较浅的部位 阴极,金属所处状态的差异,异金属接触、温差、应力,1,旧管道（阴极），,2,新管道（阳极）,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。,土壤电阻率,cm,0,500,500,2000,2000,10000,10000,土壤腐蚀性,很高,高,中等,低,钢的平均腐蚀速度,mm,a,1,1,0.2,1,0.05,0.2,0.05,土壤的电阻率与腐蚀性的关系,土壤腐蚀的影响因素,杂散电流,由原定的正常电路漏失而流入它处的电流，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。,杂散电流腐蚀,（,Stray Current Corrosion,）,:,当杂散电流流过埋在土壤中的管道、电缆等，进入大地处的阳极端出现的腐蚀。,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,。,I,：,路轨（阳极）,土壤,管线（阴极）；,II,：,管线（阳极）,土壤,路轨（阴极）。,微生物的影响,在缺氧的土壤条件下，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。,土壤腐蚀性的估计,确定土壤的腐蚀性：,电阻率法,测定极化特征的极化曲线法,测定土壤腐蚀速度的极化阻力法,氧化还原电位法,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,