【文章內(nèi)容簡介】 , 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 的多相組織不均性有關的腐蝕微電池外 , 還會因土壤介質(zhì)的宏觀差別而造成宏腐蝕電池 [2]。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(chǎn)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。 土壤腐蝕的影響因素 (1) 土壤性質(zhì) ： 土壤的固體顆粒含有砂子，灰，泥渣和植物腐爛后形成的腐殖土，土壤有各種不同的形狀：粒狀，塊狀，和片狀，事實上，多數(shù)土壤是無機的和有機的膠質(zhì)混 合顆粒的集合，在這個集合體中還具有許多彎彎曲曲的微孔（毛細管），土壤中的水分和空氣可以通過這些微孔到達土壤的深處，并且土壤還具有生物學的活性。土壤的 孔隙度、含水量、 含氧量、 電阻率、 pH 值以及含鹽量 、所含微生物 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： 土壤中的水分有些與土壤的組分結合在一起，有些緊緊粘附在固體顆粒的周圍，有些可以在微孔中流動，鹽類溶解在這些水中，土壤就成了電解質(zhì)，土壤的導電性與土壤的干濕 程度及含鹽量有關，土壤愈干燥，含鹽量愈少，其電阻就愈大，土壤愈潮濕，含鹽量愈多，電阻就愈小，干燥和少鹽 的土壤電阻率往天然氣長輸管道的腐蝕與防護措施 6 往高于 10000 歐姆 厘米，而潮濕含鹽的土壤，電阻率能低于 500 歐姆 厘米，土壤的腐蝕往往與電阻率有密切的關系。 (c) 土壤中的氧： 土壤中的氧氣，有一些溶解在水中，有些存在于土壤的毛細管和縫隙內(nèi)，兩者對金屬在土壤中的腐蝕都有影響， 土壤中的氧含量與土壤的濕度和結構都有密切的關系，在干燥的砂土中，因為氧比較容易通過，所以氧含量較多，在潮濕的砂土中，因為氧較難通過，氧量較少，而在潮濕密實的粘土中， 因為氧通過非常困難，所以氧量最少，濕度不同和結構不同的土壤中，氧量相差可達幾萬倍，這種充氣不均勻，正是造成氧濃差電池腐蝕的原因。 (d)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。 (e) pH 值的影響： 大多數(shù)土壤是中性的， pH 值在 67，有的土壤是堿性的，如堿性的砂質(zhì)粘土和鹽堿土， PH 值在 ，也有一些土壤是酸性的，如腐植土和沼澤土， pH 值在 36。 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 [3]。 (f) 含鹽量的影響。一般土壤中的含鹽量為 %～ % , 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。 (g)土壤中的微生物；微生物對金屬的腐蝕也有很大的影響，其中最重要的是厭氧的硫酸鹽還原菌，硫桿菌和鐵桿菌（好氧的細菌）。 (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(tǒng)、電解裝置等 , 在其規(guī)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(huán)境中 , 形成了雜散電流。當環(huán)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(chǎn)生干擾腐蝕。根據(jù)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) 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。 天然氣長輸管道的腐蝕與防護措施 7 土壤腐蝕常見的幾種形式 (1)由于充氣不均勻引起的腐蝕 當管道埋設通過結構不同和潮濕程度不同的土壤時（如通過砂土時），由于充氣不均形成氧濃差電池的腐蝕，處在砂土中的金屬部分，由于氧容易滲入，電位高，成為 陰極，而處在粘土中的金屬部分，由于缺氧，成為陽極，它們之間構成氧濃差電池，而使粘土中的金屬部分遭到腐蝕，同樣，埋在地下的管道（特別是水平埋放直徑較大的管子），由于各處深度不同，也會構成氧濃差電池，埋得較深的地方（如在管子的下部），由于氧到達困難，便成為陽極區(qū)，腐蝕就往往是發(fā)生在這個區(qū)域。必須注意的是：如果僅僅是微電池作用引起的腐蝕其結論則與上述情況完全相反，在粘土中，由于氧進入較為困難，氧去極化過程較難，所以腐蝕也就較慢，而在土壤中，氧容易滲入，氧去極化過程容易，所以腐蝕就較快。 (2)由雜散電流引起的腐蝕 雜散電流是一種漏電現(xiàn)象，在土壤的腐蝕中，防止它引起的腐蝕有很大的實際意義，雜散電流是由直流電源（如電氣火車，有軌電車，電焊機，點解槽，電化學保護等）設備漏失出來的電流，一些地下設備，地下管道，電纜和混凝土的鋼筋等都容易因這種雜散電流引起腐蝕，直流電往往從路軌漏到地下，進入地下管道某處，再從管道的另一處流出而回到路軌，雜散電流從管道流出的地方，成為腐蝕電池的陽極區(qū)，腐蝕破壞就發(fā)生在這個地方，如下圖所示，金屬的損失量與流過的雜散電流的電量成正比，符合法拉第定律，經(jīng)計算：一安培電流流過一年就相當于約九公斤的鐵發(fā) 生電化學腐蝕而被溶解掉了，可見雜散電流引起的腐蝕也是相當嚴重的。 (3)由于微生物引起的腐蝕 對于腐蝕有作用的細菌不多，其中最重要的是硫桿菌和硫酸鹽還原菌（厭氧菌）。硫桿菌有排硫桿菌和氧化硫桿菌兩種，這種細菌最適宜存在的溫度為 2530 度，當溫度高到 55 度以上時，就無法生存，在地下管道附近，由于污物發(fā)酵結果產(chǎn)生硫代硫酸鹽，排硫桿菌就在其上大量繁殖，產(chǎn)生元素硫，緊接著，氧化硫桿菌將元素硫氧化成硫酸，造成對金屬的嚴重腐蝕。 （ 2） 硫酸鹽還原菌（厭氧菌） 如果土壤中非常缺氧，而且又不存在氧濃差電池及雜散電流等腐蝕 大電池時，腐蝕過程是很難進行的，天然氣長輸管道的腐蝕與防護措施 8 但是，對于含有硫酸鹽的土壤，如果有硫酸鹽還原菌存在，腐蝕不但能順利進行，而且更加嚴重，主要是由于生物的催化作用，使腐蝕過程的陰極去極化反應得以進行，從而大大加速了腐蝕。 細菌腐蝕并非它本身對金屬的侵蝕作用，而是細菌生命活動的結構間接地對金屬腐蝕的電化學過程產(chǎn)生影響，主要以下述四種發(fā)生影響腐蝕過程：新城代謝產(chǎn)物的腐蝕作用細菌能產(chǎn)生某些具有腐蝕性的代謝產(chǎn)物，如硫酸，有機酸和硫化物等；生命活動影響電極反應的動力學過程；改變金屬所處環(huán)境的狀況；破壞金屬表面有保護性的非金屬覆蓋層或緩蝕 劑的穩(wěn)定性。 大氣腐蝕 由大氣中的水、氧、酸性污染物等物質(zhì)的作用而引起的腐蝕 , 稱為大氣腐蝕。鋼鐵在大氣自然環(huán)境中生銹 , 就是一種最常見的大氣腐蝕現(xiàn)象。通常所說的大氣腐蝕 , 就是指金屬材料在常溫下潮濕空氣中的腐蝕。 大氣腐蝕特征 一般地講 , 鋼材在大氣條件下 , 遭受大氣腐蝕有三種類型。 (1)干燥的大氣腐蝕。此時大氣中基本沒有水汽 , 普通金屬在室溫下產(chǎn)生不可見的氧化膜 , 鋼鐵的表面將保持著光澤。 (2)潮濕的大氣腐蝕。是指金屬在肉眼看不見的薄膜層下所發(fā)生的腐蝕。大氣條件下鋼材的腐蝕實 質(zhì)上是水膜下的電化學腐蝕。此時大氣中存在著水汽 , 當水汽濃度超過臨界濕度 (鐵的臨界濕度約為 65% , 某些鎳的腐蝕產(chǎn)物臨界濕度約為 85% , 而銅的腐