影响地下管线腐蚀的环境因素

一、影响地下管线腐蚀的环境因素

土壤是个复杂的三相体系。固相部分是由不同粒径的颗粒组成；在土壤孔隙中充满气体和水，二者所占的体积成反相关。土壤中金属腐蚀本质是电化学腐蚀，土壤含有水分是引起金属腐蚀的基本原因[1]。土壤对管道的腐蚀属于电化学腐蚀，其腐蚀是土壤中固相、液相和气相对金属管道共同作用的结果，造成金属离子脱离晶格进入到土壤中，金属中离子和电子分离，离子进入土壤，管道遭受腐蚀。留在管道上的电子从电位负的阳极沿管道导体跑到电位正的阴极，土壤中空气和盐溶液使土壤具有离子导电性成为电解质。土壤中的氧分子在阴极上得到电子还原成氢氧根离子，于是阳极过程、阴极过程和电流在管道上流动就不断进行，腐蚀也就不断进行[2]。

土壤腐蚀除了受金属因素影响外，更多的是受到土壤性质的影响。土壤的组成、含有的气体、微生物和酸度等化学因素，土壤的颗粒大小、透气性、含水量等物理因素都是重要的，特别是土壤的电阻率与去极化性质往往对腐蚀速度起着决定性作用。土壤电阻率取决于含水量与可溶盐含量，而去极化性质则取决于透气性和微生物的作用。还有，雨水、气温、风和光照等气候因素都能引起土壤性质的显著变化，进而影响金属在土壤中的腐蚀速率。这些因素的相互作用使得土壤的腐蚀规律更为复杂化。归纳起来，影响地下管线腐蚀的土壤因素主要有：土壤电阻率，土壤含水量，土壤通气性(氧化还原状况)，土壤含盐量，土壤酸度。

[1]地下管线腐蚀的勘测技术与土壤腐蚀性的评价方法

[2]土壤对埋地钢管腐蚀的勘测与分析

二、土壤腐蚀实验室分析和现场勘测

土壤调查主要是以各种土壤的自然条件来分类布点，同时考虑土壤腐蚀强度现状，对腐蚀严重的区域，适当增加试验布点密度。为使测试结果具有代表性，在大牛地气田的大杭线，采气一队，采气二队，采气三队，东干线，塔榆线的不同管道处选取9个测试点。

土壤样品的采集力求反映土壤的真实情况，所有土样均采自距地表面约lm 深的土层中。为防止挤压土样和水分蒸发，现场采集的样品装入袋中密闭保存。为避免土壤样品发霉引起土壤性质变化，带回实验室的土样及时进行了风干处理(测含水量土样除外)，清除土样中的杂物和石块后，用玻棒压碎过筛，均匀混合后装入样品袋中备用。

土壤环境中的金属构筑物的腐蚀属于电化学腐蚀，土壤导电性的各种土壤的理化性质，都有可能直接或间接影响土壤的腐蚀性。土壤理化性质分析法是评价土壤腐蚀性的一种较常用的方法[3]。通过对大牛地不同地区土壤物理、化学和电化学性质的测定，来调查分析土壤的腐蚀性。测定的项目包括土壤电阻率，氧化还原电位、pH值、离子含量、含水量。其中，土壤电阻率和氧化还原电位现场原位测量，其余各项现场采样实验室测定。

(l)土壤电阻率的测定：采用四极法。

(2)氧化还原电位的测定：以饱和甘汞电极作参比电极，铂电极作指示电极，按要求插人待测土测得两电极间的电势差，换算求得pH值为7时的氧化还原电位值(Eh7)。

(3)含水量的测定：含水量用烘干法侧定。

(4) Cl－离子含量的测定：分光光度计。

(5)pH值的测定：采用电位法。

土壤理化性质分析

[3]大庆地区土壤腐蚀性评价

土壤电化学性质

三、土壤电阻率与腐蚀性评价

土壤电阻率是土壤导电性能的指标[4]，一般土壤腐蚀性和土壤电阻率呈反相关，与土壤电导率呈正相关，通过测量土壤的电阻率，可以近似测定土壤中溶解盐的总量，电阻率越低，土壤所含溶解盐越多，因而腐蚀性也越大。

当埋地金属构件，尤其是长距离地下金属管线遭受宏观电池腐蚀时，土壤电阻率往往起主导作用。金属构件在这种情况下的腐蚀过程是阴极－欧姆控制过程，有时甚至是纯粹的欧姆控制过程，因而土壤电阻率的大小直接影响到金属构件的腐蚀强度。根据土壤电阻率判土壤腐蚀性，我国石油工业部SYJ-84标准提出，对于一般地区的土壤腐蚀性，可按土壤电阻率大小分级：对应于土壤电阻率小于20Ω.m、20~50Ω.m、大于50Ω.m，土壤腐蚀性等级分别为强、中、弱。

四、土壤理化性质分析与腐蚀性评价

土壤理化性质分析法是评价土壤腐蚀性的一种比较常用的方法。该法综合了与土壤腐蚀有关的多项物理化学指标，包括土质、土壤电阻率、含水量、pH值、Cl-、埋设试样处地下水的情况、氧化还原电位等。评价方法是先把土壤有关因素分析作出评价，并给出评价指数，然后将这些评价指数累计起来，再给出腐蚀性评价等级。这种方法具有一定的实用价值，但是，不同的土壤理化因素作用大小可能差别很大，同时考虑因素过多，在实际应用中很难收集齐全，而且有的因

素的测量也十分不便。在室内进行了土壤理化指标的测试，虽然多项指标法存在灵敏度低等缺点，但对于某一地区土壤腐蚀性的初步定性判断仍具有应用价值。

五、结论