材料腐蚀与防护第八讲土壤腐蚀

土壤腐蚀与防护

4、加强日常维护
土壤腐蚀的防护
3 土壤腐蚀的通常防护 1、杜绝电流流人大地，或使漏人大地的电流沿着特设的线路回入供电网。 2、覆盖层保护。 3、电化学保护。
土壤腐蚀与防护
主讲人：
指导老师：
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——Mr Black制作
Material Chemistry
土壤是由各种颗粒状的矿物质、有机物质及水分、空气和微生物等组成的多相的并且具有生物学活性和离子导电性的多孔的毛细管胶体体系。
土壤腐蚀的基本原理
2.1.1 土壤中的水分
土壤中的水分有些与土壤的组分结合在一起，有些紧紧黏附在固体颗粒的周围，有些可以在微孔中流动。盐类溶解在这些水中，土壤就成了电解质。土壤的导电性与土壤的孔隙度、土壤的含水量及含盐量等各种因素有关。土壤越干燥，含盐量越少，其电阻越大；土壤越潮湿，含盐量越多，电阻就越小。
路轨(阳极)|土壤|管线(阴极) 管线(阳极)|土壤|路轨(阴极)
土壤腐蚀的基本原理
2.4.2 杂散电流引起的腐蚀
杂流电流的类型：1、直流杂散电流。 2、交流杂散电流。 3、由于地球自身的磁场而引起的。
杂流产生的原因：1、电流泄漏。 2、电位梯度。
土壤腐蚀的基本原理
2.4.2 杂散电流引起的腐蚀
谢谢大家！
土壤腐蚀的定义
1.1 土壤腐蚀的结果
管道在土壤的腐蚀管道接口在土壤中的腐蚀
土壤腐蚀的定义
1.2 土壤腐蚀是什么？
土壤腐蚀是金属在土壤中所发生
的腐蚀。土壤是具有毛细管多孔
性的特殊固体电解质。土壤腐蚀
的阴极过程主要是氧去极化作用，
由于氧要透过固体的微孔电解质
到达阴极，过程比较复杂，进行得较慢，且土壤的结构和湿度对

这种腐蚀，时时都在发生——土壤腐蚀知多少

这种腐蚀，时时都在发生——土壤腐蚀知多少摘要：精确的设计，良好的制造环境以及合适的防护等级是应对土壤腐蚀造成不利影响的有效措施。

和其他环境相同，土壤也具有腐蚀性。

在腐蚀工程中，大量埋于地面下方的结构物（如容器、储油箱和管道等）都会受到土壤腐蚀的影响。

尽管土壤腐蚀会带来经济上的损失并造成结构物的失效，我们可以通过在设计和制造环节使用各种措施来避免土壤腐蚀造成的不良影响。

在此之前，我们应先了解何为土壤腐蚀。

什么是土壤腐蚀？土壤腐蚀是一个十分复杂的过程，其中包含了多个变量因素，比如与土壤中的某些元素发生的化学反应。

此外，土壤特性中存在的变量会对埋地结构物中发生的腐蚀活动具有重大影响。

又如碳素钢受土壤腐蚀影响的表现会被土壤性质以及环境中（如氧气和水分）其他因素所影响。

此类因素能严重影响腐蚀速率以及腐蚀的严重程度。

在某些极端案例中，土壤腐蚀能在短短一年间使埋地容器发生穿孔现象。

那土壤腐蚀中的关键因素都有哪些？一般来说，通过观察下列因素能帮助我们判定土壤腐蚀性的强弱：是否具有强导电性是否具有高水分含量是否具有高溶解盐含量和酸性土壤腐蚀一般会发生于埋于地下的储油罐，缆线，地基和各种输送管道中。

不过，任何与土壤有接触的结构物都应被视为会受土壤腐蚀的影响。

土壤腐蚀问题由腐蚀引起的破坏能够造成数十亿美元的经济损失，其中大多数的损失都与埋地的金属或钢结构受腐蚀影响而被破坏有关。

在多数此类腐蚀案例中，腐蚀速率极快、程度极其严重，以至于结构物会造成严重的损坏。

因此，除了了解该如何减轻、应对土壤腐蚀造成的影响以外，我们还应清楚土壤腐蚀发生的机理。

以下列出了一些重要的有关土壤腐蚀的基本事项。

土壤的腐蚀性与所含空气量，盐含量，保水性，土壤酸度以及土壤中存在的离子种类有关。

现在让我们一同再深入地了解一下这些基本因素吧！存在于土壤中的空气量存在于土壤中的空气量是腐蚀中的一个重要因素，会影响土壤的蒸发率及保水率。

含空气量较多的土壤，由于蒸发率较高，保水率较低，因而不易受腐蚀的影响。

土壤腐蚀

电阻率
透气性
影响土壤腐蚀的因素
含水量
含盐量和酸度
土壤腐蚀的保护
• 采用涂料或包裹玻璃ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ防水 • 采用金属涂层 • 采用电化学保护
谢谢！！！
•
研究土壤腐蚀的意义土壤腐蚀是一种很严重的腐蚀形式对于先进国家来说地下的油气水管线长达数百万千米以上每年因腐蚀损坏而替换的各种管子费用就有几亿美元之多
土壤腐蚀
无机1001薛彩媛
土壤腐蚀的概念
• 土壤的组成和性能不均匀，极易构成氧浓差电池腐蚀，使地下金属设备遭受严重的局部腐蚀。
研究土壤腐蚀的意义
盐浓差电池
• 土壤中的盐分除了对土壤腐蚀介质的导电过程起作用外，还参与电化学反应，从而影响土壤的腐蚀性。它是电解液的主要成份。含盐量越高，电阻率越低，腐蚀性就越强。氯离子对土壤腐蚀有促进作用，所以在海边潮汐区或接近盐场的土壤，腐蚀更为严重。但碱土金属钙、镁等的离子在非酸性土壤中能形成难溶的氧化物和碳酸盐，在金属表面上形成保护层，能减轻腐蚀。富含钙镁离子的石灰质土壤，就是一
杂散电流腐蚀
• 这是一种土壤介质中存在的一种大小，方向都不固定的电流。大部分是直流电杂散电流，它来源于电气化铁路，电车，地下电缆的漏电，电焊机等等
氧浓差电池
• 土壤的透气性好坏直接与土壤的孔隙度松紧度，土质结构有着密切关系。紧密的土壤中氧气的传递速度较慢，疏松的土壤中氧气的传递速度较快。在含氧量不同的土壤中，很容易形成氧浓差电池而引起腐蚀。
• 土壤腐蚀是一种很严重的腐蚀形式，对于先进国家来说，地下的油、气、水管线长达数百万千米以上，每年因腐蚀损坏而替换的各种管子费用就有几亿美元之多。因此研究土壤腐蚀的规律，防止土壤中金属的腐蚀。

土壤腐蚀保护方法

土壤腐蚀保护方法
一、什么是土壤腐蚀
土壤腐蚀是指土壤受到水、气体、化学物质等外界因素的侵蚀，从而使土壤的物理、化学
和生物性质发生变化，从而破坏土壤结构，降低土壤的生态环境质量，影响土壤的生产功能。

二、土壤腐蚀的危害
1、影响土壤结构：土壤腐蚀会破坏土壤结构，降低土壤的适宜性，影响土壤的生产功能；
2、影响土壤质量：土壤腐蚀会使土壤中的有机物、养分和微生物的种类发生变化，影响
土壤的质量；
3、影响水质：土壤腐蚀会使土壤中的有毒物质淋入地下水，污染水质；
4、影响植被：土壤腐蚀会使土壤中的养分流失，影响植物的生长，破坏植被。

三、土壤腐蚀保护方法
1、植树造林：植树造林可以有效地减少土壤腐蚀，改善水土流失，提高土壤质量，促进
植被恢复；
2、调整土地利用：恰当地调整土地利用，有效地防止土壤腐蚀，减少土壤的流失，提高
土壤质量；
3、构筑护坡：在山坡上构筑护坡，可以防止水土流失，减少土壤腐蚀，保护土壤；
4、施用有机肥料：施用有机肥料可以增加土壤中的有机物，改善土壤的物理性质，降低
土壤腐蚀；
5、抗蚀防护技术：采用抗蚀防护技术，可以有效地防止土壤腐蚀，保护土壤，提高土壤
质量。

四、结论
土壤腐蚀是一种严重的环境污染，可以通过植树造林、调整土地利用、构筑护坡、施用有机肥料以及抗蚀防护技术等方法来有效地保护土壤，提高土壤质量，保护环境。

《材料腐蚀与防护》习题与思考题

《材料腐蚀与防护》习题与思考题第一章绪论1．何谓腐蚀？为何提出几种不同的腐蚀定义？2．表示均匀腐蚀速度的方法有哪些？它们之间有何联系？3．镁在海水中的腐蚀速度为 1.45g/m2.d, 问每年腐蚀多厚？若铅以这个速度腐蚀，其ϖ深(mm/a)多大？4．已知铁在介质中的腐蚀电流密度为0.1mA/cm2，求其腐蚀速度ϖ失和ϖ深。

问铁在此介质中是否耐蚀？第二章电化学腐蚀热力学1．如何根据热力学数据判断金属腐蚀的倾向？如何使用电极电势判断金属腐蚀的倾向？2．何谓电势-pH图？举例说明它在腐蚀研究中的用途及其局限性。

3．何谓腐蚀电池？有哪些类型？举例说明可能引起的腐蚀种类。

4．金属化学腐蚀与电化学腐蚀的基本区别是什么？5．a)计算Zn在0.3mol/LZnSO4溶液中的电解电势（相对于SHE）。

b) 将你的答案换成相对于SCE的电势值。

6．当银浸在pH=9的充空气的KCN溶液中，CN-的活度为1.0和Ag(CN)2-的活度为0.001时，银是否会发生析氢腐蚀？7．Zn浸在CuCl2溶液中将发生什么反应？当Zn2+/Cu2+的活度比是多少时此反应将停止？第三章电化学腐蚀反应动力学1．从腐蚀电池出发，分析影响电化学腐蚀速度的主要因素。

2．在活化极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么？3．浓差极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么？4．混合电位理论的基本假说是什么？它在哪方面补充、取代或发展了经典微电池腐蚀理论？5．何谓腐蚀极化图？举例说明其应用。

6．试用腐蚀极化图说明电化学腐蚀的几种控制因素以及控制程度的计算方法。

7．何谓腐蚀电势？试用混合电位理论说明氧化剂对腐蚀电位和腐蚀速度的影响。

8．铁电极在pH=4.0的电解液中以0.001A/cm2的电流密度阴极化到电势-0.916V（相对1mol/L甘汞电极）时的氢过电势是多少？9．Cu2+离子从0.2mol/LCuSO4溶液中沉积到Cu电极上的电势为-0.180V（相对1mol/L甘汞电极），计算该电极的极化值。

土壤的腐蚀的种类、防治手段

土壤的腐蚀的种类、防治手段土壤是一个由气、液、固三相物质构成的复杂系统，其中还生存着数量不等的若干种土壤微生物，土壤微生物的新陈代谢产物也会对材料产生腐蚀。

有时还存在杂散电流的腐蚀问题。

因此，在材料的土壤腐蚀研究领域中，土壤腐蚀这一概念是指土壤的不同组分和性质对材料的腐蚀，土壤使材料产生腐蚀的性能称土壤腐蚀性。

土壤的腐蚀性不能单独由土壤物理化学性能来决定，还与被测材料及两者相互作用的性质密切相关，因此，除注意土壤的性质分析外，还要注意被测试材料的性质，材料在土壤环境中的化学和电化学的反应，以及反应生成物的性质等。

（1）金属材料受到周围土壤介质的化学作用、电化学作用而产生的破坏，称为金属的土壤腐蚀。

在土壤中总含有一定的水分，因此，金属材料的土壤腐蚀属电化学腐蚀。

电化学反应包括氧化和还原反应。

例如：Zn→Zn+2e氧化反应（阳极反应2H++2e→H2↑还原反应（阴极反应）在阳极反应中，金属锌失去两个电子，表明是氧化反应。

在阴极反应中，氢获得两个电子，表明是还原反应。

以上两式说明金属土壤腐蚀的电化学过程。

（2）在金属/土壤界面上，与金属/溶液面上相类似，也会形成双电层，使金属与土壤介质之间产生电位差，这个电位差就称作该金属在土壤中的电极电位，或称自然腐蚀电位。

金属在土壤中的电极电位，取决于两个因素，一是金属的种类及表面的性质，另一个是土壤介质的物理化学性质。

由于土壤是一种不均匀的、相对固定的介质，因此，土壤的理化性质在不同的部位往往是不相同的。

这样在土壤中埋设的金属构件上，不同部件的电极电位也是不同的。

只要有两个不同电极电位系统，在土壤中就会形成腐蚀电池，电位较正的是阴极电位较负的是阳极（3）土壤中的常用结构金属是钢铁，在发生土壤腐蚀时，阴极过程是氧化还原，在阴极区域发生OH离子：O+2H2O+4e→40H-40H-只有在酸性很强的土壤中，才会发生氧的放电：2H++2e→H2在嫌气条件下的土壤中，在硫酸盐还原菌的参与下，硫酸根的还原也可作为土壤腐蚀的阴极过程：SO4+4H2O+8e→S2-+80H-金属离子的还原，当金属（M）高价离子获得电子变成低价电子，也是一种土壤腐蚀的阴极过程：M3++e→M2+实践证明，金属构件在土壤中的腐蚀，阴极过程是主要控制步骤，而这种控制过程受氧输送所控制。

土壤腐蚀

土壤腐蚀腐蚀作为材料失效的形式之一，给国民经济带来了巨大的损失，消耗了宝贵的资源和能源。

据统计，每年因腐蚀造成的经济损失约占国民生产总值的 3%-5%，其上限包含了间接经济损失；因腐蚀消耗的钢材大约为年产量的 1/3，其中占总产量的 1/10 是不可回收利用的。

石化行业的金属设备居多，并大多处于酸，碱，盐及高温腐蚀环境，并暴露于化工大气之中，因此石化行业因腐蚀造成的损失较其他工业部门的损失更为严重；据化工部 1980 年对十个化工企业的统计，腐蚀损失约占年生产总值的 3.97%。

一个大型染料厂，每年腐蚀报废的钢铁多达 2000 多吨，每年用于设备防腐维修，更换的费用即高达 1600 万元。

腐蚀是影响管道系统可靠性及使用寿命的关键因素。

据美国国家输送安全局统计，美国 45%管道损坏是由外壁腐蚀引起的。

而在美国输气干线和集气干线的泄漏事故中，有 74%是腐蚀造成的。

我国的地下油气管道投产 1-2a 后即发生腐蚀穿孔的情况已屡见不鲜。

它不仅造成因穿孔而引起的油气水泄漏损失，而且还可能因腐蚀引起火灾。

特别是天然气管道因腐蚀引起的爆炸和火灾威胁人身安全且污染环境。

油气管道问世已有百余年的历史，管道工作者为做好管道的防腐工作，从 20 年代埋设裸管到付 30 年代裸管加阴极保护，40 年代开始采用覆盖层加阴极保护，至今仍在进行管道腐蚀技术的不懈探索。

埋地管道式埋在地下的最大的钢铁构件，可长达几千公里，穿越不同类型的土壤和河流湖泊。

土壤冬，夏季的冻结和融化，地下水位的变化，以及杂散电流等复杂的埋设条件是造成外腐蚀的环境。

管道内输送介质的腐蚀性差异也很大。

由于管道埋于地下，很难直观地对其进行腐蚀状态的检查，构成管道防腐蚀的难度。

鉴于埋地管道腐蚀问题的复杂性和严重性，国内外对防腐蚀工作都很重视，广泛采用涂层，衬里，电化学保护和缓蚀剂等措施。

近年来不断推出新型防腐层材料，管道防腐层的复合结构及涂敷新工艺。

特别是计算机应用于腐蚀科学和防腐蚀工程，如在线测量技术，腐蚀数据库及专家系统等计算机辅助管理决策系统，对防腐蚀设施的科学管理和监控，都起着重要的作用。

07-金属腐蚀(土壤腐蚀)解析

法国
>100
50-100
20-50
<20
土壤腐蚀的特点
• 阴极过程
土壤的结构和湿度(透气性)决定了氧的输送速度，从而决定了阴极反应速度; • 阳极过程在中性和碱性土壤中，腐蚀产物与土壤粘结在一起，形成一种紧密层，使阳极过程受到阻碍，对金属起到保护作用。 ; • 腐蚀的控制特征:
各种土壤腐蚀控制特征
7-3 >40
7-8.5 2-1 高
< 3
>8.5 <1 特高
按电阻率( m)判断土壤腐蚀性
中国
英国美国原苏联日本
>50
>35 >50 >100 >60 45-60
20-50
20-30 20-50 20-100 20-45 10-20 10-20
<20
<15 7-10 5-10 <20 <7 <5
自然界中氮的循环
生物体有机酸
NO3
-
大气 N2
生物固氮反 N2O 硝化 NO 作用 NO2-
NH4+
自然界中硫的循环
生物体有机硫
SO42-
H2S
元素S
• 嗜酸硫杆菌
• 硫酸盐还原菌
埋地钢铁管道的保护
• （1）减小土壤的腐蚀性
加强排水，降低地下水位，保持土壤干燥。在酸性土壤地段，可以在钢管周围填充石灰石碎块，在埋置管道时用腐蚀性较小的土壤回填; • （2）覆盖层保护氧煤焦沥青涂层耐蚀性很好，但毒性大。塑料粘结带的防护性能优于石油沥青，且适宜长距离管道的现场机械化施工，但费用较高。
E
E E

材料腐蚀与防护名词解释整理

腐蚀原电池：产生的电流是由于它的两个电极即锌板与铜板在硫酸溶液中的电位不同产生的电位差引起的，该电位差是电池反应的推动力。

浓差电池：金属材料的电位与介质中金属离子的浓度C有关（能斯特公式）：浓度低处电位低。

（水线腐蚀，缝隙腐蚀，点腐蚀，沉积物腐蚀）温差电池：金属材料的电位与介质温度有关，浸入腐蚀介质中金属各部分，由于所处环境温度不同，可形成温差腐蚀电池。

电极电位：金属-溶液界面上建立了双电层，使得金属与溶液间产生电位差，这种电位差称为电极电位。

影响因素：a构成电极的物质自身性质b溶液中离子的浓度c气态物质的分压、温度d物质表面状态参比电极：电极反应是可逆的；电位稳定而不随时间变化；交换电流密度大，不极化或难极化；参比电极内部溶液与腐蚀介质互不渗污，溶液界面电位小；温度系数小。

极化现象：当电极上有净电流通过时，引起电极电位偏离平衡电位的现象。

极化作用使电池两电极间电位差减小、电流强度降低，从而减缓了腐蚀速率。

极化是决定腐蚀速率的主要因素。

电化学极化（活化极化）：电极过程受电化学反应速度控制，由于电荷传递缓慢而引起的极化。

在阴、阳极均可发生。

阳极去极化：强烈搅拌溶液－加速金属离子扩散速度－减少浓差极化；加入阳极去极化剂（阳极沉淀剂、络合剂），使反应产物生成沉淀或络合离子，离开阳极，减少电化学极化或电阻极化。

析氢腐蚀：以氢离子还原反应为阴极过程的金属腐蚀必要条件:金属的电极电位低于氢离子还原反应的电位。

全面腐蚀：各部位腐蚀速率接近；金属的表面比较均匀地减薄，无明显的腐蚀形态差别；同时允许具有一定程度的不均匀性1、条件：腐蚀介质能够均匀地抵达金属表面的各部位，而且金属的成分和组织比较均匀。

2、化学特点：腐蚀原电池的阴、阳极面积非常小，整个金属表面在溶液中处于活化状态，只是各点随时间（或地点）有能量起伏，能量高时（处）呈阳极，能量低时（处）呈阴极，从而使整个金属表面遭受腐蚀。

3、危害：造成金属的大量损失，可以检测和预测腐蚀速率，一般不会造成突然事故。

材料腐蚀与防护第八讲

• 大气成分
大气腐蚀的影响因素
– SO2—矿物燃料燃烧产生的 – SO2促进金属大气腐蚀的自催化反应机理
• SO2的影响（最严重）
SO2被吸附在金属表面形成FeSO4 FeSO4进一步氧化＋强烈水解作用生成硫酸硫酸＋Fe作用 FeSO4 自催化
大气腐蚀的影响因素
毫克/升
尘粒
工业区：冬天250，夏天100 农村地区：冬天60，夏天15
根据Meetham. 转引自Shreired. 《Corrosion》
大气腐蚀的类型
• 干大气腐蚀 • 潮大气腐蚀 • 湿大气腐蚀
I:干大气腐蚀 δ=10~100Å Ⅱ:潮大气腐蚀 δ=100Å ~1μ m Ⅲ:湿大气腐蚀 δ=1μ m~1mm Ⅳ:全浸, δ>1mm
02
03
04
– 纯水膜：导电性差不足以强烈腐蚀 – 实际水膜：水溶性盐类、腐蚀性气体（CO2、O2、 SO2）、汗液等
– 金属表面在潮湿的大气中吸附一层很薄的水膜 – 当水膜达到20-30分子层厚时电解液膜
– 水分（雨雪）直接沉降； – 大气湿度或温度变化等原因引起的凝聚作用
• 电化学腐蚀的特殊形式
01
• 当溶氧超过一定值，金属发生钝化，使腐蚀速度急剧下降
02
淡水腐蚀的影响因素
• 水中溶解成分的影响：
– 含盐量的增加，水的电导率增加，局部电流也增加，腐蚀速度增加 – 盐量超过一定浓度后，氧的溶解度降低，因而腐蚀速度又减小
• 阳离子
淡水腐蚀的影响因素
一般离子（K＋、Na＋等）影响不大氧化性重金属离子促进阴极反应 Ca2＋、Zn2＋、Fe2＋一定防蚀作用软水比硬水腐蚀性大
锈层的结构和保护性

材料腐蚀与防护第八讲土壤腐蚀

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。
土壤的电阻率与腐蚀性的关系
土壤电阻率／·cm
0－500
土壤腐蚀性
钢的平均腐蚀速度／mm·a－1
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 Nhomakorabea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
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
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
很高 >1
500－ 2000
高
2000－ 10000
>10000

论述土壤腐蚀的防护措施

论述土壤腐蚀的防护措施XXX¹1.过程装备与控制工程112班，学号XXXXXX摘要：本文论述了土壤理化性质对土壤腐蚀的影响、土壤腐蚀的类型及其防护措施。

关键词：土壤；腐蚀；防护措施Abstract:This article discusses the effect of the physical and chemical properties of the soilon soil corrosion, types of soil corrosion and its protective measures. Keyword：Soil；corrosion; protective measures1.土壤腐蚀土壤腐蚀是一种电化学腐蚀，土壤中含有水分、盐类和氧等。

大多数土壤是中性的，但有些碱性的砂质粘土和盐碱土，PH值为7.5~9.5。

也有的土壤是酸性腐殖土和沼泽土，PH 为3~6.。

土壤含有固体颗粒沙子灰泥渣和植物腐烂后的腐殖土。

土壤的结构和性质是不均匀的、多变的，土壤的固体部分对埋设在土壤中的物体表面来说，是固定不动的，而土壤中的气、液相特点、土壤组成和性质的复杂多变性，使不同的土壤腐蚀性相差很大，也使土壤腐蚀的防护存在更多的多变性。

2.土壤理化性质对土壤腐蚀的影响2.1 孔隙度孔隙度大有利于保存水分和氧的渗透。

通透性好可加速腐蚀过程，但透气性太大可阻碍金属的阳极溶解，易生成具有保护能力的腐蚀产物层。

2.2 含水量土壤中的水分可以多种方式存在，有些紧密粘附在固体颗粒的周围，有些在微孔中流动或与土壤组分结合在一起。

当土壤中可溶性盐溶解在其中时，就组成了电解液。

土壤中含水量对金属材料的腐蚀存在着一个最大值。

当含水量低时，腐蚀率随着含水量的增加而增加。

达到某一含水量时，腐蚀率达到最大值再增加含水量，其腐蚀性反而下降。

2.3 含氧量土壤的透气性好坏直接与土壤的孔隙度极紧度，土质结构有密切关系。

紧密的土壤中氧气的传递速度较慢，疏松的土壤中氧气的传递速度较快。

《材料腐蚀与防护》课程笔记

《材料腐蚀与防护》课程笔记第一章绪论1.1 材料腐蚀学科特点材料腐蚀学科是研究材料在环境作用下性能退化的一门科学，它具有以下特点：- 多学科交叉：腐蚀现象涉及化学反应、电化学过程、材料科学、物理学、生物学等多个领域，因此材料腐蚀学科是一门典型的交叉学科。

- 实践性强：腐蚀问题无处不在，从日常生活到工业生产，都存在着材料腐蚀的问题，这要求腐蚀学科的研究具有很强的实践性和应用性。

- 复杂性：腐蚀过程往往受多种因素的影响，如环境条件、材料性质、应力状态等，这些因素的相互作用使得腐蚀问题非常复杂。

- 经济影响大：材料腐蚀会导致设备损坏、结构失效，从而造成巨大的经济损失和安全风险。

1.2 材料腐蚀学科的发展材料腐蚀学科的发展可以分为以下几个阶段：- 古代认知阶段：在古代，人们就已经意识到金属会随着时间的推移而腐蚀，但由于科学技术的限制，只能采取一些简单的防护措施，如涂油、包裹等。

- 近代科学阶段：19世纪末到20世纪初，随着化学和物理学的发展，科学家们开始系统地研究腐蚀现象，提出了电化学腐蚀理论。

- 现代技术阶段：20世纪中叶，随着电子技术、材料科学和电化学技术的进步，腐蚀学科得到了快速发展，出现了许多新的腐蚀防护技术和方法。

- 当代综合管理阶段：21世纪初，腐蚀学科进入了综合管理阶段，强调腐蚀控制的系统性和科学性，发展了腐蚀监测、风险评估和管理信息系统。

1.3 腐蚀的定义腐蚀是材料在环境介质的化学、电化学或物理作用下，其表面或内部发生变质，从而导致材料性能下降、结构破坏的过程。

这个过程通常伴随着能量的变化。

1.4 腐蚀的分类腐蚀可以根据不同的标准进行分类：- 按照腐蚀机理分类：化学腐蚀、电化学腐蚀、物理腐蚀。

- 按照腐蚀环境分类：大气腐蚀、水腐蚀、土壤腐蚀、高温腐蚀等。

- 按照腐蚀形态分类：均匀腐蚀、局部腐蚀（如点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀等）、应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳等。

1.5 腐蚀速度表示方法腐蚀速度是衡量材料腐蚀程度的重要参数，常用的表示方法有：- 质量损失法：通过测量材料在一定时间内的质量损失来计算腐蚀速度，单位通常是毫克/平方厘米·小时（mg/cm²·h）。

《材料腐蚀与防护》习题与思考题

《材料腐蚀与防护》习题与思考题第一章绪论1．何谓腐蚀？为何提出几种不同的腐蚀定义？2．表示均匀腐蚀速度的方法有哪些？它们之间有何联系？3．镁在海水中的腐蚀速度为 1.45g/m2.d, 问每年腐蚀多厚？若铅以这个速度腐蚀，其ϖ深(mm/a)多大？4．已知铁在介质中的腐蚀电流密度为0.1mA/cm2，求其腐蚀速度ϖ失和ϖ深。

问铁在此介质中是否耐蚀？第二章电化学腐蚀热力学1．如何根据热力学数据判断金属腐蚀的倾向？如何使用电极电势判断金属腐蚀的倾向？2．何谓电势-pH图？举例说明它在腐蚀研究中的用途及其局限性。

3．何谓腐蚀电池？有哪些类型？举例说明可能引起的腐蚀种类。

4．金属化学腐蚀与电化学腐蚀的基本区别是什么？5．a)计算Zn在0.3mol/LZnSO4溶液中的电解电势（相对于SHE）。

b) 将你的答案换成相对于SCE的电势值。

6．当银浸在pH=9的充空气的KCN溶液中，CN-的活度为1.0和Ag(CN)2-的活度为0.001时，银是否会发生析氢腐蚀？7．Zn浸在CuCl2溶液中将发生什么反应？当Zn2+/Cu2+的活度比是多少时此反应将停止？第三章电化学腐蚀反应动力学1．从腐蚀电池出发，分析影响电化学腐蚀速度的主要因素。

2．在活化极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么？3．浓差极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么？4．混合电位理论的基本假说是什么？它在哪方面补充、取代或发展了经典微电池腐蚀理论？5．何谓腐蚀极化图？举例说明其应用。

6．试用腐蚀极化图说明电化学腐蚀的几种控制因素以及控制程度的计算方法。

7．何谓腐蚀电势？试用混合电位理论说明氧化剂对腐蚀电位和腐蚀速度的影响。

8．铁电极在pH=4.0的电解液中以0.001A/cm2的电流密度阴极化到电势-0.916V（相对1mol/L甘汞电极）时的氢过电势是多少？9．Cu2+离子从0.2mol/LCuSO4溶液中沉积到Cu电极上的电势为-0.180V（相对1mol/L甘汞电极），计算该电极的极化值。

材料腐蚀与防护课件：材料的腐蚀与防护

■ 原油中的硫有元素硫、硫化氢、硫醇、硫醚、二硫化物、噻吩类化合物以及相对分子质量大、结构复杂的含硫化合物。元素硫、硫化氢和低分子硫醇等能直接与金属作用而引起设备的腐蚀。
■ （3）环烷酸
■ 环烷酸RcooH(R为环烷基)是石油中一些有机酸的总称。
■ 温度<220 ℃时，对金属无腐蚀性。 ■ 230~280 ℃腐蚀最大。 ■ 350 ℃，环烷酸汽化速率加剧，腐蚀加剧。 ■ 400℃以上，全部汽化，不产生腐蚀。
■ (4)氮化物
■ 石油中所含氮化合物主要为吡啶，吡咯及其衍生物。原油中这些氮化物在常压装置很少分解。但是在深度加工如催化裂化及焦化等装置中，由于温度高，或者催化剂的作用，则分解生成了可挥发的氨和氰化物。
■ （5）氢腐蚀
■ 氢渗透入钢材导致氢鼓泡、氢脆、脱碳等。
■ 2、炼油设备的腐蚀控制 ■ （1）工艺防腐技术 ■ （2）选用耐蚀材料 ■ （3）防腐涂镀层 ■ （4）阴极保护 ■ （5）加强管理和检修
■ 1、腐蚀环境腐蚀物质：腐蚀介质包含大气、钻井液和地层产出。特点：气、水、烃和固共存的多相流腐蚀介质；高温高压环境； H2S、CO2、O2、Cl－和水分是主要腐蚀物质。
■ （1）氧气
■ 氧的腐蚀性受氧浓度、温度、pH值等因素的制约。单一的氧腐蚀是均匀腐蚀，大气中的钻井设备腐蚀就是氧腐蚀的典型代表。氧在水中的溶解度随溶液温度的升高和矿化度的增加而下降，因而，饱和盐水钻井液中含溶解氧量少，其腐蚀性弱。
■ （2）内壁防腐 (a)涂料 (b)缓蚀剂
■ （3）正确选材，合理设计 ■ （4）加强科学管理、施工和维护
8.2 酸性气田中的腐蚀
■ 1、腐蚀环境 ■ 腐蚀的对象：油管、套管、井下工具。 ■ 腐蚀性物质：CO2、H2S和采出水、微生物。 ■ 腐蚀类型：

材料腐蚀与防护第八讲-土壤腐蚀

土壤腐蚀的影响和危害
农田损失
水资源污染
生态系统破坏
土壤腐蚀导致农田肥力下降，
腐蚀土壤中的有害物质会被
土壤腐蚀破坏植被覆盖，影
农作物减产。
带入水体，污染地下水和河
响生态平衡和生物多样性。
流。
土壤腐蚀的分类和类型
按照形态类型：
风蚀, 水蚀, 流蚀
按照地理类型：
河流腐蚀, 滑坡腐蚀, 冰川腐蚀
按照发生季节：
冬季腐蚀, 夏季腐蚀
土壤腐蚀的防治方法
1
植被保护
增加植被覆盖可以固土护坡，减缓土壤腐蚀。
2
石墙建设
建立石墙可以阻挡水流，减少土壤流失。
3
土地利用规划
合理规划土地利用，减少土壤腐蚀的风险。
土壤腐蚀的案例分析
农田腐蚀
河岸腐蚀
海岸腐蚀
不当的耕种方法导致农田土壤
河水冲刷河岸，导致土地退化
海浪侵蚀海岸线，威胁沿海地
腐蚀，造成大面积损失。
和乡村建设破坏。
区的城市和社区。
总结和展望
土壤腐蚀是严重的环境问题，对农业、水资源和生态系统造成巨大影响。未来需要加强科学研究和综合
治理，以保护我们的土壤资源。
材料腐蚀与防护第八讲土壤腐蚀
土壤腐蚀是指土壤表面经过风化、侵蚀、疏松等过程导致的土壤质量下降和
植被破坏的现象。
土壤腐蚀的原因和机制
1
水力因素
2
风力因素
3
植被状况
水的流动和沉积会加速风力会扬 Nhomakorabea土壤颗粒，
缺乏植被覆盖会导致土
土壤腐蚀，特别是在陡
加速土壤腐蚀的发生。
壤暴露，加剧土壤腐蚀。
坡地区。

《材料腐蚀与防护》习题与思考题

《材料腐蚀与防护》习题与思考题第一章绪论1．何谓腐蚀？为何提出几种不同的腐蚀定义？2．表示均匀腐蚀速度的方法有哪些？它们之间有何联系？3．镁在海水中的腐蚀速度为 1.45g/m2.d, 问每年腐蚀多厚？若铅以这个速度腐蚀，其ϖ深(mm/a)多大？4．已知铁在介质中的腐蚀电流密度为0.1mA/cm2，求其腐蚀速度ϖ失和ϖ深。

问铁在此介质中是否耐蚀？第二章电化学腐蚀热力学1．如何根据热力学数据判断金属腐蚀的倾向？如何使用电极电势判断金属腐蚀的倾向？2．何谓电势-pH图？举例说明它在腐蚀研究中的用途及其局限性。

3．何谓腐蚀电池？有哪些类型？举例说明可能引起的腐蚀种类。

4．金属化学腐蚀与电化学腐蚀的基本区别是什么？5．a)计算Zn在0.3mol/LZnSO4溶液中的电解电势（相对于SHE）。

b) 将你的答案换成相对于SCE的电势值。

6．当银浸在pH=9的充空气的KCN溶液中，CN-的活度为1.0和Ag(CN)2-的活度为0.001时，银是否会发生析氢腐蚀？7．Zn浸在CuCl2溶液中将发生什么反应？当Zn2+/Cu2+的活度比是多少时此反应将停止？第三章电化学腐蚀反应动力学1．从腐蚀电池出发，分析影响电化学腐蚀速度的主要因素。

2．在活化极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么？3．浓差极化控制下决定腐蚀速度的主要因素是什么？4．混合电位理论的基本假说是什么？它在哪方面补充、取代或发展了经典微电池腐蚀理论？5．何谓腐蚀极化图？举例说明其应用。

6．试用腐蚀极化图说明电化学腐蚀的几种控制因素以及控制程度的计算方法。

7．何谓腐蚀电势？试用混合电位理论说明氧化剂对腐蚀电位和腐蚀速度的影响。

8．铁电极在pH=4.0的电解液中以0.001A/cm2的电流密度阴极化到电势-0.916V（相对1mol/L甘汞电极）时的氢过电势是多少？9．Cu2+离子从0.2mol/LCuSO4溶液中沉积到Cu电极上的电势为-0.180V（相对1mol/L甘汞电极），计算该电极的极化值。