论述土壤腐蚀的防护措施

论述土壤腐蚀的防护措施

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1.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 measures

1.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。在含氧量不同的土壤中，很容易形成氧浓度电池而引起腐蚀。

2.4 盐分

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分，含盐量越高，电阻率越低，腐蚀性就越强。

2.5 含水量

水分使土壤成为电解质，是造成电化学腐蚀的先决条件。PH值：即土壤的酸碱性强弱指标。它是土壤中含盐分的综合反映。金属材料在酸性较强的土壤中腐蚀最强。中性、碱性土壤中腐蚀较小。

2.6 微生物

在缺氧的土壤中，如密实、潮湿的粘土处，这种条件下很有利于微生物的生长，这些微生物很有可能引起土壤物理化学性质的不均匀性，从而造成氧浓差电池腐蚀，这会促进金属材料的腐蚀过程，还能降低非金属材料的稳定性能。

2.7 电阻率

电阻率是土壤腐蚀的综合性因素。土壤的含水量、含盐量、土质、温度等都会影响土壤的电阻率。土壤含水率未饱和时，土壤电阻率随含水量的增加而减小，当达到饱和时，由于土壤孙隙中的空气被水所填满，含水量增加时，电阻率也增大盐量：土壤中一般含有硫酸盐、硝酸盐和氯化钠等无机盐类。土壤中的含盐量大，土壤的电导率增高，腐蚀性也增强。

2.8温度

土壤温度通过影响土壤的物理化学性质本来影响土壤的腐蚀性。它可以影响土壤的含水量、电阻率、微生物等。温度低、电阻率增大；温度高，电阻率降低。且温度的升高使微生物活跃起来，从而增大对金属材料的腐蚀。

3.土壤中金属腐蚀的主要类型

3.1微电池和宏观电池引起的土壤腐蚀

微电池腐蚀，是指由相距仅为几毫米甚至几微米的阳极和阴极所组成的微电池作用所引起的管道腐蚀。其外形特征十分均匀，故又称均匀腐蚀。由于微阳极与微阴极相距非常近，故微电池腐蚀的速度不依赖于土壤电阻率，仅决定于微阳极和微阴极的电极过程。微电池腐蚀对埋地钢管的危害性较小。对于短小的金属构件来说，可以认为周围土壤结构、水分、盐分、氧量等是均匀的，这时发生和金属组织部均匀性有关的微电池腐蚀。

宏观腐蚀电池，是指在土壤腐蚀的情况下，由于土壤的透气性不同，使氧的渗透速度不同，从而使金属各个部位的电位发生变化，这种因土壤的介质的不均匀性引起的土壤腐蚀称为宏观腐蚀电池。对于长的金属构件和管道，因各部分氧渗透率不同、粘土和沙土等结构不同、埋设深度不同，引起氧浓差电池和盐分浓差电池。这类是属宏观电池造成的局部腐蚀。

3.2杂散电流引起的土壤腐蚀

杂散电流是指由原定的正常电路漏失而流入他处的电流。地下埋设的金属构筑物、管道、贮槽、电缆等都容易因这种杂散电流引起腐蚀。如图1—1所示，为土壤中因杂散电流而引起1的管道腐蚀示意图。正常情况下电流自电源的正极经架空线电力机车再沿铁轨回到电源的负极。但当轨道与土壤间绝缘不良时，就会把一部分电流从路轨漏到地下，进入地下管道某处，然后再从管道的另一处流出，回到路轨。电流离开管线进入大地处成为腐蚀电池的阳极区，该金属就遭到腐蚀破坏。腐蚀破坏程度与杂散电流的电流强度成正比，电流强度越大，腐蚀就愈严重。

图1-1 土壤中杂散电流腐蚀示意图

4.防止土壤腐蚀的措施

4.1 正确选用金属材料和加工工艺

在设计和制造产品或构件时，首先应选择具备良好机械性能和对环境介质具有耐蚀性的材料，这是防止金属腐蚀失效的积极措施。材料选择不当常常是造成金属腐蚀破坏的根本原因。因此我们必须掌握各类金属的及合金在各种环境下的耐蚀性能。

4.2 改变土壤环境成分，降低腐蚀性

处理土壤，减少其侵蚀性，如用石灰处理酸性土壤，或在地下构件周围填充石灰石碎块，移入侵蚀性小的土壤，加强排水，以改善土壤环境，降低腐蚀性。

4.3 覆盖层保护

采用石油沥青和煤焦油沥青的覆盖层或使用性能较好的图层，如环氧煤沥青图层、环氧粉末图层、泡沫塑料防护层可以较好的将管道缠绕加固绝缘起来，涂在金属表面的覆盖层可以有效的隔绝氧气，可以减少或防止细菌生物造成的缝隙腐蚀。

4.4电化学防护

对于土壤来说，可以用附加阴极保护措施。阴极保护是基于电化学腐蚀原理的一种防腐蚀手段。通过施加外加的电动势把电极的腐蚀电位移向氧化性较低的电位而使腐蚀速率降低。阴极保护是一种控制钢质储罐和管道腐蚀的有效方法，它有效弥补了涂层缺陷而引起的腐蚀，能大大延长储罐和管道的使用寿命。

5.结语

在土壤环境中，金属材料因腐蚀而造成破坏，给国民经济带来了重大损失。因此研究土壤腐蚀的影响因素、土壤腐蚀的类型及规律对延缓金属腐蚀具有重要意义。希望通过已知土壤的理化环境因素，对土壤腐蚀做出评估，最终通过多种方法掌握防护金属腐蚀的有效措施及利用综合手段尽力缩小因土壤腐蚀而造成对金属材料的影响。

参考文献

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