土壤腐蚀与防护
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土壤腐蚀与防护
——课程PPT
主讲人： 指导老师：
土壤腐蚀与防护
主讲人： 指导老师：
第一讲、土壤腐蚀的定义
目 录
第二讲、土壤腐蚀的基本原理 第三讲、土壤腐蚀的防护
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
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
土壤腐蚀的基本原理
2.2 土壤腐蚀的有关反应 阴极过程：
最常见的土壤腐蚀：
酸性强发生析氢腐蚀： 硫酸还氧菌的参与：
金属离子还原：
阳极过程：
土壤腐蚀的基本原理
2.3 土壤腐蚀的影响因素
孔隙度 较大的孔隙度有利于氧渗透和水分保存， 而它们都是腐蚀初始发生的促进因素。 含水量 土壤中含水量对腐蚀的影响很大。
土壤腐蚀的定义
1.3 土壤腐蚀的危害
1.3.2 对于原油管道的腐蚀 原油泄漏
对于土壤的破坏
土壤腐蚀的定义
1.3 土壤腐蚀的危害
石 油 对 于 水 资 源 的 破 坏
土壤腐蚀的基本原理
2.1 土壤的基本性质 土壤的组成 土壤中的水分
土壤中的氧 土壤的酸碱性 土壤中的微生物
土壤腐蚀的基本原理
2.1.1 土壤的组成
电阻率
土壤电阻率越小，土壤腐蚀也越严重。
酸度
土壤酸度增高，土壤腐蚀性增加 土壤中含盐量大，土壤的电导率也增加，
含盐量
因而增加了土壤的腐蚀性。
土壤腐蚀的基本原理
2.4 土壤腐蚀的类型
2.4.1 充气不均匀引起的腐蚀
当金属管道通过结构不
同和潮湿程度不同的土
壤时.由于充气不均匀形 成氧浓差电池的腐蚀
土壤腐蚀的基本原理
3、电化学保护。
土壤腐蚀与防护
主讲人： 指导老师：
Thanks for your listening
——Mr Black制作
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。
土壤腐蚀的基本原理
Hale Waihona Puke Baidu
2.1.3 土壤中的氧
土壤中的氧气，部分存
在于土壤中的孔隙与毛 细管中，部分溶解在水 里。土壤中的含氧量与 土壤的湿度和结构有密
切关系
土壤腐蚀的基本原理
2.1.4 土壤中的酸碱度
以球状的方式向四面八方扩散，干燥的天然气在扩散时带
走了土壤中的水分，使土壤含水量急剧下降；天然气中甲 烷约占82%，而甲烷被土壤中的某些细菌氧化会变成二氧 化碳和水，使得树土壤通气条件恶化从而板结。
告诉你，就是这个效果
土壤腐蚀的定义
1.3 土壤腐蚀的危害
1.3.2 对于原油管道的腐蚀——原油泄漏
1、破坏土壤
2.4.2 杂散电流的防护
3、避开杂散电流干扰源
由电化学腐蚀原理可知，电化学腐蚀主要发生在阳极区域，阴
极保护法就是根据该原理，采用电化学方法使被保护的金属物 处于阴极电位 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。
土壤腐蚀的基本原理
2.4.2 杂散电流引起的腐蚀
土壤腐蚀的基本原理
2.4.2 杂散电流的防护
1、避开杂散电流干扰源
管道布线时，选择合理的走向，避开杂散电流干扰源，是减少
杂散电流腐蚀的最有效措施 2、增大接地电阻 增大管地间电阻或增大阴阳极的有效边界电阻是减小杂散电流
的有效方法之一
土壤腐蚀的基本原理
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
管道接口在土壤中的腐蚀
氧的流动有很大的影响。
土壤腐蚀的定义
1.3 土壤腐蚀的危害
1.3.1对于天然气管道的腐蚀
天然气管道泄漏会产生土壤硬化效果 原理： 放出的含硫化合物使土壤酸化,管道泄漏后，天然气
2.4 土壤腐蚀的类型
2.4.2 杂散电流引起的腐蚀
杂散电流是在土壤介质
中的导电体因绝缘不良
而漏失出来的电流，或 者说是正常电路以外流 人的一种大小、方向都 不固定的电流
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。
大多数土壤是中性的，
其pH值在6.0—7.5。有 的土壤是碱性的，如碱 性的砂质黏土和盐碱土， pH值在7.5—9.5。也有
一些土壤是酸性的，如
腐殖土和沼泽土，pH值 在3—6。
土壤腐蚀的基本原理
2.1.5 土壤中的微生物
微生物对金属的土壤腐
蚀也有很大的影响。其 中最重要的是厌氧的硫 酸盐还原菌、硫杆菌和 好氧的铁杆菌
2、污染水体 3、污染空气
土壤腐蚀的定义
1.3 土壤腐蚀的危害
1.3.2 对于原油管道的腐蚀——原油泄漏
石油物质进入土壤后，会引起土壤理化特性的变化，主要有：
一、堵塞土壤的孔隙结构，破坏土壤的结构，使之盐碱化、
沥青化、板结化，使土壤的透水性降低；
二、石油物质富含反应基能够与土壤中的无机氮、磷结合 并限制硝化作用和脱磷酸作用，从而使土壤的有效磷、氮 含量减少，导致土壤有机质的碳氮比和碳磷比的变化。
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目 录
第二讲、土壤腐蚀的基本原理 第三讲、土壤腐蚀的防护
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
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
土壤腐蚀的基本原理
2.2 土壤腐蚀的有关反应 阴极过程：
最常见的土壤腐蚀：
酸性强发生析氢腐蚀： 硫酸还氧菌的参与：
金属离子还原：
阳极过程：
土壤腐蚀的基本原理
2.3 土壤腐蚀的影响因素
孔隙度 较大的孔隙度有利于氧渗透和水分保存， 而它们都是腐蚀初始发生的促进因素。 含水量 土壤中含水量对腐蚀的影响很大。
土壤腐蚀的定义
1.3 土壤腐蚀的危害
1.3.2 对于原油管道的腐蚀 原油泄漏
对于土壤的破坏
土壤腐蚀的定义
1.3 土壤腐蚀的危害
石 油 对 于 水 资 源 的 破 坏
土壤腐蚀的基本原理
2.1 土壤的基本性质 土壤的组成 土壤中的水分
土壤中的氧 土壤的酸碱性 土壤中的微生物
土壤腐蚀的基本原理
2.1.1 土壤的组成
电阻率
土壤电阻率越小，土壤腐蚀也越严重。
酸度
土壤酸度增高，土壤腐蚀性增加 土壤中含盐量大，土壤的电导率也增加，
含盐量
因而增加了土壤的腐蚀性。
土壤腐蚀的基本原理
2.4 土壤腐蚀的类型
2.4.1 充气不均匀引起的腐蚀
当金属管道通过结构不
同和潮湿程度不同的土
壤时.由于充气不均匀形 成氧浓差电池的腐蚀
土壤腐蚀的基本原理
3、电化学保护。
土壤腐蚀与防护
主讲人： 指导老师：
Thanks for your listening
——Mr Black制作
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。
土壤腐蚀的基本原理
Hale Waihona Puke Baidu
2.1.3 土壤中的氧
土壤中的氧气，部分存
在于土壤中的孔隙与毛 细管中，部分溶解在水 里。土壤中的含氧量与 土壤的湿度和结构有密
切关系
土壤腐蚀的基本原理
2.1.4 土壤中的酸碱度
以球状的方式向四面八方扩散，干燥的天然气在扩散时带
走了土壤中的水分，使土壤含水量急剧下降；天然气中甲 烷约占82%，而甲烷被土壤中的某些细菌氧化会变成二氧 化碳和水，使得树土壤通气条件恶化从而板结。
告诉你，就是这个效果
土壤腐蚀的定义
1.3 土壤腐蚀的危害
1.3.2 对于原油管道的腐蚀——原油泄漏
1、破坏土壤
2.4.2 杂散电流的防护
3、避开杂散电流干扰源
由电化学腐蚀原理可知，电化学腐蚀主要发生在阳极区域，阴
极保护法就是根据该原理，采用电化学方法使被保护的金属物 处于阴极电位 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。
土壤腐蚀的基本原理
2.4.2 杂散电流引起的腐蚀
土壤腐蚀的基本原理
2.4.2 杂散电流的防护
1、避开杂散电流干扰源
管道布线时，选择合理的走向，避开杂散电流干扰源，是减少
杂散电流腐蚀的最有效措施 2、增大接地电阻 增大管地间电阻或增大阴阳极的有效边界电阻是减小杂散电流
的有效方法之一
土壤腐蚀的基本原理
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
管道接口在土壤中的腐蚀
氧的流动有很大的影响。
土壤腐蚀的定义
1.3 土壤腐蚀的危害
1.3.1对于天然气管道的腐蚀
天然气管道泄漏会产生土壤硬化效果 原理： 放出的含硫化合物使土壤酸化,管道泄漏后，天然气
2.4 土壤腐蚀的类型
2.4.2 杂散电流引起的腐蚀
杂散电流是在土壤介质
中的导电体因绝缘不良
而漏失出来的电流，或 者说是正常电路以外流 人的一种大小、方向都 不固定的电流
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。
大多数土壤是中性的，
其pH值在6.0—7.5。有 的土壤是碱性的，如碱 性的砂质黏土和盐碱土， pH值在7.5—9.5。也有
一些土壤是酸性的，如
腐殖土和沼泽土，pH值 在3—6。
土壤腐蚀的基本原理
2.1.5 土壤中的微生物
微生物对金属的土壤腐
蚀也有很大的影响。其 中最重要的是厌氧的硫 酸盐还原菌、硫杆菌和 好氧的铁杆菌
2、污染水体 3、污染空气
土壤腐蚀的定义
1.3 土壤腐蚀的危害
1.3.2 对于原油管道的腐蚀——原油泄漏
石油物质进入土壤后，会引起土壤理化特性的变化，主要有：
一、堵塞土壤的孔隙结构，破坏土壤的结构，使之盐碱化、
沥青化、板结化，使土壤的透水性降低；
二、石油物质富含反应基能够与土壤中的无机氮、磷结合 并限制硝化作用和脱磷酸作用，从而使土壤的有效磷、氮 含量减少，导致土壤有机质的碳氮比和碳磷比的变化。