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材料腐蚀与防护八土壤腐蚀.ppt

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材料腐蚀与防护八土壤腐蚀.ppt

土壤腐蚀的定义和特点 定义 埋在土壤中的金属及其构件的腐蚀。 特点 不易发现,维修困难, 导致爆炸、火灾、环境污染,第1页/共17页,低碳钢材料在中国不同地区土壤的腐蚀数据,第2页/共17页,土壤电解质的特性,多相性 土壤由土粒、水、空气组成,土粒中又包含着多种无机矿物质以及有机物质; 多孔性 在土壤的颗粒间形成大量毛细管微孔或孔隙,孔隙中充满了空气和水; 不均匀性 土粒、气孔、水分、结构紧密程度差异,不同性质的土壤交替更换等; 相对固定性土壤的固体部分不动,气相和液相有限运动。,第3页/共17页,土壤腐蚀的电极过程,阳极过程 在潮湿土壤中的阳极过程类似于在溶液中阳极过程腐蚀; 在干燥且透气性良好的土壤中,阳极过程接近于大气腐蚀的阳极过程。,第4页/共17页,土壤腐蚀的电极过程,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。,第5页/共17页,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,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,第6页/共17页,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,第7页/共17页,,,管道在不同结构的土壤中形成的氧浓差电池,第8页/共17页,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,该处的金属为阴极 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,第9页/共17页,,,1 旧管道(阴极),2 新管道(阳极),第10页/共17页,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。,第11页/共17页,土壤的电阻率与腐蚀性的关系,第12页/共17页,土壤腐蚀的影响因素,杂散电流 由原定的正常电路漏失而流入它处的电流,主要来源是应用直流电大功率电气装置,如电气化铁道、电解及电镀槽、电焊机电化学保护装置等。,第13页/共17页,杂散电流腐蚀(Stray Current Corrosion) 当杂散电流流过埋在土壤中的管道、电缆等,进入大地处的阳极端出现的腐蚀。,交流电也会引起杂散电流腐蚀,但破坏要弱得多。频率为60Hz交流电的作用约为直流电的1%。,I 路轨(阳极)土壤管线(阴极); II 管线(阳极)土壤路轨(阴极)。,第14页/共17页,微生物的影响 在缺氧的土壤条件下,有利于某些微生物的生长。细菌生命活动间接地对金属腐蚀的电化学过程产生影响。,第15页/共17页,土壤腐蚀性的估计 确定土壤的腐蚀性 电阻率法 测定极化特征的极化曲线法 测定土壤腐蚀速度的极化阻力法 氧化还原电位法,第16页/共17页,防止土壤腐蚀的措施,覆盖层保护 焦油沥青、环氧煤沥青质 、聚乙烯塑料胶带防腐层及泡沫塑料防腐层 阴极保护 覆盖层和阴极保护法结合 改变土壤环境 石灰石碎块 、加强排水以降低水位,第17页/共17页,

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