管道是工業(yè)生產(chǎn)與民用設(shè)施的重要組成部分，也是管道運輸中的主要設(shè)施。隨著我國石化工業(yè)的迅速發(fā)展及城市公用設(shè)施建設(shè)速度的提高，管道建設(shè)也在飛速發(fā)展。管道埋設(shè)在地下，土壤的腐蝕與防護(hù)問題一直是關(guān)系到管道可靠性及使用壽命的關(guān)鍵因素。
當(dāng)金屬和周圍介質(zhì)接觸時，由于發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)作用而引起的破壞叫做金屬的腐蝕。金屬材料受到周圍土壤介質(zhì)的化學(xué)，電化學(xué)作用而產(chǎn)生的破壞，稱為金屬的土壤腐蝕。埋地金屬管道的腐蝕發(fā)生在含水的環(huán)境下，在性質(zhì)上屬電化學(xué)過程。隨由于著環(huán)境及土壤性質(zhì)的改變，金屬管道的土壤腐蝕越來越嚴(yán)重。
管道腐蝕的危害性
管道的腐蝕會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失隨著油氣田的不斷開發(fā)生產(chǎn)，國家對管道運輸和儲存的投入也不斷加大，從而地下的管道網(wǎng)絡(luò)不斷擴(kuò)大。
由于土壤具有多相性和不均勻性,并且具有很多微孔可以滲透水及氣體,因此不同土壤具有不同的腐蝕性,又由于土壤具有相對的穩(wěn)定性,使得土壤腐蝕和其他電化學(xué)腐蝕過程不同。在土壤中,氧的傳遞通過土壤孔隙輸送,其傳送速取決于土壤的結(jié)構(gòu)和濕度,在不同的土壤中氧的滲透率會有很大差別。在土壤中除具有可能生成的多相組織不均一性有關(guān)的腐蝕微電池外,還會因土壤介質(zhì)的宏觀差別而造成宏腐蝕電池。宏腐蝕電池的種類有：長距離輸油管道穿越不同土壤形成的宏腐蝕電池。管體不同材料差異埋在土壤中產(chǎn)生的宏腐蝕電池。
由于管道埋深不同,上、下部土壤的密實性,含氧等差別造成管道上下部電極電位不同形成宏腐蝕電池。
(1)土壤性質(zhì)。土壤的孔隙度、含水量、電阻率、pH值以及含鹽量等對土壤的腐蝕性有極大影響。
(a)孔隙度的影響。土壤的孔隙有利于氧氣的滲入和水分保存,孔隙度越大管道腐蝕越嚴(yán)重。
(b)土壤中含水量的影響。隨著含水量增加腐蝕速率增加,當(dāng)含水量超過一定值以后,由于水量增加氧的擴(kuò)散滲透受到阻礙,土壤中的可溶性鹽已全部溶解,即盡管含水量增加,但不再有新的鹽分溶解,從而使腐蝕速率減小。當(dāng)土壤中含水在10%以下時,由于水分的短缺,土壤電阻加大,腐蝕速率急速降低。
(c)電阻率的影響。土壤電阻率與土壤的含水量、含鹽量、孔隙度等很多因素有關(guān),土壤電阻率越小腐蝕速率越高。
(d)pH值的影響。我國大部分土壤屬中性,pH值在6～8之間,隨著pH值的降低腐蝕速率增加。
(e)含鹽量的影響。一般土壤中的含鹽量為0.10088%～0.115%,土壤中含鹽量越大電導(dǎo)率也越大,從而提高土壤的腐蝕性。當(dāng)土壤中含CaCO3時,其腐蝕速率隨CaCO3含量的增加而降低。
(2)雜散電流的影響。電車、電氣化鐵路、以接地為回路的輸配電系統(tǒng)、電解裝置等,在其規(guī)定的電路中流動的電流,其中一部分自回路中流出,流入大地、水等環(huán)境中,形成了雜散電流。當(dāng)環(huán)境中存在埋地管線或金屬構(gòu)筑物時,雜散電流的一部分又可能流入、流出埋地管線或金屬構(gòu)筑物,產(chǎn)生干擾腐蝕。根據(jù)腐蝕干擾源的不同,可分為直流干擾和交流干擾。雜散電流腐蝕程度,要比一般的土壤腐蝕劇烈得多。
(3)土壤中的微生物的影響。硫酸鹽還原菌生存在土壤中是一種厭氧菌,它參加電極反應(yīng),將可溶的硫酸鹽轉(zhuǎn)化為硫化氫,加速了腐蝕作用。
(4)溫度的影響。溫度對腐蝕速度有很大影響,一般來講,溫度每升高
20℃,腐蝕速度加快一倍。
金屬管道在土壤腐蝕中的防護(hù)措施
改善金屬的本質(zhì)
(1)根據(jù)不同的用途選擇不同的材料組成耐蝕合金，或在金屬中添加合金元素，提高其耐蝕性，可以防止或減緩金屬的腐蝕。例如，在鋼中加入鎳制成不銹鋼可以增強(qiáng)防腐蝕能力。
(2)形成保護(hù)層
在金屬表面覆蓋各種保護(hù)層，把被保護(hù)金屬與腐蝕性介質(zhì)隔開，是防止金屬腐蝕的有效方法。工業(yè)上普遍使用的保護(hù)層有非金屬保護(hù)層和金屬保護(hù)層兩大類。它們是用化學(xué)方法，物理方法和電化學(xué)方法實現(xiàn)的。
(3)改善腐蝕環(huán)境
改善環(huán)境對減少和防止腐蝕有重要意義。例如，減少腐蝕介質(zhì)的濃度，除去介質(zhì)中的氧，控制環(huán)境溫度、濕度等都可以減少和防止金屬腐蝕。也可以采用在腐蝕介質(zhì)中添加能降低腐蝕速率的物質(zhì)（稱緩蝕劑）來減少和防止金屬腐蝕。
(4)電化學(xué)保護(hù)法電化學(xué)保護(hù)法是根據(jù)電化學(xué)原理在金屬設(shè)備上采取措施，使之成為腐蝕電池中的陰極，從而防止或減輕金屬腐蝕的方法。 |
