第一章埋地金属管道腐蚀原因分析.docx

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1、第一章埋地金属管道腐蚀原因分析压力管道GB1、GA1城镇燃气甲级、石油天然气行业乙级埋地金属管道,不论是金属内部结构有差异还是外部环境条件有区别,都会造成金属管道上的各点电位不同,而电位的差异就是电流流动的驱动力,也是腐蚀的源泉。由于自然界中,环境条件差别比比皆是,也就造成了腐蚀无处不在,以至于我们对其发生也习以为常,熟视无睹。1.1.1 金属杂质引起的腐蚀如果钢铁表面存在杂屑,与周围的金属相比,杂屑电位较正,为阴极;周围的金属电位较负,为阳极。阳极失去电子而发生腐蚀,通常会发生点蚀,如图1-1-4所示。图1-1-4金属杂质引起的腐蚀1.1.2 异种金属腐蚀如果不同的金属处于同一电解质并且电气

2、连接,较活泼的金属电位偏负,发生腐蚀;电位较正的金属为阴极,得到保护。如钢制水管道上的铜阀门,钢管被腐蚀而铜阀门得到保护。管道不锈钢管箍用低碳钢螺栓固定,螺栓先腐蚀。1.1.3 氧浓差引起的腐蚀在通气条件差(含氧量低)的环境下,钢结构对地电位较负,为阳极;而在氧气供应充分的位置,钢铁的电位较正,为阴极。如公路穿越处,由于沥青路面阻碍了氧气的供应,公路正下方氧气含量低,管地电位负,为阳极,发生腐蚀;而路两侧管道通气条件好,管地电位较正,为阴极,得到保护,如图1-1-5所示。路边注人出气路边渗人气气涉青路面图”5铳浓差腐蚀1.1.4 含水量不同引起的腐蚀处于含水量大的土壤中,含氧量小,金属为阳极,

3、易发生腐蚀,当管道经过沼泽进入沙漠地带时,该现象尤为突出,如图1-1-6所示。图”1-6含水属不同引起的腐蚀1.1.5 土填密实度引起的腐蚀储罐或管道处于土壤不均匀的环境时,引起腐蚀,土壤密实处为阳极,如图1-1-7所示。下*土壤1-1-7土壤密实度引起的腐蚀1.1.6 混凝土界面上的腐蚀管道进站、出站或在穿跨越,一般要安装混凝土固定墩,以防止管道在内应力作用下发生纵向或横向位移。由于混凝土呈碱性,混凝土包裹部分管道电位高,为阴极;而未包裹部分管道电位低,为阳极,发生腐蚀,如图1-1-8所示。1.1.7 硫酸盐还原菌腐蚀当通气条件差时(如在黏土中或潮湿环境下),硫酸盐还原菌可能会活跃,发生如下

4、反应:SO42-+8H+=H2S+2H2O+2OH由于氢原子不断被消耗,需要更多的电子来产生氢原子,因此,腐蚀加剧。腐蚀特点是金属表面光亮并伴有臭鸡蛋味,如图1-1-9所示。1.1.8 新旧管道的腐蚀在旧管道中换掉一段管,新换的管道电位偏负,易发生腐蚀,要比预期寿命短,如图1-1-10所(1)低碳钢(旧管道)电位:-0.50-0.20V(CSE)(2)低碳钢(新管道)电位:0.80-0.50V(CSE)o图ITTO新旧管道腐饨1.1.9 土壤性质不同引起的腐蚀管道经过不同性质的土壤时,将形成腐蚀电池,含盐量高的管段电位偏负,为阳极,发生腐蚀;含盐量低的管段电位偏正,为阴极,如图I-I-Il所示

5、。土J含处量低图I-I-II土壤性质不同引起的腐蚀1.1 JO杂散电流造成的腐蚀杂散电流是沿规定路径之外流动的电流,它在土壤中流动,且与被保护管道系统无关。该电流从管道的某一部位进入管道,沿管道流动一段距离后,又从管道流入土壤,在电流流出的部位,管道发生腐蚀,称该腐蚀为杂散电流腐蚀。1.1.11土壤酸碱度不同造成的腐蚀酸度和碱度(PH值):当介质中的H+含量大于OH-含量,则为酸性的。当介质中OH-含量大于H+含量,则为碱性的。PH值中性点为7。酸性溶液的PH值低于7,而碱性溶液的PH值高于7。对于很多金属,pH值低于4时,腐蚀速率显著增加。PH值为48时,腐蚀速率与PH值无关。PH值高8,环境变得有钝化性能,因此腐蚀速率下降。铝、铅、锌的腐蚀速率在PH值高于8时,趋向于增加。这是由于这些金属表面的保护性氧化膜在很强的酸和碱中发生溶解,金属发生腐蚀。在低和高的PH值的情况下,都发生腐蚀的金属被称为两性金属。PH值对于评价土壤的腐蚀性没有太大意义,但当怀疑有酸性污染时,应当对其进行测量。采用一般的PH值试纸就可以满足精度要求,如图1-1-12所示。2拿空141312IlIO9876543电解质PH值图I-I-12溶液PH值与腐蚀速率的关系

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