閱讀材料：埋地金屬管道腐蝕機(jī)理及防腐措施

1、PAGE6埋地金屬管道腐蝕機(jī)理及防腐措施隨著我國城市建設(shè)的不斷發(fā)展，地下輸油、輸氣及供水管道作為重要的經(jīng)濟(jì)命脈，日益引起廣泛重視。而各類埋地金屬管道受到土壤化學(xué)、電化學(xué)以及微生物等多重侵蝕作用，若不采取必要的防腐措施并及時(shí)檢測，則會(huì)導(dǎo)致腐蝕穿孔，不僅影響管道的使用壽命，引發(fā)漏油、漏水、漏氣，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而且嚴(yán)重污染環(huán)境。特別是由于管道燃?xì)庑孤┰斐傻耐话l(fā)性事故時(shí)有發(fā)生，直接威脅人民的身體健康和安全。因此，有必要對(duì)金屬管道腐蝕產(chǎn)生的原因和防腐技術(shù)進(jìn)行深入的探討。1、金屬管道腐蝕的原因電化腐蝕金屬管道的主要成份一般是鋼鐵，鋼鐵接觸到電解質(zhì)溶液發(fā)生原電池反應(yīng)，即鐵原子失去電子而被氧化所引起的腐

2、蝕，這種腐蝕稱為電化腐蝕。通常金屬管道的腐蝕主要是電化腐蝕作用的結(jié)果。在潮濕的空氣或土壤中，鋼鐵管道表面會(huì)吸附一層薄薄的水膜而促使管道腐蝕。由于外界酸堿環(huán)境的差異，鋼鐵會(huì)發(fā)生吸氧或析氫腐蝕，一般以吸氧的電化學(xué)腐蝕為主。當(dāng)水膜基本為中性時(shí)，鋼鐵與吸附在管道表面的溶有氧氣的水膜構(gòu)成原電池。負(fù)極:Fe2eFe2（鋼鐵溶解）正極:2H2OO24e4OH（吸收氧氣）而當(dāng)水膜為酸性時(shí)，鋼鐵與吸附在管道表面的溶有CO2，的水膜構(gòu)成原電池。負(fù)極：Fe2eFe2（鋼鐵溶解）正級(jí)：2H2EH2（析出氫氣）如果這種電化學(xué)或原電池作用代表腐蝕的全部過程的話，我們應(yīng)該在管壁上看到一個(gè)個(gè)的空泡。但在實(shí)際中，這些空泡經(jīng)過一

3、段時(shí)期后，變成了大小不均的瘤狀結(jié)垢，硬殼內(nèi)充滿了Fe（OH）3和Fe2OH3的混和物。這是因?yàn)椋饘俦砻嬗捎谘趸纬傻亩r(jià)氫氧化鐵會(huì)繼續(xù)被氧化形成三價(jià)鐵，但它并不是永遠(yuǎn)貼附在管壁上，保持靜止。而是隨著土壤中不斷有氧氣浸入，通過破裂的膜向內(nèi)一層層運(yùn)動(dòng)，把部分亞鐵離于氧化成鐵離于，經(jīng)過一段時(shí)間，這些氧化鐵濃度超過一定的比例，磁性氧化鐵或其它亞鐵化合物就會(huì)不斷地析出，并產(chǎn)生酸性物質(zhì)，后者繼續(xù)與金屬作用，再產(chǎn)生新的亞鐵鹽，不斷循環(huán)腐蝕結(jié)銹?；瘜W(xué)腐蝕金屬管道的腐蝕除電化腐蝕外，還有金屬跟接觸到的物質(zhì)（一般是非電解質(zhì)）直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的一種腐蝕，稱作化學(xué)腐蝕。這一類腐蝕的化學(xué)反應(yīng)較為簡單，僅僅是鐵等

4、金屬跟氧化劑之間的氧化還原反應(yīng)。從本質(zhì)上講，電化腐蝕和化學(xué)腐蝕都是鐵等金屬原子失去電子而被氧化的過程，但是電化腐蝕過程中有電流產(chǎn)生，而化學(xué)腐蝕過程里都沒有。在一般情況下，這兩種腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，只是化學(xué)腐蝕遠(yuǎn)不如電化腐蝕普遍，對(duì)管道外壁的腐蝕作用也不大，在此不作詳述。微生物腐蝕微生物對(duì)金屬的腐蝕，早在本世紀(jì)初就已被人們所發(fā)現(xiàn)。到了30年代，荷蘭學(xué)者克爾提出硫酸鹽還原菌參與金屬腐蝕中陰極去極化理論后才開始受到重視。60年代以來，許多研究者對(duì)微生物腐蝕機(jī)理做了大量深入的研究工作。參與金屬管道腐蝕的微生物類群雖然能夠腐蝕金屬管道的微生物包含許多屬性，但是其中比較重要的是直接參與自然界硫、鐵和氮循環(huán)的

5、微生物。參與硫循環(huán)的有硫氧化細(xì)菌和硫酸鹽還原菌，參與鐵循環(huán)的有鐵氧化細(xì)菌和鐵細(xì)菌，參與氮循環(huán)的主要有硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌等。這些細(xì)菌按其生長發(fā)育中對(duì)氧的要求，又可分為好氧腐蝕菌和厭氧腐蝕菌兩大類。1硫氧化菌與腐蝕有關(guān)的硫氧化菌能氧化硫、硫酸鹽以及亞硫酸鹽等，產(chǎn)生代謝產(chǎn)物硫酸。該類細(xì)菌在酸性土壤及含黃鐵礦的礦區(qū)，能使土壤或礦水變酸導(dǎo)致對(duì)鋼鐵管道的嚴(yán)重腐蝕。硫酸鹽還原菌這類細(xì)菌是造成管道腐蝕的主要微生物。硫酸鹽還原菌屬厭氣菌，能夠?qū)⑵汽}還原為硫化物。它們利用有機(jī)物為給氫體，在還原硫酸鹽的過程中獲取能量。該類菌中最常見的是中溫型的脫硫弧菌和高溫型的脫硫腸狀菌。鐵細(xì)菌該類菌形態(tài)多樣，分布廣泛，在富含鐵

6、的水中尤為普遍。鐵細(xì)菌能把水中溶解的亞鐵氧化成高價(jià)鐵形式，沉積于菌體鞘內(nèi)或菌體周圍，并從中取得能量同化CO2進(jìn)行自養(yǎng)生活。硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌硝化細(xì)菌能把氨氧化成亞硝酸，再進(jìn)一步氧化成硝酸。而反硝化菌在通氣不良的環(huán)境中，能將硝酸還原為亞硝酸。因此，這類菌能在環(huán)境中積累一定量的硝酸和亞硝酸，從而對(duì)金屬管道造成腐蝕。微生物對(duì)金屬管道腐蝕的主要途徑1形成氧差電池腐蝕金屬管道由于細(xì)菌在管壁表面形成菌落，消耗了周圍環(huán)境中的氧，加上細(xì)菌尸體所吸附的無機(jī)鹽，沉積物覆蓋了局部表面，造成管壁表面氧濃度成梯度分布。這樣就使管道表面形成的電位差，形成氧差腐蝕電池。另外由于原電池腐蝕，陽極區(qū)釋放的亞鐵離子能為鐵細(xì)菌作

7、能源，因而吸引了該菌在陽極區(qū)聚集。其結(jié)果一方面能加速亞鐵氧化成高鐵。促進(jìn)陽極去極化過程；另一方面，菌在鋼鐵管壁表面形成結(jié)瘤，又促進(jìn)形成氧差腐蝕電他的過程。（2）代謝產(chǎn)物引起腐蝕微生物的生命活動(dòng)過程中生產(chǎn)的一些腐蝕的代謝產(chǎn)物，如硫酸還原菌的代謝產(chǎn)物不僅可促進(jìn)陽極去極化作用，使腐蝕不斷行進(jìn)，而且它的電位比鐵還低，又形成新的腐蝕電池。又如氧化硫硫桿菌在代謝過程中能產(chǎn)生1020的硫酸，從而強(qiáng)烈腐蝕管道。此外一些異差菌和真菌（樹脂技泡霉）還能產(chǎn)生有機(jī)酸，氨等，腐蝕金屬管道。2、管道防腐的主要措施防治管道腐蝕的措施很多，但由于不同類型管道所處的環(huán)境及腐蝕的種類都有所差異，所以沒有哪種方法在任何情況下都適用，一勞永逸。因此，在防腐工作中，必須根據(jù)具體情況采取一種或幾種措施配合使用。采用性能良好的防腐材料目前國際上管線防腐使用最多的新型防腐材料有擠塑聚乙烯，熔給環(huán)氧粉末、三層型埋地管道外防腐層狀況檢測儀，取得了較好的效果。該套設(shè)備通過大功率發(fā)射機(jī)向管道發(fā)送4H近似直流信號(hào)和128H640H定位電流。其便攜式接收機(jī)能準(zhǔn)確地探測到經(jīng)管道傳送的這種特殊信號(hào)，跟蹤該信號(hào)并采集管道上各處的電流強(qiáng)度。將結(jié)果輸入微機(jī)，通過配套的外防腐層軟件可繪制出電流變化率距離曲線圖。分析該電流流夫