油氣管道鋪設(shè)到地下以后,管體外表面會遭受到土壤和地下水等不同程度的腐蝕,兩者相比較而言,土壤腐蝕量更大,腐蝕面積更廣,由土壤腐蝕引起的管道破壞事故時(shí)有發(fā)生。土壤是個(gè)復(fù)雜的固、液、氣三相體系,土壤腐蝕除了受金屬因素影響外,更多的是受到土壤性質(zhì)的影響。歸納起來主要有以下幾點(diǎn):
(1) 土壤的多樣性
土壤是一個(gè)固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)三相物質(zhì)組成的多相體系。其中固相主要由含有多種無機(jī)礦物質(zhì)以及有機(jī)物的土壤顆粒組成;液相主要指土壤中的水分,包括地下水和雨水;氣相即為空氣。土壤腐蝕的多樣性還在于不同時(shí)間、不同地點(diǎn)各相的組成與含量也是不同的,土壤的這種多樣性決定了土壤腐蝕的復(fù)雜性。
?。?)土壤的不均一性
土壤結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的不均勻性是土壤電解質(zhì)的最顯著特征。這種不均一性使土壤的各種理化性質(zhì),尤其與腐蝕有關(guān)的電化學(xué)性質(zhì)也隨之不同,導(dǎo)致了土壤腐蝕性的差異。鋼鐵在理化性質(zhì)較一致的土壤中的平均腐蝕速率是很小的。
(3)土壤的多孔性
土壤顆粒之間存在著許多微小孔隙,這些毛細(xì)管孔隙成為土壤中氣、液兩相的載體。其中水分可以直接填滿孔隙或在孔壁上形成水膜,也可以溶解和吸附一些固體成分形成一種帶電膠體。正是水的這種膠體形成作用,使土壤成為一種由各種有機(jī)物、無機(jī)物膠凝物質(zhì)顆粒組成的聚集體。土壤的孔隙度和含水量又影響著土壤的透氣性和電導(dǎo)率的大小。
?。?)土壤的相對穩(wěn)定性
土壤的固體部分對于埋在土壤中的管道,可以認(rèn)為是固定不動的,僅有土壤中的氣相和液相作有限的運(yùn)動。例如,土壤孔隙中氣體的擴(kuò)散以及地下水移動等。
影響土壤腐蝕性的因素很多,主要有透氣性、含水率、土壤電導(dǎo)率、pH值和含鹽量等。良好的透氣性是土壤腐蝕初始發(fā)生的促進(jìn)因素。土壤中的含水量很高時(shí),氧的擴(kuò)散滲透受到阻礙,腐蝕減小,隨著含水量的降低,氧的去極化變得容易,腐蝕速度增加;一般認(rèn)為土壤的電阻率越小,其腐蝕性越強(qiáng);土壤酸度的增加使腐蝕性增強(qiáng);土壤中存在的離子增加了土壤的電導(dǎo)率,但鈣、鎂離子在非酸性土壤中能形成難溶氧化物和碳酸鹽保護(hù)層,減緩了對材料的腐蝕。
中國土壤分類圖
我國幅員遼闊、土壤類型多樣,土壤的腐蝕性隨地域的改變、土壤理化性質(zhì)的不同而存在差異,并隨氣候的變化而變化。酸性土壤主要分布于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)東南沿海一帶,如鷹潭站、廣州站等,腐蝕性較強(qiáng),易引起管線鋼的SCC.我國西北地區(qū)主要是鹽漬土壤,在青海、新疆有大片內(nèi)陸鹽湖,有廣泛分布的鹽漬土,如新疆庫爾勒和青海格爾木地區(qū)當(dāng)土中氯鹽含量超過4%,硫酸鹽含量超過1%時(shí),對鋼鐵構(gòu)件以及其它建筑材料均有不同程度的腐蝕作用。西北地區(qū)主要是鹽漬土壤,鹽漬土由于有高的含鹽量,是各種土壤類型中腐蝕性最高的一種。
分布于我國經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)東南沿海一帶的酸性土壤,如鷹潭站、廣州站等,對材料有很強(qiáng)的腐蝕性。而且這些地區(qū)溫度較高,雨水充沛,植物繁茂,土壤中的腐質(zhì)酸和CO2含量較高,更容易引起高強(qiáng)鋼發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂。
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