就像其他环境一样,土壤也可以腐蚀性。在腐蚀工程中,这成为一个问题,因为人和行业依赖于地面的各种各样的结构,如船只,储罐和管道。
虽然土壤腐蚀会导致财务损失和结构性失败,有办法可以在整个设计和生产过程中实施,以防止它。为了做到这一点,重要的是要为土壤潜力开发一种基本的理解,以发展腐蚀。
什么是土壤腐蚀?
土壤腐蚀是一种非常复杂的现象,涉及到多种因素。这可能包括与土壤中某些元素发生的化学反应。例如,土壤特性和性质的变量可以对发生在地下结构中的腐蚀活动产生巨大的影响。
例如,碳钢对土壤腐蚀的反应基本上取决于土壤的性质和环境中的其他因素,如氧气和水分。这些因素能够在腐蚀速率和攻击严重程度方面产生强烈影响。在最坏的情况下,埋藏的船只可能在一年内穿孔。
那么土壤腐蚀的关键因素是什么呢?一般来说,以下内容将说明土壤的腐蚀性有多大:
- 高导电性
- 高湿度
- 高溶解盐和酸度
在土壤腐蚀方面有许多其他因素需要考虑,并且这些因素应该非常仔细地检查以防止极端攻击。
土壤腐蚀通常用储罐储存在地面,电缆,基础和分配和传输管道下方的储罐。但是,任何与地球接触的结构都被认为容易发生土壤腐蚀的破坏性影响。
土壤腐蚀问题
腐蚀造成的损害可能导致数十亿美元的支出。与腐蚀有关的损失中最重要的一部分涉及埋在土壤中的金属或钢结构的腐蚀。与土壤等物质接触的金属会产生腐蚀腐蚀潜力。在大多数情况下,腐蚀的速度可能非常快,严重程度可能非常严重,从而导致结构失效。
因此,应已知土壤腐蚀的机制以及应实施的策略,以避免或减轻金属腐蚀,当它与土壤接触时。基本上,存在对土壤腐蚀的重要问题。这些如下:
让我们更深入地研究一下这些基本因素。
曝气
通气量是指土壤中所含的空气量。当涉及到腐蚀时,这是一个非常重要的因素,因为它也影响蒸发和水保留率。透气性好的土壤不易腐蚀,因为它有较高的蒸发速率和较低的保水率。土壤颗粒的级配和大小对通气程度也起着至关重要的作用。
例如,沙质土壤更有利,因为沙质土壤有更大的颗粒,可以更快地蒸发,并在水进入土壤后有更好的通气。根据土壤的通气性,快速分类土壤的方法是看土壤的颜色。黄色、棕色、红色土壤透气性好,灰色土壤透气性差。
电阻率和水分含量
与其他变量相比,土壤的腐蚀性在很大程度上取决于土壤的含水量。水被认为是电化学腐蚀过程中所需要的主要元素之一,其他成分如金属和氧也一样。基本上,当土壤完全干燥时,腐蚀就不会发生。根据各种研究,较高的含水率可以降低土壤电阻率,它又可以增加腐蚀的可能性。请记住,当土壤达到饱和点时,额外的水分对电阻率几乎没有影响。
酸性pH值或
土壤具有不同程度的酸度pH值从2.5到10不等。当pH值达到或低于5时,在钢或金属结构中可能发生快速腐蚀和早期点蚀。pH值为7(或中性)是有利的,因为它可以将腐蚀造成的损害的可能性降到最低。请注意,土壤的内在pH值还会受到其他因素的影响,比如降雨。
氧化还原电位
氧化还原,或氧化还原电位,是指氧化剂和氧化剂的活性或强度异径接头与他们的浓度有关。氧化剂接受电子,而减速器失去电子。高氧化还原电位倾向于表示高氧气(O.2)浓度,低电子活性和“氧化”条件,而低氧2浓度意味着低氧化还原电位,高电子活性和“还原”条件。
离子物种的存在
氯离子对金属有害,直接作用于金属的阳极溶解。土壤中氯离子的存在会降低土壤的电阻率。氯离子由于地质海床和含盐地下水,它们自然存在于土壤中,但它们也可以作为外部来源的结果,如融冰盐。
与氯离子相比,硫酸盐对金属结构腐蚀性较小。这是硫酸盐可以转化为硫化物,这是由于动作的高度腐蚀性厌氧细菌这样可以减少硫酸盐。
如何控制土壤腐蚀
土壤腐蚀几乎影响地球上所有的结构。因此,为了避免或至少防止腐蚀可能造成的损害,工业部门,特别是设计工程师应该采取正确的措施。基本上,有三种关键的方法来控制土壤腐蚀:
- 阴极保护
阴极保护是一种腐蚀控制技术,通常用于通过在电化学反应或电池中将金属转化为阴极来管理金属的腐蚀。(进一步阅读,请参阅阴极保护和阳极回填。) - 牺牲阳极
电偶阳极的使用是保护各种钢结构免受腐蚀危害的最有效方法之一。锌阳极是一个很好的例子,它对与土壤接触的金属具有很强的电保护能力。 - 使用保护涂层
指某东西的用途防护涂料对埋在土壤下或与土壤接触的金属结构可显著防止土壤腐蚀的发生,这取决于保护水平。(更多信息请参见管道腐蚀与涂层简介。)
一般来说,几乎所有暴露在土壤中的结构都会发生土壤腐蚀。即使如此,精确的设计,良好的生产环境和充分的保护水平可以防止土壤腐蚀可能带来的有害损害。(后续阅读可在埋地管道的防腐蚀。)