阴极保护

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阴极保护对于土壤、淡水和海水等介质中的金属腐蚀的保护有十分显著的经济效益

      于埋地铺设的输气管道大都处于复杂的土壤环境中,且土壤中含有不同分量的水和易电离的盐类等物质,使土壤与管道金属构成原电池,导致金属管道外壁上发生不同程度的电化学腐蚀,甚至造成管道失效。一旦输气管道出现腐蚀穿孔就会造成油气泄漏,不仅运输中断,而且会污染环境,还可能引发灾难性事故,造成的经济损失难以估量。据调查,我国石油石化工业每年因腐蚀所造成的直接经济损失达数亿元。由于土壤的腐蚀性大小主要取决于土壤的含水量、含盐种类和含量、pH值及有机物质和微生物含量等因素。因此,盐类聚集的盐碱地地区铺设的输气管道所承受的腐蚀作用更为严重。

  然而,输气管道一直是管道工程中的重要环节,它的防腐保护对保障能源运输乃至于国民经济的发展等起着十分重要的作用,故一直受到研究人员的关注。为了解决腐蚀问题,除可以在管道外壁覆盖防腐绝缘层外,阴极保护技术也是防止金属腐蚀的有效方法,适用于对土壤、淡水和海水等介质中的金属腐蚀的保护,且经济效益十分显著。

  土壤是具有固、液、气三相的毛细管多孔性的胶质体,土壤的空隙为空气和水所充满,水中含有一定量的盐使土壤具有离子导电性。土壤的PH值以及土壤中的含盐量明显高于一般的其他地区,其腐蚀性相应变强。除此以外,还可依照土壤电阻率、自然电位、和氧化还原电位来判断土壤的腐蚀性的强弱。

  由于管道所埋土壤各处的物化性质不同、管道各部分的金相结构不同,如晶格缺陷、杂质、内部应力、表面粗糙程度等原因,一部分金属易电离,带正电的金属离子进入土壤中,从而该段电子过剩电位变负;而另一部分金属不容易电离,电位变正,从而在两段间发生电子流动即发生氧化还原反应。失去电子的管道段成为阳极区,得到电子管道段则成为阴极区,并和土壤一起组成回路,形成了电化学电流即腐蚀电流,从而产生了土壤腐蚀。假如管道各段落所处土壤透气性不同,土壤中氧的浓度也就不同,从而使腐蚀电池发育,腐蚀电池两极间的距离可达数公里。

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