在供熱管道和周圍土壤之間可能發生多種原電池腐蝕,分為宏電池腐蝕和微電池腐蝕兩類。微電池的電極體系尺寸很小,陰陽極過程在同一地點,甚至陰、陽二極還不斷的交替變換,這通常引起金屬的均勻腐蝕,這類腐蝕是可以預見的,也容易控制;而宏電池的電極體系尺寸相對較大,陰陽極過程也不在同一地點,這通常引起金屬的局部腐蝕,這類腐蝕是很難預見的,也不容易控制,大多數地下管線和構件的腐蝕事故都是由宏觀腐蝕原電池引起的。
1.電偶腐蝕
電偶腐蝕是指兩種不同電位的金屬相接觸時,耐蝕性較差(電位較低)的金屬成為陽極,腐蝕加速;而耐蝕性較高的金屬成為陰極,受到保護。當一段新管道和一段舊管道搭接時,新管道電位低于舊管道,在土壤介質的作用下發生腐蝕,腐蝕的結果是新管道被腐蝕。另外,供熱管網中經常選用波紋管補償器,它是由奧氏體不銹鋼制成的,與鋼制管道焊接時,由于補償器和管道的電位不同,在周圍土壤和水分的電解質條件下,發生電偶腐蝕,供熱管道被腐蝕。
2.濃差電池腐蝕
將同一種金屬材料放在種類相同但濃度不同的電解質中,由于濃度差造成同種材料不同部位的電位不同,就可能形成濃差原電池,從而使電位低的部分被腐蝕。在供熱管道中常見的濃差電池有氧濃差電池和鹽濃差電池。前者是由于土壤中的氧含量不同使管道不同的部位產生電位差,后者則是由于鹽含量的差異產生電位差,從而發生腐蝕。以氧濃差電池腐蝕為例,如果供熱管道埋在不同類型的土壤中,如圖1所示,由于土壤的滲透性不同導致氧含量不同,密實、潮濕的粘土中的氧含量低,稀疏、干燥的砂土中的氧含量高,導致中間處于粘土中的管道電位低于兩端沙土中的管道,在周圍土壤的作用下,發生氧濃差電池腐蝕,使中間粘土中的管道被腐蝕。
責任編輯:曾祥偉
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