1.影響因素

影響埋地管道腐蝕速率的主要因素有：

土壤的性質(zhì)

地下水的成分

外部電氣設(shè)備的影響（雜散電流）

保護(hù)系統(tǒng)的有效性

2.腐蝕的類型

2.1腐蝕機(jī)理

腐蝕是一種電化學(xué)過(guò)程，金屬與環(huán)境反應(yīng)生成一種氧化物或其他化合物，導(dǎo)致其逐漸降解或破壞。引起這一過(guò)程的電池成為“腐蝕電池”，包括金屬被腐蝕的陽(yáng)極區(qū)域、未被腐蝕的陰極區(qū)域、陽(yáng)極和陰極區(qū)域之間的金屬連接、陽(yáng)極和陰極區(qū)域所處的電解質(zhì)（即腐蝕介質(zhì)，土壤或水）。陰極可能是與被腐蝕金屬接觸的第二種金屬，也可能同一金屬表面上的區(qū)域。在一塊金屬上形成陰極區(qū)和陽(yáng)極區(qū)可能是由于不同部位的冶金情況不同、表面自然氧化層或涂層的變化，也可能是由于電解質(zhì)的變化如土壤成分不均勻。

在中性電解質(zhì)中陰極反應(yīng)涉及到氧氣的消耗。在一個(gè)連續(xù)管道上不同的氧氣濃度會(huì)產(chǎn)生兩種相反的影響；在氧氣含量較高土壤中管道成為陰極，在氧氣含量較少的土壤中管道成為陽(yáng)極：

A)局部影響：在氧氣含量較高的土壤中，氧還原的陰極反應(yīng)很容易進(jìn)行，刺激臨近區(qū)域金屬的陽(yáng)極溶解。一般來(lái)說(shuō)，在氧含量較低的區(qū)域陰極反應(yīng)被抑制，因此陽(yáng)極區(qū)域的金屬腐蝕可能也相應(yīng)的變慢。

B)長(zhǎng)距離不同氧含量影響（長(zhǎng)線腐蝕）：在氧氣含量較高的土壤中，大面積的管道可以作為陰極并保持穩(wěn)定，將管道這個(gè)區(qū)域與遠(yuǎn)距離的低氧區(qū)域耦合將會(huì)導(dǎo)致電流沿管道流動(dòng)，在某些情況下可能超過(guò)幾公里，結(jié)果導(dǎo)致低氧區(qū)域變成陽(yáng)極和發(fā)生腐蝕。

土壤和水的電導(dǎo)率也起著重要的作用。腐蝕電流更容易通過(guò)低阻土壤。此外，由于自然引起或由施工過(guò)程引起的管道土壤成分不同，引起氧濃差/濃差腐蝕。

解釋實(shí)踐中發(fā)生的事情可能很復(fù)雜，預(yù)測(cè)也可能很困難。

2.2舉例說(shuō)明

圖1展示了從山上穿過(guò)山谷鋪設(shè)的管道。

圖1 由于土壤和環(huán)境變化而產(chǎn)生的腐蝕

可以產(chǎn)生以下影響：

山區(qū)：由于排水良好其腐蝕速率低。通氣良好的土壤具有高的電阻率/低的電導(dǎo)率。管道的整個(gè)區(qū)域往往是陰極。

黏土區(qū)：局部腐蝕被抑制，但由于整個(gè)區(qū)域相對(duì)于巖石區(qū)是陽(yáng)極的，電阻率較低，腐蝕速率較高，局部厭氧細(xì)菌的存在可能會(huì)促進(jìn)腐蝕。

道路附近的黏土區(qū)：腐蝕速率低，因?yàn)樵搮^(qū)域與道路下的低氧環(huán)境相比是陰極。

道路區(qū)域：局部腐蝕被抑制，但腐蝕速率高，因?yàn)樵搮^(qū)域相對(duì)于臨近的黏土區(qū)是陽(yáng)極。

河流：在含氧良好的水中，由于局部腐蝕單元活躍，腐蝕速率高。這可能導(dǎo)致附近地面區(qū)域的氧濃差腐蝕被保護(hù)。如果部分管道被混凝土封閉，出水幾英寸處可能發(fā)生加速腐蝕，因?yàn)殇?混凝土相對(duì)于鋼/土壤或鋼/水界面都是陰極的。

濕地區(qū)：局部腐蝕被抑制，但腐蝕速率可能很高，因?yàn)樵搮^(qū)域持續(xù)濕潤(rùn)，可能是酸性的(低pH值)，相對(duì)于下一個(gè)山坡的通氣良好的管道成為陽(yáng)極。

2.3細(xì)菌腐蝕

陰極反應(yīng)通常涉及到氧的消耗，然而在無(wú)氧條件下（壓實(shí)的黏土）硫酸鹽還原菌等微生物的可能會(huì)引起腐蝕。腐蝕進(jìn)程變得更加復(fù)雜，其機(jī)制涉及細(xì)菌利用陰極反應(yīng)形成的氫，以及細(xì)菌的硫化物代謝產(chǎn)物的影響。在新暴露的管道表面，通過(guò)帶有強(qiáng)烈硫化氫臭雞蛋味的黑色腐蝕產(chǎn)物，可以立即識(shí)別出為細(xì)菌腐蝕。管道表面有光澤，但是可以用刀挖出。在鑄鐵上，隨著鐵被轉(zhuǎn)化成硫化鐵而發(fā)生石墨化，造成管道強(qiáng)度下降。

2.4雜散電流

對(duì)于電氣化鐵路的大地回流、附近管道的電氣裝置和陰極保護(hù)，管道與土壤相比經(jīng)常可以提供一個(gè)更好的低阻導(dǎo)電路徑。雜散電流在離開(kāi)管道并流入土壤返回其源頭時(shí)，就會(huì)發(fā)生加速腐蝕。圖2顯示了雜散電流加速腐蝕的一種情況。管道如果與高壓輸電線平行也可能產(chǎn)生交流干擾。

交流雜散引發(fā)的腐蝕速率要低于直流干擾引發(fā)的腐蝕速率，但對(duì)于缺陷點(diǎn)少的高質(zhì)量涂層管道腐蝕速率可能很高，需要進(jìn)一步的檢測(cè)并可能需要采取緩解措施。

圖2. 雜散電流腐蝕

2.5 地電流

由于太陽(yáng)粒子對(duì)地球磁場(chǎng)的影響，管道可能受到大地電流的影響。變化的地磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)導(dǎo)致電荷在大地和位于大地中的如管道、電線、通信電纜等金屬網(wǎng)絡(luò)中流動(dòng)。由于地球自轉(zhuǎn)、潮汐周期、太陽(yáng)自轉(zhuǎn)、11年的太陽(yáng)黑子周和太陽(yáng)風(fēng)暴，在管道上觀察到電位電流波動(dòng)的電擾動(dòng)。這些擾動(dòng)的大小和位置取決于管道和地球磁極的距離、長(zhǎng)度、方向、方向的變化、涂層電阻、管道長(zhǎng)度上的電連續(xù)性、土壤電阻率、土壤電阻率的變化和海岸線的距離。

2.6 電偶腐蝕

當(dāng)兩種不同的金屬電聯(lián)接并處于同一電解質(zhì)中時(shí)會(huì)發(fā)生電偶腐蝕或雙金屬腐蝕。活躍的金屬成為陽(yáng)極發(fā)生腐蝕，惰性的金屬成為陰極受到保護(hù)。在給水系統(tǒng)中由于銅組件和鋼或鍍鋅鋼的耦合造成的腐蝕是比較常見(jiàn)的電偶腐蝕。然而，人們認(rèn)識(shí)不到，在同一種金屬的兩種形式之間也會(huì)發(fā)生電偶腐蝕。

管道所用的不同類型的材質(zhì)的活躍程度如下:

鋼管：新                         活潑

鋼管：舊

鑄鐵管：新

鑄鐵管：舊                   惰性

圖3強(qiáng)調(diào)了這個(gè)列表的重要性，通過(guò)舉例說(shuō)明了由于新舊管道的陰極和陽(yáng)極膜特性的變化，與舊鐵管連接的新三通上發(fā)生了嚴(yán)重的電偶腐蝕。

圖3 舊管道上新三通的電偶腐蝕