土壤對金屬的腐蝕力不容忽視
土地為人類的生存和發(fā)展提供了基礎(chǔ)的物質(zhì)條件,人類從土地中得到賴以生存的衣食住行的基本條件。沒有土地,人類就不能生存。隨著國家現(xiàn)代建設(shè)的發(fā)展,地下金屬構(gòu)建迅速增加,如西氣東輸?shù)妮敋夤艿?、北油南調(diào)的輸油管道、電纜、地下水管排污管等。人們也隨之認(rèn)識到了土壤對設(shè)備腐蝕的嚴(yán)重性。土壤的成分非常復(fù)雜,大多是中性的,也有酸性和堿性的,含有氧氣,沙子,灰渣以及微生物等腐蝕材料。
一、土壤腐蝕的嚴(yán)重性
土壤腐蝕條件極為復(fù)雜,腐蝕過程也相差很大。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計,我國土壤性質(zhì)變異范圍極大,土壤含水率從 3%至飽和(35-40% ),pH 從 4.6-10.3,電阻率從 0.28 歐米 -1000 歐米以上。Cl - 、SO 4 2- 含量及可溶鹽總量的差別也是很大,Cl -含量 0.001% -1.56%;SO 4 2- 含量 0.01% -1.38%,全鹽含量 0.011%-2.803%。埋地金屬受土壤孔隙度、含水量、電阻率、酸堿度、含鹽量、微生物成分等影響,而產(chǎn)生破壞失效,稱為土壤腐蝕。這主要是因?yàn)橥寥谰哂须娊赓|(zhì)溶液的特征,不同的金屬成分和土壤材質(zhì)在溶液的作用下構(gòu)成電池效應(yīng),使金屬在土壤中形成電化學(xué)電池,部分金屬被腐蝕,一般情況下,土壤中含鹽量大、含水量多、pH值低、土壤電阻率小時,其腐蝕性就大。另外,土壤中來自電氣化鐵路、有軌電車和各種電器接地等漏泄的雜散電流,經(jīng)地下金屬管道時,電流流出處的管道也受到腐蝕,甚至可使新敷設(shè)的管道不到一年時間就發(fā)生腐蝕穿孔。正常漏電漏失電流造成土壤腐蝕,在電流作用下,腐蝕更加大。更為嚴(yán)重的是微生物新陳代謝對金屬的土壤腐蝕也有很大的影響,尤其是土壤中厭氧的硫酸鹽還原菌、硫桿菌和好氧的鐵桿菌。
土壤的腐蝕會引起油、氣、水的滲露,造成不可估算的損失、事故以及環(huán)境的污染。如,接地裝置接地極大都埋地處理,土壤腐蝕是接地網(wǎng)材料最主要的腐蝕類型,金屬在土壤中的腐蝕問題會給電網(wǎng)造成隱患。電氣金屬在土壤中腐蝕是一種氧的去極化腐蝕,強(qiáng)酸環(huán)境中,是氫的去極化腐蝕。鐵在土壤中的腐蝕和溶液中的腐蝕相似,在土壤干燥環(huán)境下,接近大氣腐蝕,腐蝕減慢,在潮濕環(huán)境下,腐蝕更快。再如,埋地輸油管道一旦發(fā)生泄漏,會造成嚴(yán)重的土壤污染。
二、如何預(yù)防土壤腐蝕?
這些埋地金屬設(shè)施因土壤腐蝕造成嚴(yán)重后果的很大的原因就是對電網(wǎng)設(shè)備接地土壤特性不了解,接地材料選型不合理,防腐措施不到位。那么,如何預(yù)防電力設(shè)備等埋地金屬遭受土壤腐蝕的侵蝕,延長使用壽命呢?
1、形成保護(hù)層。在金屬表面覆蓋各種保護(hù)層,把被保護(hù)金屬和土壤腐蝕性質(zhì)隔開,是防止金屬土壤腐蝕的有效方法。常用的表面防腐材料及涂層主要有石油瀝青、環(huán)氧煤瀝青、聚乙烯膠帶、硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料、聚乙烯塑料、粉末環(huán)氧樹脂等,并在涂層外加玻璃布加固層。石油瀝青涂層由于資源豐實(shí)、毒性小、價格便宜而被廣泛使用。但其化學(xué)穩(wěn)定性及抗微生物腐蝕性差,絕緣電阻率低,使用壽命短;煤焦油瀝青是多種高分子碳?xì)浠_物的復(fù)雜混合物。由于這種材料的組成中芳香族烴含量高,化學(xué)穩(wěn)定性好,具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力,并且具有吸水率低、絕緣性好、抗微生物腐蝕能力強(qiáng)等特點(diǎn),因此使用壽命長。另外煤焦油瀝青與金屬結(jié)構(gòu)表面結(jié)合力強(qiáng),耐陰極剝離,因此,常用作地下金屬構(gòu)件的防腐涂層;環(huán)氧煤瀝青是由環(huán)氧樹脂、煤瀝青、流平劑、填料和固化荊等成分組成。該涂層具有附著力強(qiáng)、韌性好、耐水、耐熱、耐化學(xué)介質(zhì)、耐微生物等特征,其性能優(yōu)于石油瀝青涂層。
2、改善金屬的本質(zhì)。根據(jù)不同的用途選擇不同的材料組成耐蝕合金,或在金屬中添加合金元素,提高其耐蝕性,可以防止或減緩金屬的腐蝕。如,在鋼中加入鎳制成不銹鋼可以增強(qiáng)防腐蝕的能力。
3、采用金屬保護(hù)層。這是以一種金屬鍍在被保護(hù)的另一種金屬制品表面上所形成的保護(hù)鍍層,前一種金屬稱為鍍層金屬。金屬鍍層的形成,除電鍍、化學(xué)鍍外,還有熱浸鍍、熱噴鍍、滲鍍、真空鍍等方法。
4、改善環(huán)境。改善環(huán)境對減少和防止金屬腐蝕有重要作用。例如,減少腐蝕介質(zhì)的濃度,除去介質(zhì)中的氧,控制環(huán)境溫度、濕度等都可以減少和防止金屬腐蝕。也可以采用在腐蝕介質(zhì)中添加能降低腐蝕速率的緩蝕劑來減少和防止金屬腐蝕。
5、杜絕電流流入大地,或使漏入大地的電流沿著特定的線路回入電網(wǎng)。