(1)不均匀性引起的微观及宏观腐蚀电池。中国建设中的西气东输管道长达4000km,从西到东穿过了沙漠戈壁、盐碱土、黄土高原、丘陵山地直到江南水乡的平原地区。土壤性质变化极大。从腐蚀角度来看,土壤中供氧程度差异是造成不均匀性腐蚀电池的主要原因。供氧充足区域一般易成为阴极;供氧不足区域易成为阳极。此外,材料种类和状态也会影响其阴、阳极分布。当然,实际阴、阳极位置应当根据具体情况,靠测量来确定。
(2)应力腐蚀开裂(SCC)
应力腐蚀开裂是造成地下管道破断的主要原因之一,易发生在阴极保护管道表面涂层剥落部位。根据最新研究表明,有二类土壤应力腐蚀开裂:一类称为高pH值应力腐蚀,好发生在阴极保护作用下沥青等涂层管道的破损表面。由于阴极保护电流的驱使,土壤中钙、镁等阳离子通过涂层缺陷,集中到管道表面,造成碱性物质(浓溶液或晶体)聚积,现场调查中有时剥开破裂涂层可见到白色粉末。另一类土壤应力腐蚀是近十几年才引起重视的,发生在聚乙烯胶带之类涂层的管道破损处,称为近中性应力腐蚀,管道表面聚集溶液为pH =6-7的含盐很少的中性液体,这类腐蚀在气候较寒冷的加拿大、俄罗斯的高压输气管道频频发生,造成极大危害。据说,中国目前尚无此类腐蚀破裂的报道。
(3杂散电流腐蚀和细菌腐蚀
金属在土壤中腐蚀速度差异很大。据美国国家标准局在全美40多种不同土壤中的埋片腐蚀试验表明,铜的腐蚀速度只有钢的1/6,钢腐蚀速度是铅的8.6倍、锌的1.5倍。各种牌号钢铁的土壤腐蚀速度几乎相同,但土壤环境差异可能造成钢铁腐蚀速度相差达20多倍。中国土壤腐蚀试验同样也表明,钢铁土壤腐蚀差异可达到20多倍。
除了地理、气候等环境因素外,土壤理化性质中影响腐蚀的因素主要有4大类:
(1)导电性:包括土壤电阻率、浸出液电导等;
(2)透气性(含水气比):包括土壤容重、含水量、氧化还原电位等;
(3)含盐量:包括氯离子、硫酸根、碳酸盐及总盐量等;
(4)酸、碱缓冲性:包括pH值、总酸度、总碱度等。
根据土壤理化性质预测土壤对防腐板的腐蚀性在工程上有实际意义。过去较长时间用单一指标评价土壤对防腐板的腐蚀性,如:电阻率、含水量等,但由于土壤对防腐板腐蚀复杂性,评价准确性差。