土壤当中的腐蚀

常用结构钢在抚顺望花区土壤腐蚀行为的研究摘要随着埋地管线的应用，土壤腐蚀问题越来越受到大家的重视，本论文以铸铁和20号钢等常用结构钢为研究对象，对比研究其在抚顺望花区土壤中的腐蚀行为。

采用埋片和电化学试验对20号钢和铸铁在望花区的耐蚀性做了研究。

埋片实验研究了20号钢和铸铁在望花区土壤中埋片336小时的均匀腐蚀速率，研究表明：在望花土壤中20号钢的腐蚀较严重，年腐蚀率为0.0190mm/a，铸铁腐蚀较轻，年腐蚀率为0.0075mm/a，20号钢的腐蚀速率为铸铁的2.5倍；电化学试验采用电化学阻抗谱和极化曲线研究了20号钢和铸铁在望花区饱和土壤水溶液中的腐蚀规律，计算出了20号钢和铸铁的自腐蚀电位和自腐蚀电流密度，研究结果表明：20号钢的自腐蚀电位为-0.770V，铸铁的自腐蚀电位为-0.768V，两者相差不大；20号钢的自腐蚀电流密度是4.692μA/cm2，年腐蚀速率为0.0549mm/a，铸铁的自腐蚀电流密度是9.025μA/cm2，年腐蚀速率为0.1056mm/a，铸铁在望花地区土壤中的腐蚀性是20号钢1.92倍。

该结果与埋片结果相反，是由于埋片实验中20号钢发生局部腐蚀造成的。

通过本研究可得出以下结论：在重工业土壤环境下，20号钢的耐蚀性要比铸铁好。

关键词：土壤腐蚀，重工业，20号钢，铸铁，望花区AbstractWith the wide application of buried pipelines, soil corrosion problem more and more be everybody's attention, this paper cast iron and 20 steel as the research object, the thesis studies in the heavy industrial corrosion behavior in the soil.In this article, the test and electrochemical test of buried for 20 steel and cast iron WangHua heavy industry corrosion was studied. Buried the 20 steel and cast iron WangHua buried in the soil of the 336 hours of uniform corrosion rate, research shows that: in the WangHua soil 20 steel’s corrosion has serious corrosion rate, years of 0.0190 mm/a, cast iron corrosion is lighter, annual corrosion rate of 0.0075 mm/a, corrosion rate of 20 steel is 2.5 times than cast iorn; Electrochemical experiment the electrochemical impedance spectroscopy and polarization curve 20 steel and cast iron WangHua saturated soil water solution in the corrosion rule, calculated the 20 steel and cast iron from corrosion of the potential and the corrosion current density, the results of the study show that: 20 steel from corrosion current density is 4.692μA/cm2, annual corrosion rate of 0.0549 mm/a, cast iron from corrosion current density is 9.025μA/cm2, annual corrosion rate of 0.1056 mm/a, cast iron in the soil of corrosive is in 1.92 times that of 20 steel in WangHua saturated soil steel more corrosion resistant.Through this research can draw the following conclusions: in heavy industry environment, 20 steel is better than cast iron in corrosion resistance.Keywords: Soil corrosion, heavy industry, 20steel, cast iron, WangHua目录摘要 (1)Abstract (2)引言 (5)1 文献综述 (6)1.1 材质简介 (6)1.1.1 20号钢 (6)1.1.2 铸铁 (6)1.2 土壤的性质与特点 (7)1.2.1我国典型土壤的特点 (7)1.2.2抚顺望花区土壤特点 (9)1.3土壤腐蚀的研究现状 (10)1.3.1 土壤腐蚀研究历史 (10)1.3.2 国外对于土壤腐蚀的研究 (13)1.3.3 国内对于土壤腐蚀的研究 (14)1.4土壤腐蚀的类型和机理 (15)1.4.1 土壤腐蚀类型 (15)1.4.2 土壤腐蚀机理 (15)1.5 影响腐蚀的因素与土壤腐蚀的危害 (18)1.5.1 影响土壤腐蚀因素 (18)1.5.2 土壤腐蚀危害 (19)2 研究方法 (21)2.1 试验所用试剂与仪器 (21)2.2 浸泡腐蚀和电化学腐蚀 (21)2.2.1 埋片试验 (21)2.2.2 电化学试验 (22)3 实验结果与分析 (24)3.1 埋片法试验结果分析 (24)3.2 电化学试验结果分析 (25)3.2.1 电化学阻抗谱分析 (26)3.2.2 动电位极化曲线分析 (28)3.3 20号钢和铸铁在望花区土壤中腐蚀行为的对比 (30)结论 (32)致谢 (33)参考文献 (34)引言随着国内工业不断发展，更多的大型机械设备应用到生产中去，其中很多都是埋地设备，这就不得不考虑土壤腐蚀的影响。

2019年10月第43卷第10期Vol.43No.10Oct.2019 MATERIALS FOR MECHANICAL ENGINEERINGDOI：10.11973/jxgccl201910004Q235钢在3种典型土壤环境中的腐蚀行为朱亦晨I,刘光明「，刘欣S裴锋S田旭2,甘鸿禹'(1.南昌航空大学材料科学与工程学院，南昌330063；2.国网江西省电力有限公司电力科学研究院，南昌330096)摘要：选择取自武汉的近中性黄棕壤、取自天津的碱性盐碱土和取自南昌的酸性红壤作为腐蚀介质，对Q235钢进行室内模拟加速腐蚀试验，对比研究了试验钢的腐蚀速率、腐蚀形貌和腐蚀产物组成,分析了其腐蚀机理。

结果表明：在3种土壤中试验钢均发生了不均匀的全面腐蚀和局部点蚀。

腐蚀产物外层结构疏松，主要由Fe2O3、FeOOH组成；内层结构致密，主要由FqO。

组成。

在碱性盐碱土中，试验钢表面形成了结构完整的腐蚀产物层，抑制了阴极的耗氧反应，腐蚀速率最低;酸性红壤中较高浓度的H+促进了阴极析氢反应的进行以及裂纹的产生，试验钢腐蚀速率最高；在腐蚀后期，试验钢表面形成了致密的Fe3O4内锈层，因此腐蚀15d时的腐蚀速率大于腐蚀30d时的。

关键词：Q235钢；土壤；加速腐蚀试验；电化学反应中图分类号：TG172文献标志码：A文章编号：1000-3738(2019)10-0015-05Corrosion Behavior of Q235Steel in Three Typical Soil Environments ZHU Yichen1,LIU Guangming1,LIU Xin2,PEI Feng2.TIAN Xu2.GAN Hongyu1(1.School of Materials Science and Engineering,Nanchang Hangkong University,Nanchang330063,China；2.State Grid Jiangxi Electric Power Research Institute,Nanchang330096,China)Abstract:The near-neutral yellow brown soil from Wuhan,the alkaline saline-alkali soil from Tianjin and the acid red soil from Nanchang were selected as corrosive media.The indoor simulated accelerated corrosion test of Q235steel was carried out.The corrosion rate,corrosion morphology and corrosion product composition of the test steel were compared,and the corrosion mechanism was analyzed.The results show that the test steel in all the three soils had uneven comprehensive corrosion and local pitting.The outer layer structure of the corrosion products was loose,mainly composed of Fe2C)3and FeOOH.The inner layer structure was dense and mainly composed of Fe3O4.In the alkaline saline-alkali soil,a structurally complete corrosion product layer was formed on the surface of the test steel,which inhibited the oxygen-consuming reaction of the cathode；the corrosion rate was the lowest.The higher concentration of H"in acid red soil promoted the process of the cathodic hydrogen evolution reaction and the generation of cracks；the corrosion rate of the test steel was the highest In the later stage of corrosion,the dense inner rust layer of Fe3O4was formed on the surface of the test steel；the corrosion rate of the test steel during15d was higher than that during30d.Key words:Q235steel；soil；accelerated corrosion test；electrochemical reaction0引言变电站的接地网装置铺设于地底，通过地下引收稿日期：2018-09-28；修订日期：2019-09-03基金项目：国家自然科学基金资助项目(51961028);国家电网公司科技项目(52182017000Y)作者简介:朱亦晨(1996—)，男，江西萍乡人，硕士研究生通信作者(导师)：刘光明教授线与电力设备连接，是电力设备泄流的重要通道口切。

新疆电网典型地区盐渍土土壤中的腐蚀分析根据新疆地区较为典型的变电站接地网土壤为研究对象，通过现场调查以及针对在不同盐渍土土壤的情况下研究地网腐蚀与土壤盐成份的关系。

有助于发现地网腐蚀与不同盐渍土土壤之间的联系。

标签：变电站;接地网;盐渍土;腐蚀引言新疆电网大部分变电站和线路杆塔的接地网采用扁钢、角钢或钢管等金属材料（1）。

金属材料的化学性质比较活泼，稳定性较差，在盐渍土土壤的环境条件下，易于发生腐蚀且相当严重，给电力工程建设带来了一定的困难，严重影响电力工程接地设备的稳定性和耐久性（2-4）。

本文通过新疆地区较为典型的变电站接地网土壤为研究对象，通过现场调查以及针对在不同盐渍土土壤的情况下研究地网腐蚀与土壤盐成份的关系，从而为新疆地区变电站接地网建设提供一定的参考基础。

1 盐类区域分布及影响因素新疆盐渍土分布区域的盐渍化程度及性质随着不同的积盐条件而各不相同，盐渍化普遍且程度较高，积盐的速度快是新疆盐渍土的显著特点，从盐分剖面的垂直分布上可以看出，盐分明显地向表层集中，盐渍土表层（0～30 cm）盐分的含量多在2%～5% 以上。

尤其在南疆地区，不仅表层含盐量多为20%～30%，而且地表还形成5～15 cm的盐壳，盐壳的含盐量高者可达60%～80%。

即是在北疆盐分很轻的盐渍土地带，也有l～2 cm的薄盐结皮，其含盐量占到30 cm土层内总盐量的l/3～l/2。

土壤的腐蚀性取决于多种因素，主要表现在一下几个方面（5-6）：1.土中还含有众多的无机物、有机物、盐类、水分、气体等，其含量不同对腐蚀性影响也不同。

2.土中水的存在与多少，往往是腐蚀与否及腐蚀强度的重要表征，水作为介质，是金属腐蚀的必要条件，水对某些非金属的破坏也起着重要的作用。

3.气体或氧气在土壤中存在与数量，也是腐蚀产生与发展快慢的必要条件，凡是透气性好、含氧量高的土，其腐蚀性也强。

4.土的酸碱度是其腐蚀性的重要指标，土有酸性、碱性、中性之分，无论对于金属或非金属，酸性土均具有腐蚀性，且酸性越大，腐蚀性越强;碱性土壤对不同种类的材料腐蚀性表现也不一样，中性土壤腐蚀性小或不具腐蚀性。

土壤的腐蚀的种类、防治手段土壤是一个由气、液、固三相物质构成的复杂系统，其中还生存着数量不等的若干种土壤微生物，土壤微生物的新陈代谢产物也会对材料产生腐蚀。

有时还存在杂散电流的腐蚀问题。

因此，在材料的土壤腐蚀研究领域中，土壤腐蚀这一概念是指土壤的不同组分和性质对材料的腐蚀，土壤使材料产生腐蚀的性能称土壤腐蚀性。

土壤的腐蚀性不能单独由土壤物理化学性能来决定，还与被测材料及两者相互作用的性质密切相关，因此，除注意土壤的性质分析外，还要注意被测试材料的性质，材料在土壤环境中的化学和电化学的反应，以及反应生成物的性质等。

（1）金属材料受到周围土壤介质的化学作用、电化学作用而产生的破坏，称为金属的土壤腐蚀。

在土壤中总含有一定的水分，因此，金属材料的土壤腐蚀属电化学腐蚀。

电化学反应包括氧化和还原反应。

例如：Zn→Zn+2e氧化反应（阳极反应2H++2e→H2↑还原反应（阴极反应）在阳极反应中，金属锌失去两个电子，表明是氧化反应。

在阴极反应中，氢获得两个电子，表明是还原反应。

以上两式说明金属土壤腐蚀的电化学过程。

（2）在金属/土壤界面上，与金属/溶液面上相类似，也会形成双电层，使金属与土壤介质之间产生电位差，这个电位差就称作该金属在土壤中的电极电位，或称自然腐蚀电位。

金属在土壤中的电极电位，取决于两个因素，一是金属的种类及表面的性质，另一个是土壤介质的物理化学性质。

由于土壤是一种不均匀的、相对固定的介质，因此，土壤的理化性质在不同的部位往往是不相同的。

这样在土壤中埋设的金属构件上，不同部件的电极电位也是不同的。

只要有两个不同电极电位系统，在土壤中就会形成腐蚀电池，电位较正的是阴极电位较负的是阳极（3）土壤中的常用结构金属是钢铁，在发生土壤腐蚀时，阴极过程是氧化还原，在阴极区域发生OH离子：O+2H2O+4e→40H-40H-只有在酸性很强的土壤中，才会发生氧的放电：2H++2e→H2在嫌气条件下的土壤中，在硫酸盐还原菌的参与下，硫酸根的还原也可作为土壤腐蚀的阴极过程：SO4+4H2O+8e→S2-+80H-金属离子的还原，当金属（M）高价离子获得电子变成低价电子，也是一种土壤腐蚀的阴极过程：M3++e→M2+实践证明，金属构件在土壤中的腐蚀，阴极过程是主要控制步骤，而这种控制过程受氧输送所控制。

盐渍土腐蚀机理分析摘要:盐渍土在中国分布非常广泛，盐渍土对道路、桥梁及其他各类构筑物具有严重的腐蚀性，常常使该类地区的工程建筑造成较大的经济损失。

通过对盐渍土腐蚀机理的研究分析得出，在一定的地理环境下，水、空气、温度是影响硫酸盐类盐渍土腐蚀的重要因素。

关键词：硫酸盐盐渍土，腐蚀机理，影响因素盐渍土是指包含碱土、盐土在内的不同程度盐化、碱化土壤的总称。

盐土是指土壤中可溶性盐含量达到对作物生长有显著危害的土类，盐分含量指标因不同盐分组成而异。

碱土是指土壤中含有危害植物生长和改变土壤性质的多量交换性钠的土。

当土中易溶盐的含量达到0.3%以上，并具有盐胀、溶陷及腐蚀等工程性能时，该类土被称为盐渍土[1]。

我国西北地区，如青海、新疆、西藏、内蒙古等地区分布着大大小小共1000多个盐湖，这些地区其后干燥，蒸发强烈，温度变化剧烈，毛细水因其积盐作用较为显著。

1 盐渍土研究现状1.1 盐渍土的分类盐渍土根据分类依据不同，有多种分类方法：①按盐性质不同，可分为以下五类：盐渍土名称阴离子含量比例Cl-/SO42- CO32-+HCO3-/ Cl-+SO42-氯盐渍土＞2 -亚氯盐渍土1～2 -亚硫酸盐渍土0.3～1 -硫酸盐渍土＜0.3 -碳酸盐渍土- ＜0.3②按含盐程度不同，可分以下四类：盐渍土名称含盐质量（%）氯盐渍土及亚氯盐渍土硫酸盐渍土及亚硫酸盐渍土弱盐渍土0.3～1 0.3～0.5中盐渍土1～5 0.5～2.0强盐渍土5～8 2～5过盐渍土＞8 ＞5③按地区不同分类：盐渍土按地区不同可分为内陆干旱盐渍土、滨海盐渍土、平原盐渍土等。

④按土的性质分类：盐渍土按土的性质分类，可分为粗颗粒盐渍土、细颗粒盐渍土等。

1.2 盐渍土腐蚀性研究现状盐渍土兼有土体自身腐蚀和盐类的腐蚀特征，其中土腐蚀包括：化学反应腐蚀、电化学腐蚀、物理作用腐蚀、微生物腐蚀等；盐类腐蚀主要包括：土中盐类（如氯离子、镁离子、铵离子等）产生的离子结晶、胀缩作用、硫酸盐还原菌作用等。

影响土壤腐蚀的因素土壤的腐蚀性主要受到多种因素的影响。

1．含盐量土壤中含有多种矿物盐，其可溶盐的含量与成分是影响电解质溶液导电性的主要因素，甚至有些成分还参与电化学反应，从而对土壤腐蚀性产生一定的影响。

一般，土壤中可溶盐的含量都在2％以内，很少超过5％。

土壤中分布最广的是含镁、钾、钠、钙元素的盐类。

因为铁盐大都是可溶盐，所以氯离子和硫酸根离子含量越大，土壤腐蚀性越强。

2．含水量土壤中总是有一定量的水分，含水量不同，土壤的腐蚀性不同。

(1)土壤含水量很低时，腐蚀性一般不大；(2)含水量增加，电解质溶液增多，腐蚀原电池回路电阻减小，腐蚀速度增大；(3)含水量增加到一定程度，土壤中的可溶盐已全部溶解，随着含水量的增加，不再有新的盐分溶解，腐蚀速度不再有较大的变化。

3．含氧量如前所述，O2是金属腐蚀的去极化剂，其存在，可以加速金属的腐蚀。

土壤中含氧量增加，可以减小阴极反应所受阻力，增加腐蚀电池的腐蚀电流即提高腐蚀速度。

由此，可以认为氧的存在可以起到去极化作用。

土壤中含氧量的大小与土壤的深度、结构、渗透性、含水量、温度和生物活动等因素有关。

在通常情况下，干燥疏松的土壤，含氧量较高；沼泽土和粘性较强的土壤，含氧量较低。

4．细菌如前所述，一般情况下含氧量越大，土壤腐蚀性越强。

但是在某些缺氧的土壤中仍发现存在严重的腐蚀，这是因为有细菌参加了腐蚀过程。

土壤中与金属腐蚀有关的细菌主要是硫酸盐还原菌。

硫酸盐还原菌属于厌氧性细菌，即只有在缺氧或无氧的条件下才能生存。

如果土壤中非常缺氧，而且有不存在氧浓差电池及杂散电流等腐蚀大电池时，腐蚀过程是很难进行的。

但是，对于含有硫酸盐的土壤，如果有硫酸盐还原菌的存在，腐蚀不但能顺利进行，而且更加严重。

细菌腐蚀并非它本身对金属的侵蚀作用，而是细菌生命活动的结果间接地对金属腐蚀的电化学过程产生影响。

据（阿果石油论坛）主要有以下4种方式影响腐蚀过程。

(1)新陈代谢产物的腐蚀作用：硫酸盐还原菌新陈代谢过程中产生的硫化物，可以促进金属的腐蚀。

一般按土壤遗传层侵蚀厚度或剩余厚度的标准分为五个等级，即无明显侵蚀，轻度侵蚀，中度侵蚀，重度侵蚀和严重侵蚀。

每个年级对应的特征如下：没有明显的侵蚀意味着土壤剖面a，b和c保持完整。

轻微腐蚀意味着a层的厚度大于1/2，B和C层的厚度完好无损。

中等腐蚀意味着a层的厚度小于1/2，而B和C层的厚度完好无损。

强度侵蚀意味着不保留层a，层B开始腐蚀和裸露，而层C保持完整。

严重腐蚀意味着A和B层没有保留，C层开始腐蚀和暴露。

扩展数据：土壤侵蚀分布在全球范围内，水蚀主要分布在50°N和40°s之间。

中国的水蚀地区主要分布在20°N和50°n之间。

风蚀主要发生在草原和沙漠。

美国，中国，俄罗斯，澳大利亚，印度等国家是水土流失的主要分布国，南美和非洲的一些国家也有较大的分布面积。

中国的水土流失主要分布在西北的黄土高原，南部的山地和丘陵地区，北部的山地和丘陵地区，东北地区的低丘陵地带，四川盆地以及周围的山区和丘陵地带。

中国的风蚀区主要分布在东北，西北和华北的干旱早，半干旱地区以及沿海沙地。

中国是世界上水土流失最严重的国家之一，其范围遍布全国。

主要侵蚀类型为水力侵蚀，风蚀，重力侵蚀，冻融侵蚀和冰川侵蚀。

根据水利部遥感中心1990年的调查和统计，中国水土流失面积达到492万平方公里，占全国土地面积的51％，其中水蚀面积179万平方公里，风蚀面积为188万平方千米，冻融侵蚀面积为125万平方千米。

重力侵蚀分布在以上三种类型的土壤侵蚀中。

中国的山区和丘陵地带，地形起伏大，地表松散和深厚，降雨强度高，开垦历史悠久，植被覆盖率低都是造成中国水土流失的重要因素。

各种因素的不同组合决定了土壤侵蚀的类型，程度，区域分布和潜在风险。

腐蚀的概念名词解释腐蚀是指一种物质逐渐被化学反应侵蚀、损坏或破坏的过程。

这种过程通常是由于物质与其周围环境中的化学物质发生反应而引起的。

腐蚀可以发生在不同的材料上，例如金属、石材、混凝土等。

腐蚀是一种广泛存在的自然现象，其发生是由于化学反应导致金属或其他材料与环境中的氧、水、酸、盐等物质发生反应。

这些化合物与材料表面的金属离子或分子结合，形成新的化合物，导致材料的破坏。

腐蚀不仅在自然界中存在，也在工业生产和日常生活中常常出现。

腐蚀可以分为几种不同的类型，包括电化学腐蚀、化学腐蚀和微生物腐蚀。

电化学腐蚀是最常见的腐蚀类型，发生在金属与电解质接触时，通过氧化还原反应引起物质的腐蚀。

化学腐蚀是指材料与化学物质直接接触导致的腐蚀现象，如金属与酸或碱性物质的反应。

微生物腐蚀则是由微生物产生的化学物质引起的腐蚀，这些微生物可以存在于水、土壤、空气中。

腐蚀对于材料的破坏是一个逐渐发展的过程，这取决于多个因素，如物质的特性、环境条件、腐蚀介质的浓度和温度等。

金属材料通常更容易受到腐蚀的侵害，因为金属离子的释放速率较高。

一些特殊的金属合金可以通过控制化学成分来抵御腐蚀，例如不锈钢、铝合金和镀层材料。

为了降低腐蚀对材料的破坏，可以采取多种预防和防护措施。

例如，使用腐蚀抑制剂可以减缓腐蚀反应的进行。

涂覆防腐油漆、涂层或电镀层可以提供材料的屏障保护，防止腐蚀介质接触到材料表面。

此外，通过控制环境条件，如湿度、温度和酸碱度，也可以减少腐蚀的发生率。

腐蚀的影响不仅仅局限于材料的破坏，还涉及到各个领域的经济损失和环境问题。

腐蚀会导致设备、结构和基础设施的提前失效，增加维修和更换的成本。

在工业生产中，腐蚀还可能导致生产线停机，影响生产效率和质量。

此外，由于腐蚀产生的金属离子和化学物质可能渗入土壤和水源，对环境造成污染，对生态系统和人类健康构成威胁。

为了应对腐蚀问题，人们进行了大量的研究和创新。

从改进材料的耐蚀性能，到发展新的防护涂层和防腐技术，以及加强腐蚀监测和预测等。

金属在土壤中的腐蚀林清枝金属在大自然中经常遭到的各种电化学腐蚀、如大气腐蚀、土壤腐蚀和海水腐蚀等。

这些腐蚀有个共同特点，即主要是吸氧腐蚀（电化学腐蚀中，是氧分子接受电子），但它们又具有各自的规律。

如今，随着现代比城乡建设，地下设施日益增多，金属构件遭到的腐蚀日趋严重，研究并了解土壤的腐浊规律显得有格外意义。

由于土壤的组成及结构的复杂性，其腐蚀远比大气腐蚀复杂得多，本文仅就土壤的腐蚀类型作些分析。

常见的土壤腐蚀有：一、差异充气引起的腐蚀由于氧气分布不均匀而引起的金属腐蚀，称为差异充气腐蚀。

土壤的固体颗粒含有砂子、灰、泥渣和植物腐烂后形成的腐植土。

在土壤的颗粒间又有许多弯曲的微孔（或称毛细管），土壤中的水分和空气可通过这些微孔而深入到土壤中的水分和空气可通过这些微孔而深入到土壤内部，土壤中的水分除了部分与土壤的组分结合在一起，部分粘附在土壤的颗粒表面，还有一部分可在土壤的微孔中流动。

于是，土壤的盐类就溶解在这些水中，成为电解质溶液，因此，土壤湿度越大含盐量越多，土壤的导电性就越强。

此外，土壤中的氧气部分溶解在水中，部分停留在土壤的缝隙内，土壤中的含氧量也与土壤的湿度、结构有密切关系，在干燥的砂土中，氧气容易通过,含氧量较高;在潮湿的砂土中,氧气难以通过，含氧量较低.；在潮湿而又致密的粘士中，氧气的通过就更加困难，故含氧量最低。

埋在地下的各种金属管道，如果通过结构和干湿程度不同的土壤将会引起差异充气腐蚀，假如，铁管部分埋在砂士中，另一部分埋在粘土中，由腐蚀电池阳极Fe-2e T Fe2+1阴极—O2+H2O+2e T2OH-222不难看出，因砂土中氧的浓度大于粘士中氧的浓度，则在砂土中更容易进行还原反应，即在砂土中铁的电极电势高于在粘土中铁的电极电势，于是粘土中铁管便成了差异充气电池的阳极而遭到腐蚀。

同理，埋在地下的金属构件，由于埋设的深度不同，也会造成差异充气腐蚀，其腐蚀往往发生在埋得深层的部位，因深层部位氧气难以到达，便成为差异充气电池的阳极,那些水平放置而直径较大的金属管，受腐蚀之处亦往往是管子的下部，这也是由差异充气所引起的腐蚀。

全球气候变暖对土壤1、全球变暖导致上层土壤腐蚀①土壤腐蚀是指金属在土壤中所发生的腐蚀。

土壤是具有毛细管多孔性的特殊固体电解质。

土壤腐蚀的阴极过程主要是氧去极化作用，由于氧要透过固体的微孔电解质到达阴极，过程比较复杂，进行得较慢，且土壤的结构和湿度对氧的流动有很大的影响。

常见的土壤腐蚀形式有：充气不均引起的腐蚀，杂散电流引起的腐蚀和微生物引起的腐蚀。

②影响因素：（1）电阻率它是土壤腐蚀的综合性因素。

土壤的含水量，含量盐量，土质，温度等都会影响土壤的电阻率。

土壤含水率未饱和时，土壤电阻率随含水量的增加而减小。

当达到饱和时，由于土壤孔隙中的空气被水所填满，含水量增加时，电阻率也增大。

（2）含氧量土壤的透气性好坏直接与土壤的孔隙度松紧度，土质结构有着密切关系。

紧密的土壤中氧气的传递速度较慢，疏松的土壤中氧气的传递速度较快。

在含氧量不同的土壤中，很容易形成氧浓差电池而引起腐蚀。

（3）盐分土壤中的盐分除了对土壤腐蚀介质的导电过程起作用外，还参与电化学反应，从而影响土壤的腐蚀性。

它是电解液的主要成份。

含盐量越高，电阻率越低，腐蚀性就越强。

氯离子对土壤腐蚀有促进作用，所以在海边潮汐区或接近盐场的土壤，腐蚀更为严重。

但碱土金属钙、镁等的离子在非酸性土壤中能形成难溶的氧化物和碳酸盐，在金属表面上形成保护层，能减轻腐蚀。

富含钙镁离子的石灰质土壤，就是一个典型例子。

（4）含水量水分使土壤成为电解质，是造成电化学腐蚀的先决条件。

土壤中的含水量对金属材料的腐蚀率存在着一个最大值。

当含水量低时，腐蚀率随着含水量的增加而增加。

达到某一含水量时腐蚀率最大达时再增加含水量，其腐蚀性反而下降。

（5）pH值即土壤的酸碱性强弱指标。

它是土壤中所含盐份的综合反映。

金属材料在酸性较强的土壤腐蚀最强。

中性，碱性土壤中，腐蚀较小。

（6）温度土壤温度通过影响土壤的物理化学性质来影响土壤的腐蚀性的。

它可以影响土壤的含水量，电阻率，微生物等。

温度低，电阻率增大，温度高，电阻率降低。

《腐蚀理论及应用》部分篇章总结根据腐蚀的基本过程易知，其主要是在金属与介质之间的界面上进行，故腐蚀介质对金属材料的腐蚀过程有重大的影响。

在石油化工生产中，由于各种介质的性质不同，金属在其中的腐蚀规律也不同。

以下简述金属在各种环境下的腐蚀。

（1）金属在干燥气体中的腐蚀：分析金属在干燥气体中的腐蚀，有实际意义的是高温（500～1000℃）下的腐蚀，包括金属的高温氧化、钢的脱碳、铸铁的肿胀和钢在高温高压下的氢腐蚀。

（2）金属在大气中的腐蚀：这是最古老的腐蚀问题，在很大程度上取决于大气的成分、湿度和温度。

表面的潮湿程度，通常是决定大气中腐蚀速度的主要因素，腐蚀率通常随湿度增加而增加，对于许多金属都存在一个临界湿度，在临界湿度以上，腐蚀速度迅速增大。

腐蚀程度最大的是潮湿的、受严重污染的工业大气，对于大多数工业结构合金来说，最能加速腐蚀工程的是二氧化硫、硫化氢、氯。

（3）金属在海水中的腐蚀：海水是唯一的含盐浓度相当高的电解质溶液也是天然腐蚀剂中腐蚀性最强的介质之一。

海水除含盐类外，还有含量小的其他组分，如臭氧、游离的碘和溴亦是强烈的阴极去极化剂和腐蚀促进剂。

由于海水对金属的腐蚀作用是有电化学的本质，故金属在海水腐蚀中的一个重要参数是电极电位，然而多数金属在海水中的开路电位不是一个常数，它随氧含量、水速、温度和金属的表面条件、冶金因素而改变。

而许多非铁金属如铝、钛等在静止或缓慢流动的海水中，腐蚀率是比较小的。

（4）金属在土壤中的腐蚀：多数土壤是无机的和有机的胶质混合颗粒的集合，有毛细管多孔性，土壤的空隙为空气和水气所充满，土壤中含有的盐类溶解在水中，使土壤具有离子导电性，成为一种电解质。

大多数金属在土壤中的腐蚀都属于氧去极化腐蚀，只有在少数情况下才发生氢去极化腐蚀。

土壤腐蚀常见的形式有：由于充气不均引起的腐蚀、由杂质电流引起的腐蚀和由微生物引起的腐蚀。

（5）金属在酸、碱中的腐蚀：酸类对金属的腐蚀情况包括非氧化性酸腐蚀（腐蚀的阴极过程纯粹为氢去极化过程）和氧化性酸腐蚀（腐蚀的阴极过程主要是氧化剂的还原过程）。

土壤的腐蚀性评估Coppe，里约热内卢联邦大学，巴西化学研究所，里约热内卢联邦大学，巴西恩普里萨Brasileira德Pesquisa Agropecuária（巴西农业研究公司），里约热内卢，巴西摘要:把土壤作为腐蚀性环境进行研究变得开始有必要了，这是因为材料和环境之间的物理化学相互作用引起的材料退化已显示出来。

在这些工作中，巴西东南部地区土壤的腐蚀性已经被研究了。

在这个区域，收集到了位于靠近矿浆管道的不同点的16个样品。

为了更好地理解的土壤腐蚀性，下面分析了已经准备好的由土壤样品制备的溶液：离子色谱分析法测定；等离子体放射测定和pH的测量方法。

结果表明了目前土壤成分中所包含的的元素数量对这个环境的土壤腐蚀性评估是非常重要的。

土壤腐蚀性的评价重要的是选择有效的方法，以保护地下结构和避免由管道故障引起的土壤污染。

关键词：腐蚀；土壤；管道；土壤成分1．介绍作为腐蚀性环境对土壤的研究是非常必要的，归因于埋在地下的管道和储油罐，因为它们的恶化可以代表着几年来的一个现实的经济和环境问题。

许多参数可以影响土壤腐蚀性，但较常用的方法是测量具有代表性土壤的腐蚀性。

自从全国腐蚀工程协会成立于1948年,对土壤腐蚀性概念理解的增加是有目共睹的。

其实，对环境的关注是非常重要的和一个更好的土壤侵蚀剂的理解对地下结构足够的更多的保护，避免泄漏的发生，作为结果，导致土壤的污染，是有必要。

根据Trabanelli等人(1972)，土壤可被视为一种一般极性的胶体毛孔特征的体系。

土壤颗粒之间的空间可装满水或气体。

费雷拉（2006）提到，当土壤与大气和海水或其他环境相比时，很难被归类为潜在的腐蚀性，因为它非常复杂。

海水，依据腐蚀专家提出明确的特点，以及同样相关的环境，使标准化的分类被用来表示：城市，海洋，工业和农村环境。

土壤的腐蚀性可理解为一种环境下产生和发展腐蚀现象的能力。

土壤被定义为一个电解质,这也可以理解为电化学理论。

土壤腐蚀区域等级电流密度电位差土壤腐蚀是指土壤中的金属材料受到化学、电化学或生物作用的影响而发生破坏、溶解或腐蚀的现象。

不同区域的土壤腐蚀程度不同，由于土壤成分、温度、湿度等因素的差异，电流密度和电位差也会有所不同。

本文将从土壤腐蚀的等级、电流密度和电位差三个方面进行阐述。

一、土壤腐蚀区域等级土壤腐蚀区域等级是根据土壤腐蚀程度的不同而划分的。

通常将土壤腐蚀分为轻度、中度和重度三个等级。

轻度腐蚀区域的特点是土壤中的腐蚀作用较弱，金属材料的损失相对较小。

这种情况下，土壤中的电流密度较低，通常在0.1-1.0 mA/cm²之间。

电位差较小，一般在-0.2V到-0.4V之间。

中度腐蚀区域的土壤腐蚀程度介于轻度和重度之间。

电流密度一般在1.0-10.0 mA/cm²之间，电位差在-0.4V到-0.6V之间。

重度腐蚀区域的土壤腐蚀程度最为严重，金属材料的腐蚀损失较大。

此时，土壤中的电流密度会超过10.0 mA/cm²，电位差一般在-0.6V 以下。

二、电流密度的影响因素土壤中的电流密度取决于多个因素，主要包括土壤中的湿度、温度、土壤成分和金属材料的特性等。

土壤中的湿度是影响电流密度的重要因素之一。

湿度越高，土壤中的电解质浓度越大，电流密度也会相应增加。

土壤的温度也会对电流密度产生影响。

一般来说，土壤的温度越高，电流密度也会随之增加。

土壤成分和金属材料的特性也会对电流密度产生影响。

土壤中含有的金属离子浓度越高，电流密度也会相应增加。

而金属材料的导电性能和抗腐蚀性能也会影响电流密度的大小。

三、电位差的作用机制电位差是指金属材料与土壤之间的电势差，可以用来描述土壤腐蚀的趋势和方向。

当金属材料与土壤接触时，会形成一个电化学电池，产生电流。

电位差的大小取决于金属材料的电极电势和土壤的氧化还原能力。

金属材料的电极电势是指金属表面与标准电极之间的电势差。

金属表面的电极电势越负，说明金属更容易被腐蚀。