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金屬管道在土壤中的腐蝕與防護(hù)

文檔作者：許偉文檔來(lái)源：中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院、國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局油氣管道工程技術(shù)研究中心		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年04月29日
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2017年11月 | 129
0 引言
管道的運(yùn)用不僅僅在工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，在
民用設(shè)施等方面也是大有發(fā)展，所以，成為目前很受歡迎的一
種運(yùn)輸方式。隨著我國(guó)石油化工企業(yè)的飛速發(fā)展以及城市公共
設(shè)施建設(shè)速度的一路高歌猛進(jìn)，管道建設(shè)也隨著不斷地發(fā)展之
中。將管道埋在地下，一方面節(jié)約了地表的空間，另一方面也為
人們的生活提供了方便。但是，其中的土壤腐蝕與防護(hù)問(wèn)題一
直成為最大的問(wèn)題，這很顯然的關(guān)系到了管道的可靠性以及管
道的使用壽命，是促進(jìn)金屬管道不斷向前發(fā)展所必須要面臨的
首要問(wèn)題。
當(dāng)金屬管道被埋在地下，經(jīng)常會(huì)和周?chē)奈镔|(zhì)發(fā)生接觸，
這樣的接觸使管道發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)作用，從而引起的破壞叫
做金屬的腐蝕。金屬管道在埋地后通常發(fā)生腐蝕的原因在與土
壤周?chē)奈镔|(zhì)與金屬管道產(chǎn)生了腐蝕的化學(xué)反應(yīng)，所以才造成
了腐蝕，這在我們看來(lái)就稱為金屬的腐蝕。埋地金屬管道的通
常是腐蝕發(fā)生在含水的環(huán)境下的，在性質(zhì)上屬電化學(xué)的過(guò)程。
由于隨著環(huán)境及其土壤性質(zhì)的不斷改變，金屬的腐蝕也變得越
來(lái)越嚴(yán)重。
1 金屬在土壤中的腐蝕特點(diǎn)
不同的土壤氧氣和水的含量是不同的，主要是由于土壤本
身的不均勻性導(dǎo)致土壤中經(jīng)常出現(xiàn)不同的孔，孔的大小又影響
了空氣和水分的輸送，導(dǎo)致不同土壤具有不同的腐蝕性。又由
于土壤具有相對(duì)穩(wěn)定的特性，因此土壤腐蝕和我們常見(jiàn)的其他
電化學(xué)腐蝕又有區(qū)別。在土壤中，氧氣的傳送不同于在地表上
都是一樣的，在土壤中氧氣的傳送主要是通過(guò)土壤的空隙進(jìn)行
傳送，土壤的空隙又決定了土壤的密實(shí)度，也在一定程度上影
響了土壤對(duì)金屬管道的腐蝕效果。
2 土壤腐蝕的影響因素
(1) 土壤性質(zhì)。金屬管道在土壤中的腐蝕很大程度上是土
壤中的介質(zhì)所影響的。比如土壤的電阻率、土壤的氧含量、含水
量、pH 值、孔隙度等都是影響腐蝕的重要因素。
①孔隙度的影響。土壤孔隙度的大小是影響土壤腐蝕的最
基本的因素，影響著氧的輸送，氧輸送得越多管道就越容易被
腐蝕，就比如說(shuō)沙土、泥土和黏土，其中沙土的土壤腐蝕就遠(yuǎn)遠(yuǎn)
高于了泥土和黏土。也就是說(shuō)，通常土壤的孔隙越大管道腐蝕
也就越嚴(yán)重。
②土壤中含水量的影響。含水量的大小與腐蝕率呈現(xiàn)出一
條拋物線的特質(zhì)。當(dāng)土壤中含水量不斷增加，土壤的腐蝕率就
是不斷增加，但當(dāng)土壤中的含水量多大一個(gè)極值時(shí)，也就是土
壤中的可溶鹽已經(jīng)被水完全溶解的時(shí)候，此時(shí)的腐蝕率是最高
的。但是，隨著含水量再繼續(xù)增加，土壤中已經(jīng)沒(méi)有可以溶解的
鹽分時(shí)，土壤的腐蝕率不會(huì)隨著上升反而會(huì)使腐蝕率下降。通
常是水分含量低于10%，土壤的腐蝕率就會(huì)大大降低。
③電阻率的影響。土壤電阻率和電導(dǎo)率都與土壤的含水
量、含鹽量、孔隙度等很多因素有關(guān)， 土壤電阻率越小腐蝕速
率越高。換句話說(shuō)，也就是土壤中電導(dǎo)率越高，腐蝕的速度就會(huì)
不斷地加快。
④pH 值的影響。我國(guó)大部分土壤屬中性，pH 值在6 ～ 8
之間，隨著pH 值的降低腐蝕速率增加。就比如我國(guó)南方的酸
性土壤與北方的堿性土壤相比，南方的金屬土壤腐蝕率就遠(yuǎn)遠(yuǎn)
高于了堿性土壤的腐蝕率。
⑤含鹽量的影響。土壤中含鹽量的大小也影響著土壤的腐
蝕率。含鹽量越高，土壤的電阻率就會(huì)降低，增加了土壤的電導(dǎo)
率，導(dǎo)致腐蝕的速度不斷加快。
(2) 雜散電流的影響。電車(chē)、電氣化鐵路、以接地為回路的
輸配電系統(tǒng)、電解裝置等，在規(guī)定的電路中進(jìn)行流動(dòng)，其中有一
部分自回路中流出，流入大地、水等環(huán)境中，形成了雜散電流。
雜散電流一部分在流入流出的過(guò)程中，產(chǎn)生干擾腐蝕，通常分
為直流干擾和交流干擾，這是由于干擾源的不同而形成的。雜
散電流的腐蝕速度相較于一般土壤的腐蝕是非?？斓?。
(3) 土壤中的微生物的影響。土壤中微生物對(duì)金屬管道的
腐蝕作用是必不可少的了，并不是由于微生物本身的腐蝕性，
而是微生物生命運(yùn)動(dòng)的結(jié)果。有的微生物參加點(diǎn)擊反應(yīng)，造成
了腐蝕速度的大大增快。
(4) 溫度的影響。溫度對(duì)土壤的腐蝕的作用也是不可小覷
的。通常土壤的腐蝕速度是與溫度成正比的，也就是說(shuō)，土壤的
腐蝕隨著溫度的不斷增加而變快；但是，另一方面，溫度的增
加又會(huì)使土壤變得松散，這樣又會(huì)使土壤的腐蝕速度變慢。
3 土壤腐蝕帶來(lái)的危害
化工生產(chǎn)行業(yè)有許多的金屬管道被埋于地下，由于土壤的
金屬管道在土壤中的腐蝕與防護(hù)
許偉( 中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院、國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局油氣管道工程技術(shù)研究中心， 北京 100029)
(China Special Equipment Inspection and Research Institute □Oil and Gas Pipeline Engineering Research Center of AQSIQBeijing 100029)
摘要：在如今的工業(yè)生產(chǎn)中，許多工程都已經(jīng)離不開(kāi)金屬管道了，比如水、石油、天然氣等的輸送就和金屬管道密切相關(guān)。將金屬
管道埋于地下成為普遍采取的一種長(zhǎng)距離運(yùn)輸方式，給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了許多的方便。但是，埋于地下的金屬管道也出現(xiàn)了
弊端，那就是金屬管道的腐蝕變得越來(lái)越嚴(yán)重了，埋在地下的金屬管道由于受到土壤中的電解質(zhì)、氧含量及其細(xì)菌的影響而快速
的被腐蝕變薄，嚴(yán)重的時(shí)候可能引起管道的爆破，嚴(yán)重影響生產(chǎn)安全，也造成了成本的巨大損失。所以，對(duì)金屬管道腐蝕與防護(hù)方
面的研究顯得極其重要。本文就從目前金屬管道在土壤中腐蝕的特點(diǎn)以及影響金屬管道腐蝕的原因入手，旨在找到金屬管道的發(fā)
展現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上，介紹本文最重要的金屬在土壤中腐蝕的防護(hù)措施，為以后生產(chǎn)中防止金屬的腐蝕方面提供一些方法和借鑒，
為以后進(jìn)一步的研究金屬腐蝕做好充分的準(zhǔn)備。
關(guān)鍵詞：金屬管道；生產(chǎn)；土壤腐蝕；防護(hù)
萬(wàn)方數(shù)據(jù)
設(shè)備運(yùn)維
130 | 2017年11月 腐蝕造成了管道壁變薄，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生管道腐蝕局部穿孔發(fā)生
爆管的危害，給安全生產(chǎn)帶來(lái)了巨大的隱患。這樣的例子時(shí)常
出現(xiàn)，2006 年4 月份，某化工廠沿水埋地管道在#2 機(jī)出線處
因土壤腐蝕造成的管道破裂，導(dǎo)致泄露，水流沖擊附近#4 號(hào)
中壓線基礎(chǔ)形成了一定的沖擊坑；2005 年9 月，供水源管道線
發(fā)生爆破，爆破造成了深達(dá)4m 的沖擊坑并摧毀了附近的一間
閑置廠房……由此可以看出，金屬管道在土壤下被腐蝕所造成
的危害是非常大的，應(yīng)該引起大家的高度重視，做好金屬管道
在土壤腐蝕中的防護(hù)措施，保護(hù)企業(yè)的生產(chǎn)以及人員的安全。
4 金屬管道在土壤腐蝕中的防護(hù)措施
4.1 改善金屬的本質(zhì)
金屬在土壤中會(huì)被腐蝕，很大程度上是由于金屬的材料所
致。所以，要想減少腐蝕就要制造出與土壤腐蝕因子相克的材
料，這就要求我們?cè)谏a(chǎn)的過(guò)程中根據(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在土壤中的腐蝕速度。例如，在鋼中加入
鎳制成不銹鋼可以增強(qiáng)防腐蝕能力。
4.2 形成保護(hù)層
金屬在土壤中被腐蝕是由于金屬表面缺乏各種保護(hù)層所
致。所以在金屬管道制造時(shí)，需要在金屬表面覆蓋各種保護(hù)層，
把腐蝕金屬的介質(zhì)與金屬管道分離開(kāi)來(lái)，防止金屬管道被快速
的腐蝕?，F(xiàn)如今工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用的保護(hù)層分為金屬保護(hù)層
和非金屬保護(hù)層，主要采用的方法是點(diǎn)化學(xué)方法、化學(xué)方法以
及物理方法所實(shí)現(xiàn)的。
4.3 改善腐蝕環(huán)境
環(huán)境對(duì)金屬在土壤中的腐蝕具有非常大的作用，無(wú)論是環(huán)
境中的氧的含量或是溫度的高低，以及空氣的濕度，都影響著
金屬在土壤中腐蝕的速度。所以，要想使金屬管道不易腐蝕或
者腐蝕的速度減慢，就必須人為的改變周?chē)沫h(huán)境?？刂骗h(huán)境
中的溫度和濕度，除去介質(zhì)中的氧的含量等都可以從不同程度
上減少腐蝕或者防止腐蝕。另一方面的人為改變環(huán)境則是通過(guò)
在介質(zhì)中添加能夠降低腐蝕速率的物質(zhì)來(lái)降低土壤周?chē)h(huán)境
對(duì)金屬管道的腐蝕。
5 結(jié)語(yǔ)
隨著如今工業(yè)化的不斷發(fā)展，金屬管道的運(yùn)用也是越來(lái)越
廣泛，但是埋地金屬管道腐蝕問(wèn)題也成為當(dāng)今金屬管道在發(fā)展
中所遇到的重大挑戰(zhàn)。因此，如何減少金屬管道在土壤中的腐
蝕，如何進(jìn)行防護(hù)成為未來(lái)金屬管道向前發(fā)展所必須要解決的
難題。以上的幾種方法希望能夠?qū)Υ擞兴鶐椭?
參考文獻(xiàn):
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機(jī)泵機(jī)械密封泄漏的
原因及措施分析
黃景云( 廣東眾和化塑有限公司， 廣東 茂名 525000)
摘要：在石油化工生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)泵有著非常廣泛的應(yīng)用。機(jī)
泵機(jī)械的正常使用是保證機(jī)泵應(yīng)用效率的關(guān)鍵因素，然而在機(jī)
泵機(jī)械中難免會(huì)存在密封泄露的問(wèn)題，導(dǎo)致著火事件的發(fā)生，
威脅到操作人員的生命安全。為了防止意外事故的發(fā)生，石油
化工企業(yè)必須采取措施加強(qiáng)機(jī)泵機(jī)械的密封保護(hù)措施，提高機(jī)
泵的使用效率和運(yùn)行安全性。本文主要分析機(jī)泵機(jī)械發(fā)生密封
泄露的原因，并提出改進(jìn)措施，希望幫助石油企業(yè)優(yōu)化機(jī)泵機(jī)
械的密封效果。
關(guān)鍵詞：機(jī)泵機(jī)械; 密封泄露; 原因與措施
0 引言
作為一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械的油封裝置，機(jī)械密封以其使用壽命
長(zhǎng)、功率損耗小、泄漏量少等優(yōu)點(diǎn)被應(yīng)用在石油企業(yè)機(jī)泵中，同
時(shí)隨著各種新型密封材料的研發(fā)和應(yīng)用，擴(kuò)展了機(jī)械密封的應(yīng)
用范圍。但是，在機(jī)泵機(jī)械密封中如果沒(méi)有做好設(shè)計(jì)、操作等方
面的工作，很容易出現(xiàn)安全事故。石油企業(yè)的工作人員需要對(duì)
機(jī)泵機(jī)械密封泄漏的原因做細(xì)致分析，并做好防控方案，降低
事故發(fā)生的概率。
1 機(jī)泵機(jī)械發(fā)生密封泄漏的原因
在石油企業(yè)中，機(jī)泵機(jī)械發(fā)生密封泄漏的原因比較復(fù)雜，
一般可以將其分為三個(gè)方面:一是制造質(zhì)量不達(dá)標(biāo)；二是安裝
不規(guī)范，出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題；三是施工方面的問(wèn)題。具體的原因如
圖1 所示:
2 應(yīng)對(duì)機(jī)泵機(jī)械密封泄漏的措施
機(jī)械密封主要是依靠靜環(huán)與動(dòng)環(huán)端面之間的貼合和相對(duì)
轉(zhuǎn)動(dòng)構(gòu)成裝置的密封效果，最大限度地控制泄漏情況的出現(xiàn)[1]。
因此，在機(jī)械密封中決定其質(zhì)量的關(guān)鍵就是靜環(huán)和動(dòng)環(huán)的貼合
狀況。在防控機(jī)械密封泄漏問(wèn)題時(shí)，一方面是在機(jī)泵機(jī)械的日
常運(yùn)行中做好檢查和防范，另一方面是在安裝密封裝置時(shí)做好
設(shè)計(jì)、機(jī)械型號(hào)選擇和安裝方面的工作。
2.1 防范機(jī)械密封泄漏常見(jiàn)問(wèn)題的措施
在分析機(jī)泵機(jī)械密封出現(xiàn)故障的原因時(shí)發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)問(wèn)題
的主要原因就是沒(méi)有做好日常的檢查維護(hù)，或者是采用的維護(hù)
措施不恰當(dāng)。所以，為了避免機(jī)泵機(jī)械密封出現(xiàn)泄漏必須加強(qiáng)
對(duì)其的保養(yǎng)和維護(hù)，保障機(jī)械的生產(chǎn)運(yùn)行。機(jī)泵機(jī)械密封經(jīng)常
出現(xiàn)的問(wèn)題、出現(xiàn)問(wèn)題的員和具體的防范措施有:
(1) 出現(xiàn)發(fā)熱、磨損和發(fā)煙之類的問(wèn)題，主要原因及防范措
施有①端面的寬度過(guò)大，可以采取減小端面寬度，降低彈簧壓
力的方法來(lái)防范；②靜動(dòng)環(huán)端面粗糙，可以采取提高端面光潔
度的方式防范；③冷卻效果和潤(rùn)滑情況不佳，可以采取改善冷
卻措施和潤(rùn)滑情況的方式防范；④端面不耐高溫和腐蝕，可以
采取更換耐腐蝕和高溫的靜動(dòng)環(huán)來(lái)防范；
(2) 出現(xiàn)間歇性泄露的問(wèn)題，主要原因是泵操作缺乏平穩(wěn)

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