供热管道腐蚀的机理

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金属腐蚀是指金属在周围介质的（最常见的是液体和气体）作用下，由于化学变化、电化学变化或物理溶解而产生的破坏。例如金属构件在大气中的生锈；钢铁在轧制过程中因高温下与空气中的氧作用产生了大量的氧化皮。腐蚀定义明确指出，金属要发生腐蚀必须有外部介质的作用，且这种作用是发生在金属与介质的相界上。因此，金属腐蚀是包括材料和环境介质两者在内的一个具有反应作用的体系。

供热管道的腐蚀分为两种，内腐蚀和外腐蚀。以往人们对供热管道的腐蚀防护研究主要集中在内腐蚀上，而随着管道老化，外腐蚀问题逐渐显露。城市集中供热管道以地下敷设方式为主，尤其是近年来大量采用的直埋敷设方式。直埋敷设不但施工方便，而且降低了工程造价。但是，一旦出现腐蚀泄漏等故障，查找漏点和维修都十分困难。金属材料在土壤中的腐蚀与其他环境中的腐蚀一样，是一个多影响因素的复杂过程。土壤是由气、液、固三相构成的复杂系统，作为一种特殊的电解质，土壤具有其固有的特点，包括土壤的多相性、多孔性、不均匀性和相对固定性。金属在土壤中的腐蚀与材料的成分、组织结构、表面状态和受力状况等因素有关，同时环境状况对其腐蚀过程也起着至关重要的作用。影响金属在土壤中的腐蚀的环境因素主要有土壤的不均匀性、含盐量、含氧量、含水量、pH值、温度、压力和微生物种类等条件。

供热管道在土壤中的腐蚀属于电化学腐蚀。电化学腐蚀是指金属表面与离子导电的电解质发生电化学作用而产生的破坏。依照电化学机理，腐蚀反应包含有阳极反应和阴极反应，并由金属内部的电子和介质中的离子导电构成电流的循环回路。阳极反应是金属失去电子变为离子转移到介质中，即氧化反应。相对应的阴极反应为介质中的离子吸收电子的还原过程。

阳极反应：Fe→Fe2+＋2e；

（1）阴极反应：2H+＋2e→H2↑（酸性溶液中）；

（2）O2＋4H+＋4e→2H2O（酸性溶液中）；

（3）O2＋2H2O＋4e→4OH-（中、碱性溶液中）；

（4）由于土壤中有空气、水分和能进行离子导电的盐类存在，使土壤具有电解质溶液的特征，这为供热管道的腐蚀提供了必要的客观条件。由于土壤的不均匀性，导致腐蚀程度差异较大，其类型主要是局部腐蚀，极易造成管线的腐蚀穿孔破坏或断裂。