土壤腐蚀绝大多数情况下都是由于埋在地下的金属管线与土壤这种十分特殊的电解质进行电化学过程引起的。土壤是引起城镇燃气埋地钢质管道外(壁)腐蚀的主要原因。土壤是一个由气、液、固组成的多相体系,其透气性和含水性构成了埋地金属的电化学腐蚀环境,且大多数属于氧去极化腐蚀,只有在强酸性土壤中,才会发生氢去极化腐蚀。
在土壤腐蚀中,阴、阳极过程受土壤结构及湿度的影响较大。若土壤疏松、干燥,则阳极过程不易进行。因为这时缺乏使金属成为水化离子必要的水分,而氧的渗透和流动比较容易,即阴极反应容易进行,整个腐蚀过程受阳极控制;而在潮湿的黏性土壤中,氧的渗透和流动速度均较小,但水分充足,所以腐蚀过程主要受阴极过程控制。对于城镇埋地燃气管道,经过透气性不同的土壤而形成氧浓差腐蚀电池时,土壤的电阻成为主要的腐蚀控制因素。
埋在土壤中的金属管道由于各种原因导致管道,表面将出现阳极区和阴极区,并在阳极区发生局部腐蚀。阴极保护就是利用外加手段迫使电解质中被保护金属表面都成为阴极,以达到抑制腐蚀的目的。
阴极保护的主要原理是把整个金属表面转化成阴极,就是将足够的外加电流通向被保护的设备,这样就不会有电流从金属表面流出阴极保护技术根据保护电流的供给方式。可分为牺牲阳极阴极保护法和外加电流阴极保护法。采用牺牲阳极法的主要优点有:无需外部电源、对外界干扰少、安装维护费用低、无需征地或占用其他建筑物、保护电流利用率高等,因此特别适合于城市范围内的埋地管道阴极保护工程。因此,城镇燃气埋地管道防腐的阴极保护宜采用牺牲阳极法。当条件许可时.也可采用外加电流保护法。
牺牲阳极法将被保护金属和一种可以提供保护电流的金属或合金(即牺牲阳极)相连,使被保护体极化以降低腐蚀速率。强制电流保护法将被保护金属与外加电源负极相连,由外部电源提供保护电流,以降低腐蚀速率。常用的牺牲阳极材料有镁及镁合金、锌及锌合金和铝合金。由于阳极的腐蚀产物氢氧化铝胶体在土壤中无法疏散.使阳极钝化而失效.所以在城镇埋地燃气管道中不采用铝合金作为牺牲阳极的材料。
