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金属管道在土壤中的腐蚀与防护

文档作者：许伟文档来源：中国特种设备检测研究院、国家质量监督检验检疫总局油气管道工程技术研究中心		点击数：	更新时间： 2024年04月29日
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2017年11月 | 129
0 引言
管道的运用不仅仅在工业生产中得到了广泛的应用，在
民用设施等方面也是大有发展，所以，成为目前很受欢迎的一
种运输方式。随着我国石油化工企业的飞速发展以及城市公共
设施建设速度的一路高歌猛进，管道建设也随着不断地发展之
中。将管道埋在地下，一方面节约了地表的空间，另一方面也为
人们的生活提供了方便。但是，其中的土壤腐蚀与防护问题一
直成为最大的问题，这很显然的关系到了管道的可靠性以及管
道的使用寿命，是促进金属管道不断向前发展所必须要面临的
首要问题。
当金属管道被埋在地下，经常会和周围的物质发生接触，
这样的接触使管道发生化学和电化学作用，从而引起的破坏叫
做金属的腐蚀。金属管道在埋地后通常发生腐蚀的原因在与土
壤周围的物质与金属管道产生了腐蚀的化学反应，所以才造成
了腐蚀，这在我们看来就称为金属的腐蚀。埋地金属管道的通
常是腐蚀发生在含水的环境下的，在性质上属电化学的过程。
由于随着环境及其土壤性质的不断改变，金属的腐蚀也变得越
来越严重。
1 金属在土壤中的腐蚀特点
不同的土壤氧气和水的含量是不同的，主要是由于土壤本
身的不均匀性导致土壤中经常出现不同的孔，孔的大小又影响
了空气和水分的输送，导致不同土壤具有不同的腐蚀性。又由
于土壤具有相对稳定的特性，因此土壤腐蚀和我们常见的其他
电化学腐蚀又有区别。在土壤中，氧气的传送不同于在地表上
都是一样的，在土壤中氧气的传送主要是通过土壤的空隙进行
传送，土壤的空隙又决定了土壤的密实度，也在一定程度上影
响了土壤对金属管道的腐蚀效果。
2 土壤腐蚀的影响因素
(1) 土壤性质。金属管道在土壤中的腐蚀很大程度上是土
壤中的介质所影响的。比如土壤的电阻率、土壤的氧含量、含水
量、pH 值、孔隙度等都是影响腐蚀的重要因素。
①孔隙度的影响。土壤孔隙度的大小是影响土壤腐蚀的最
基本的因素，影响着氧的输送，氧输送得越多管道就越容易被
腐蚀，就比如说沙土、泥土和黏土，其中沙土的土壤腐蚀就远远
高于了泥土和黏土。也就是说，通常土壤的孔隙越大管道腐蚀
也就越严重。
②土壤中含水量的影响。含水量的大小与腐蚀率呈现出一
条抛物线的特质。当土壤中含水量不断增加，土壤的腐蚀率就
是不断增加，但当土壤中的含水量多大一个极值时，也就是土
壤中的可溶盐已经被水完全溶解的时候，此时的腐蚀率是最高
的。但是，随着含水量再继续增加，土壤中已经没有可以溶解的
盐分时，土壤的腐蚀率不会随着上升反而会使腐蚀率下降。通
常是水分含量低于10%，土壤的腐蚀率就会大大降低。
③电阻率的影响。土壤电阻率和电导率都与土壤的含水
量、含盐量、孔隙度等很多因素有关， 土壤电阻率越小腐蚀速
率越高。换句话说，也就是土壤中电导率越高，腐蚀的速度就会
不断地加快。
④pH 值的影响。我国大部分土壤属中性，pH 值在6 ～ 8
之间，随着pH 值的降低腐蚀速率增加。就比如我国南方的酸
性土壤与北方的碱性土壤相比，南方的金属土壤腐蚀率就远远
高于了碱性土壤的腐蚀率。
⑤含盐量的影响。土壤中含盐量的大小也影响着土壤的腐
蚀率。含盐量越高，土壤的电阻率就会降低，增加了土壤的电导
率，导致腐蚀的速度不断加快。
(2) 杂散电流的影响。电车、电气化铁路、以接地为回路的
输配电系统、电解装置等，在规定的电路中进行流动，其中有一
部分自回路中流出，流入大地、水等环境中，形成了杂散电流。
杂散电流一部分在流入流出的过程中，产生干扰腐蚀，通常分
为直流干扰和交流干扰，这是由于干扰源的不同而形成的。杂
散电流的腐蚀速度相较于一般土壤的腐蚀是非常快的。
(3) 土壤中的微生物的影响。土壤中微生物对金属管道的
腐蚀作用是必不可少的了，并不是由于微生物本身的腐蚀性，
而是微生物生命运动的结果。有的微生物参加点击反应，造成
了腐蚀速度的大大增快。
(4) 温度的影响。温度对土壤的腐蚀的作用也是不可小觑
的。通常土壤的腐蚀速度是与温度成正比的，也就是说，土壤的
腐蚀随着温度的不断增加而变快；但是，另一方面，温度的增
加又会使土壤变得松散，这样又会使土壤的腐蚀速度变慢。
3 土壤腐蚀带来的危害
化工生产必威体育官方网站
有许多的金属管道被埋于地下，由于土壤的
金属管道在土壤中的腐蚀与防护
许伟( 中国特种设备检测研究院、国家质量监督检验检疫总局油气管道工程技术研究中心， 北京 100029)
(China Special Equipment Inspection and Research Institute □Oil and Gas Pipeline Engineering Research Center of AQSIQBeijing 100029)
摘要：在如今的工业生产中，许多工程都已经离不开金属管道了，比如水、石油、天然气等的输送就和金属管道密切相关。将金属
管道埋于地下成为普遍采取的一种长距离运输方式，给人们的生产生活带来了许多的方便。但是，埋于地下的金属管道也出现了
弊端，那就是金属管道的腐蚀变得越来越严重了，埋在地下的金属管道由于受到土壤中的电解质、氧含量及其细菌的影响而快速
的被腐蚀变薄，严重的时候可能引起管道的爆破，严重影响生产安全，也造成了成本的巨大损失。所以，对金属管道腐蚀与防护方
面的研究显得极其重要。本文就从目前金属管道在土壤中腐蚀的特点以及影响金属管道腐蚀的原因入手，旨在找到金属管道的发
展现状。在此基础上，介绍本文最重要的金属在土壤中腐蚀的防护措施，为以后生产中防止金属的腐蚀方面提供一些方法和借鉴，
为以后进一步的研究金属腐蚀做好充分的准备。
关键词：金属管道；生产；土壤腐蚀；防护
万方数据
设备运维
130 | 2017年11月 腐蚀造成了管道壁变薄，严重时会发生管道腐蚀局部穿孔发生
爆管的危害，给安全生产带来了巨大的隐患。这样的例子时常
出现，2006 年4 月份，某化工厂沿水埋地管道在#2 机出线处
因土壤腐蚀造成的管道破裂，导致泄露，水流冲击附近#4 号
中压线基础形成了一定的冲击坑；2005 年9 月，供水源管道线
发生爆破，爆破造成了深达4m 的冲击坑并摧毁了附近的一间
闲置厂房……由此可以看出，金属管道在土壤下被腐蚀所造成
的危害是非常大的，应该引起大家的高度重视，做好金属管道
在土壤腐蚀中的防护措施，保护企业的生产以及人员的安全。
4 金属管道在土壤腐蚀中的防护措施
4.1 改善金属的本质
金属在土壤中会被腐蚀，很大程度上是由于金属的材料所
致。所以，要想减少腐蚀就要制造出与土壤腐蚀因子相克的材
料，这就要求我们在生产的过程中根据不同的用途选择不同的
材料组成耐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐蚀性，
可以防止或减缓金属在土壤中的腐蚀速度。例如，在钢中加入
镍制成不锈钢可以增强防腐蚀能力。
4.2 形成保护层
金属在土壤中被腐蚀是由于金属表面缺乏各种保护层所
致。所以在金属管道制造时，需要在金属表面覆盖各种保护层，
把腐蚀金属的介质与金属管道分离开来，防止金属管道被快速
的腐蚀。现如今工业生产中普遍采用的保护层分为金属保护层
和非金属保护层，主要采用的方法是点化学方法、化学方法以
及物理方法所实现的。
4.3 改善腐蚀环境
环境对金属在土壤中的腐蚀具有非常大的作用，无论是环
境中的氧的含量或是温度的高低，以及空气的湿度，都影响着
金属在土壤中腐蚀的速度。所以，要想使金属管道不易腐蚀或
者腐蚀的速度减慢，就必须人为的改变周围的环境。控制环境
中的温度和湿度，除去介质中的氧的含量等都可以从不同程度
上减少腐蚀或者防止腐蚀。另一方面的人为改变环境则是通过
在介质中添加能够降低腐蚀速率的物质来降低土壤周围环境
对金属管道的腐蚀。
5 结语
随着如今工业化的不断发展，金属管道的运用也是越来越
广泛，但是埋地金属管道腐蚀问题也成为当今金属管道在发展
中所遇到的重大挑战。因此，如何减少金属管道在土壤中的腐
蚀，如何进行防护成为未来金属管道向前发展所必须要解决的
难题。以上的几种方法希望能够对此有所帮助。
参考文献:
[1] 吴翠松. 金属管道在土壤中的腐蚀与防护[J]. 科技
风,2009(14):223-225.
[2] 孙勇. 埋地金属管道的腐蚀与防护[J]. 化工装备技
术,2005,26(3):73-75.
[3] 东北输油管理局工程处. 地下长输管道土壤环境腐蚀
性防护状况带状图[J].1994.
[4] 王文和, 沈士明. 埋地管道外腐蚀致因事故树分析
[J]. 腐蚀与防护,2007,28(11):587-589.
机泵机械密封泄漏的
原因及措施分析
黄景云( 广东众和化塑有限公司， 广东 茂名 525000)
摘要：在石油化工生产过程中，机泵有着非常广泛的应用。机
泵机械的正常使用是保证机泵应用效率的关键因素，然而在机
泵机械中难免会存在密封泄露的问题，导致着火事件的发生，
威胁到操作人员的生命安全。为了防止意外事故的发生，石油
化工企业必须采取措施加强机泵机械的密封保护措施，提高机
泵的使用效率和运行安全性。本文主要分析机泵机械发生密封
泄露的原因，并提出改进措施，希望帮助石油企业优化机泵机
械的密封效果。
关键词：机泵机械; 密封泄露; 原因与措施
0 引言
作为一种旋转机械的油封装置，机械密封以其使用寿命
长、功率损耗小、泄漏量少等优点被应用在石油企业机泵中，同
时随着各种新型密封材料的研发和应用，扩展了机械密封的应
用范围。但是，在机泵机械密封中如果没有做好设计、操作等方
面的工作，很容易出现安全事故。石油企业的工作人员需要对
机泵机械密封泄漏的原因做细致分析，并做好防控方案，降低
事故发生的概率。
1 机泵机械发生密封泄漏的原因
在石油企业中，机泵机械发生密封泄漏的原因比较复杂，
一般可以将其分为三个方面:一是制造质量不达标；二是安装
不规范，出现质量问题；三是施工方面的问题。具体的原因如
图1 所示:
2 应对机泵机械密封泄漏的措施
机械密封主要是依靠静环与动环端面之间的贴合和相对
转动构成装置的密封效果，最大限度地控制泄漏情况的出现[1]。
因此，在机械密封中决定其质量的关键就是静环和动环的贴合
状况。在防控机械密封泄漏问题时，一方面是在机泵机械的日
常运行中做好检查和防范，另一方面是在安装密封装置时做好
设计、机械型号选择和安装方面的工作。
2.1 防范机械密封泄漏常见问题的措施
在分析机泵机械密封出现故障的原因时发现，出现问题
的主要原因就是没有做好日常的检查维护，或者是采用的维护
措施不恰当。所以，为了避免机泵机械密封出现泄漏必须加强
对其的保养和维护，保障机械的生产运行。机泵机械密封经常
出现的问题、出现问题的员和具体的防范措施有:
(1) 出现发热、磨损和发烟之类的问题，主要原因及防范措
施有①端面的宽度过大，可以采取减小端面宽度，降低弹簧压
力的方法来防范；②静动环端面粗糙，可以采取提高端面光洁
度的方式防范；③冷却效果和润滑情况不佳，可以采取改善冷
却措施和润滑情况的方式防范；④端面不耐高温和腐蚀，可以
采取更换耐腐蚀和高温的静动环来防范；
(2) 出现间歇性泄露的问题，主要原因是泵操作缺乏平稳

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