随着生产、生活日益增长的需要，人们对水、电、气和石油等的需求量日益增多，而对这些物质的供应多采用管道输送。管道常选用优质钢材，随着焊接技术的进步，无损检测方法的建立，以及安全接头的发展，管道已成为一种可靠的输送手段。但若忽视了防腐，在一定时期之后，由于管壁内外的腐蚀作用，特别是埋在土壤中的部分，常因金属表面腐蚀而造成泄漏事故(张绍奎等2004，周韬2008)。从热力学观点出发，金属腐蚀是一种普遍的现象，除了Au和Pt等少数贵金属外，一般金属都有在环境介质中由元素状态逐渐转变为金属化合物的倾向，它是一种自发的破坏过程。由于地下管道的金属腐蚀与土壤性质有着十分密切的关系，因而对土壤中金属腐蚀机理的研究，并采用合适的防护措施，亦应是环境土壤学研究的重要内容。

一、金属腐蚀的定义和分类

腐蚀是指材料或材料性质，由于它与所处的环境介质之间发生反应而引起恶化的现象。金属腐蚀是指金属表面与环境介质发生化学或电化学作用而遭受破坏。它可按环境介质、腐蚀形式和腐蚀机理等来分类。

按照环境介质分类时，可分为大气腐蚀、海水腐蚀和土壤腐蚀等，这种分类方法有助于从环境系统的特性来研究和了解一些腐蚀的规律。按照腐蚀形式可分为全面性腐蚀或局部性腐蚀，这种分类方法可直观地认识各种腐蚀的表观现象，但不涉及腐蚀的本质。全面腐蚀是指腐蚀发生在整个金属表面上，它可以是均匀的，也可以是不均匀的，如图11-1的1,2所示；局部性腐蚀是指腐蚀部位主要集中在表面的一定区域，而其他部分几乎未被腐蚀所破坏，如图11-1的3～9所示。按照腐蚀的破坏机理，可分为化学腐蚀和电化学腐蚀，而土壤中的金属腐蚀是典型的电化学腐蚀。

图11-1 金属腐蚀的各种形式(兰州化学工业公司化工机械研究所1974)

金属在土壤中的腐蚀亦可分为自然腐蚀和电腐蚀两大类(孙慧珍1989，张道明等1990)。自然腐蚀是金属与土壤介质之间发生化学作用所形成的自发溶解，主要有微电池腐蚀、宏电池腐蚀和生物腐蚀等，其中宏电池腐蚀在土壤中常见的有浓差电池腐蚀、长管线腐蚀、应力腐蚀、水泥砂浆接触和钢筋混凝土接触形成的宏电池腐蚀等。电腐蚀是杂散电流腐蚀的简称，是因杂散电流而产生的强迫溶解，它是电化学腐蚀的一种特殊形式，包括直流杂散电流腐蚀和交流杂散电流腐蚀(张道明等1993)。直流杂散电流对金属的腐蚀情况类似于电解原理，即阳极为正极，为腐蚀区；阴极为负极，为非腐蚀区。直流杂散电流的来源主要是直流电气化铁路、地下电车轨道、有轨电车和无轨电车等的接地装置，还来源于直流电焊机、电解和电镀车间等。交流杂散电流主要来源于交流电气化铁路、二线一地制输电线路、高压或超高压输电网等。一般交流腐蚀的危害性要比直流腐蚀小，但在高压线与管道平行架设时，由于静电场和交变磁场的影响，在钢管上感应出交流电压和电流，它对管道的危害不可忽视。

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