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当球墨铸铁管道埋设于潮湿的地下时,顶部的回填土相对疏松且距地面近,而底部基本上为原土,土质致密且距地面远。氧气从顶部渗入时会造成管道上下的氧气浓度差,而管道本身既是电极,又是电极联结导线,水为电解质,于是形成“氧浓差电池”。铁失去电子进入水膜,氧气得到电子成为氢氧离子。这种原电池反应的结果,致使在金属表面形成大量的铁锈。球墨铸铁管的氧浓差电池:生物腐蚀生物腐蚀也是一种电化学腐蚀,所不同的是介质因腐蚀生物的繁殖和新陈代谢而改变了与之接触的材料界面的某些理化性质。习惯上可分为厌氧腐蚀和好氧腐蚀。硫酸盐还原菌SBR是生物中对腐蚀影响大,研究多的厌氧腐蚀诱发根源。VonWogozenKuhr等人在1974年提出了经典的去极化理论,认为埋地铸铁管的点蚀是由于SBR的活动通过氢化酶将金属表面去氧,总反应式如下。4Fe+SO42-+4H2O3Fe(OH)2+FeS+2OH-好氧菌为铁氧化菌,硫化菌和铁,通过硫的作用产生硫酸可以发生好氧腐蚀。这些在硫酸浓度达到10~12%时尚能存活,可以对铸铁产生严重的腐蚀。
球墨铸铁管锌在原电池的作用下迅速转变成锌离子。锌离子通过沥青层密封毛孔的作用迁移并覆盖损伤,形成稳定的和不可溶解的保护锌层。Zn2++CO32-ZnCO32-图3锌层自我愈合示意图锌层防腐的重要性与SuezLyonnaisedeseaux公司合作,对极端腐蚀性土壤中49条管线的调查结果显示。l锌层防腐管道:服务期16~19年,只有两根管道,0.5mm~0.7mm铸铁管壁厚度被腐蚀。l无锌层防腐管道:85%管道被腐蚀。圣戈班穆松桥对1961-1974年间使用的管线关于腐蚀方面的调查结果。表1沥青外防腐管道数量沥青+锌层外防腐管道数量截止到1974年年底,腐蚀的管道数量359在1961-1974年期间,使用的管道长度(km)1370065150每1000km损坏的管道数量2.550.14。沥青层+有/无锌层外防腐实验:将试样分为两组,一组仅涂抹沥青层,另一组涂抹锌层,再加上沥青层,然后在样片的中央划出相同尺寸的伤口,再放置到NaClM/10~Na2SO4M/100溶液中浸泡一年,后取出,进行试样比较。
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