對于有腐蝕介質(zhì)的土壤來說,鋪裝管道,沒有涂裝瀝青漆的話,對于管道的銹蝕腐蝕特別嚴重。如一根管道穿過一邊:疊砂、一邊是含有濕氣的粘土界面時,可以明顯地發(fā)現(xiàn)在粘土和砂的分界線上發(fā)生嚴重的腐蝕。
如果未涂裝管道專用防腐瀝青漆,在這個大電池腐蝕中陰極部分在砂土,陽極部分在粘土中。因此,土壤性質(zhì)的變化為形成大電池腐蝕創(chuàng)造了有利條件。當土壤的導電性高時,大電池腐蝕的電流是相當高的,這樣就使土壤中的部分管道發(fā)生嚴重的點蝕。
在沒有涂裝管道專用防腐瀝青漆的情況下,大電池對管道末端效應的影響由于土壤里氧氣擴散的末端效應,在管道末端和中心部位之問形成了大電池腐蝕。在電介質(zhì)中伴隨著有氧氣極化的金屬腐蝕過程中,在管道末端氧氣的擴散率比較大,這是因為增加了額外的擴散通路。氧氣在土壤里擴散層數(shù)多于電介質(zhì),特別是當厚的土層覆在陰極區(qū)域時,氧氣擴散末端效應的作用將更大。在這種情況下,管道末端起著陰極的作用。因此與其他部分,如管道中心部分的陽極相比,所受到的腐蝕就較均勻和較小。
土壤中不同深度所形成的大電池即使金屬管道被埋在均勻的土壤里,埋的深度不同,也能形成大電池的腐蝕。大電池隨著土壤電阻率的降低而增加,所以垂直安裝的管道從土壤表面一直到深處,容易形成大電池腐蝕。
微電池腐蝕作用除了上述可能形成的幾個大電池腐蝕外,在土壤里的金屬表面上還會形成兩種微電池腐蝕:一種是土壤結(jié)構(gòu)的不均勻而形成的微電池腐蝕;另一種是由于金屬本身所存在的不均勻性形成的微電池腐蝕。防腐瀝青漆對于微電池的腐蝕作用,土壤的電阻是不重要的。通常土壤的腐蝕性是上述的大電池腐蝕作用和小電池腐蝕作用的綜合。不均勻充氣所形成的大電池腐蝕是主要的,特別是腐蝕過程中的點蝕,集中在埋地管道氧氣較少的部位。
在土壤腐蝕中,由微電池所引起的腐蝕具有較均勻的特性,而且大部分存在于管道充氣較多部位(大電池腐蝕作用主要通過土壤的電阻率來確定,電阻率的重要性隨著大電池尺寸的增大而增加)。上述表明,土壤的腐蝕性是由兩個特性決定的:(1)均勻腐蝕的速率主要由微電池腐蝕作用所決定。(2)局部腐蝕或點蝕的速率主要由大電池腐蝕(充氣不同引起的)作用所決定。綜上所述,由于土壤環(huán)境如此復雜,管道埋在地下處于眾多的腐蝕介質(zhì)的包圍之中,如何使埋地金屬管道克服上述因素的影響,一直是管道防腐瀝青漆的重點解決事項。