盐城工学院学报金属管道人工土保护层潘永灿金芳芳荀勇盐城工学院建筑工程系,江苏盐城224003煤灰磷石膏等和管沟挖出土搅拌混和后形成人工土,置于金属管道周,可以较好地保护金属管道。
分类号孤449 1近海地区层土特点1苏北近海地区有两层具有典型特征的苏北近海地层工程土,其,属于粉质粘土通常厚约0.52.2,灰黄色,软流塑,混粉沙,含植物根系。并且含有机质。其间,局部夹0.30.5粉砂薄层,深灰色,松散,普云母片。其,在粉质粘土层下,是厚5.020.0m不等的淤泥质粉质粘土,灰色饱水软塑流塑稍臭味咸含有机质具微层理局部夹淤泥粉砂薄层。其外近海地区地下水位较,通常为地面向下0.31.0m左右,地下水除局部受海水浸入外,大部分受大降水和地水体影响,呈季节性变化。
水质基本上属于沉03,他+!2+型,讲值8.0 9.0,弱碱性,对金属构成弱腐蚀。
2土壤理化性质对金属腐蚀的影响2土壤理化性质对金属腐蚀的影响内容很多,其主要可归纳为如下几点含水量当土壤含水量低时,腐蚀性般不大,随着含水量的增加,土壤中各种可溶盐的浓度不断增高,腐蚀电池的工作过程不断增强,回路电阻不断减小,因此,腐蚀速度不断增加。但是,腐蚀速度随含水量增长有定的界限,即含水量增加到某数值时,腐蚀速度达*大,再增加含水量,腐蚀速度基本上不再明显增加。
含氧量土壤含氧量取决于土壤的深度结构渗透性含水量温度和生物活动等因素。土壤中的氧主要来自两个方面方面是空气的渗透;另方面是雨水及地下水带来的深解氧。对多数常用金属来说,含氧量愈,腐蚀速度愈大。
含盐量土壤中可溶盐的含量般在2以内,很少超过56,虽然可溶盐的含量有限,但它是形成电解液的主要因素,含盐量愈,土壤电阻愈小,腐蚀速度愈大。般来说,对金属铁构成腐蚀作用的主要是阴离子,如硝酸根,氯离子,硫酸根3戌。后两种阴离子不论是对钢铁金属或对非铁金属均有腐蚀影响,其中氯离子破坏钝化的作用较大。
细菌土壤中对金属腐蚀有影响的细菌有类,即厌氧菌喜氧菌和兼氧性菌。无论是厌氧菌还是喜氧菌,有氧仅仅是决定细菌在土壤中能否繁殖的个基本条件,其生长条件还和许多因素有关联。土壤中细菌对金属腐蚀的还原过程,随细菌类型不同环境不同而不样。例如,硫酸盐还原菌通过化学反应产生硫化物,硫化物腐蚀金属铁。
有机质有机质对金属腐蚀的作用常常是通过土壤微生物活动过程发生的。土壤有机质在第作者简介潘永灿1973,男,江苏建湖县人,助教。
土壤微生物的作用下,是能把复杂的有机质分解成简单的无机化合物;是能把动植物残体分解后再合成腐殖质。在分解转化过程中,释放出1值般认为,土壤1值低,其腐蚀性大。因为,介质酸性愈大即,值愈小,氢的过电位愈小,阴极反应愈易进行,氢去极化作用愈大,金属腐蚀速度也就愈大。在般情况下,金属在中性土壤中的氢过电位比酸性土壤大,因此,在中性土壤中,金属腐蚀速度般比在酸性土壤中慢。但是,对于些值接近中性,含有大量有机酸的土壤,其腐蚀仍然很强。
氧化还原电位氧化还原电位是个综合反映土壤氧化还原程度的指标。当氧化还原电位时,明氧化剂占的比例大,氧化性强,当氧化还原电位低时,明还原剂占的比例大,还原性强。如果土壤,值在5.58.5的范围内,氧化还原电位愈低,硫酸盐还原菌对金属的腐蚀作用愈大。从氧化还原电位的低,可估计含有机质较的土壤的腐蚀性。
电阻率在其它条件相同的情况下,土壤电阻率愈小,腐蚀电流愈大,则土壤腐蚀性愈强。
反之,则愈弱。电阻率在数千欧姆厘米以上,土壤对钢铁的腐蚀性比较轻微。与此相反,在海水渗透的低洼地和盐碱地,电阻率低达100300 0,其腐蚀性相当强。
土壤质地的松紧度土壤质地的松紧度影响土壤空隙率,进而影响含水量和透气性,影响埋设于土壤中金属的电极电位,阴阳极化和土壤电阻率。它和腐蚀性的关系是比较密切的。
温度温度的变化会影响化学反应速度,般来说,春季土壤解冻,腐蚀速度比冬季水分冻结时有所增大。另外,温度变化还影响电阻率和微生物活动等,从而影响腐蚀性。
3对天然土和人工土腐蚀性的评价和试验影响土壤腐蚀性的因素非常复杂,不能单从某方面考虑,我们采用1评价指数对天然土和人工土腐蚀性进行综合评价,从而认识人工土对金属管道的保护作用。评价时,氧化还原电位采用甘汞铂电极测量法;电阻率采用极法测定,土壤的其它物理化学指标从参考文献和其它资料中获取134.
特性评价指数土质深处地下水土壤状态电阻率含水量u总酸度总碱度氧化还原电位抓,阳和硫化物,离子硫酸盐含量石灰质土+2石灰质泥灰土黄土砂土粉土自然土粉质泥灰土没有壤土质粉质或粘质砂土相同有时有粘土粘质泥灰土腐殖土泥炭土淤泥土沼泽土有时无堆填土5000土质不同23000无经评价计算,如果埋设物在无地下水的粉质样在该层土中,评价指数总和为3.4;埋设在地粘土1层中,其土壤对金属的腐蚀性评价指数下水位以下淤泥质粘土0中,则土壤腐蚀评价总和为0.35;如果埋设物处于地下水位附近,同指数总和为7.22.
盐城工学院学报在室内估测人工土天然湿土水泥石灰粉煤灰磷石裔=40229,1龄期在空气中对金属钢铁的腐蚀指数总和为6.0左右。其抗渗系因此,可以得出,人工土对金属无腐蚀作用;有无地下水的粉质粘土1都为弱腐蚀性;地下水位以下的淤泥质粉质粘土则为中等腐蚀性。
通过试验研究,我们认为粉煤灰掺人人工土对抗海水侵蚀有定的作用;磷石膏掺入人工土可以抗有机质影响;水泥起胶结作用;石灰可以提人工土碱性,增加密实度。在工程中制配人工土时,要根据土和地下水的物理化学性质综合考虑配比设计。
4工程应用于1998年10月12日,在苏北近海某农场生活区应用了人工土对金属管道保护措施,该场地内地下水位约为地面向下0.7m,且地下浅水未受海水侵蚀。排水管道底平均埋深从地面向下1.2爪,直径0.2总长258瓜。铸铁管件面涂层石油沥青防腐层后,置于人工土中,1.
施工时,因该生活区水井基本上可以饮用,地运费较大,因此,人工土采用水泥磷石膏和石灰粉加湿土在砂浆搅拌机内搅拌而成,其重量比约为湿土水泥磷石膏。石灰粉=20.2.1.1.磷石膏为农场磷肥厂排出的工业废料,水泥石灰粉是农场建筑公司常用材料。
施工中,先在挖好的沟槽中倒人人工土达50厚,用水准仪复测标高,141后将涂好沥青的铸铁管放入,接管等工序完成后,再用人工土覆盖,人工土在管侧厚约25,在管顶约30人工土上余下的沟槽空间用天然土回填。
人工土强度比混凝土低,因此,管道修理时,用铁镐可凿开。
5结束语采用水泥石灰粉煤灰磷石膏和土按定比例混合制成人工土包裹在金属周围,可以改善管道所处的土壤环境,降低土壤对管道的腐蚀作用。这种方法造价低廉,施工简便。
1荀勇。盐城地区地下软土理化性质调,分析。盐城工学院学报,1999213.2王强。地下金属管道的腐蚀与阴极保护西宁青海人民出版社,1984.
3徐攸在。盐溃土地基厘。北京中国建筑出版社,1993.12.
4洪乃丰。盐渍土对建筑物的腐蚀与保护。工业建筑,1997134