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土壤腐蚀的影响因素

影响土壤腐蚀的因素有土壤的孔隙度(透气性)、含水量、导电性、酸碱度、含盐量和微生物等,这些因素相互有联系。

1.孔隙度

孔隙度大有利于保存水分和氧的渗透。透气性好可加速腐蚀过程,但透气性太大,土壤的渗水能力越强而保水能力越弱,又易生成具有保护能力的腐蚀产物层,阻碍金属的阳极溶解,腐蚀性降低。

2.含水量

土壤中的水分可以多种方式存在,有些紧密黏附在固体颗粒的周围,有些在微孔中流动或与土壤组分结合在一起。当土壤中可溶性盐溶解在其中时,就组成了电解液。水分的多少对土壤腐蚀影响很大。通常情况下,干燥土壤的导电性极差,金属在其中的腐蚀过程与干大气腐蚀相似。含水量很低时腐蚀速率不大,随着含水量的增加,土壤中盐分的溶解量增大,土壤的导电性越好,因而加大腐蚀速率。当可溶性盐类全部溶解时,金属的腐蚀速率可达最大值。当水分过多时,因土粒胶黏膨胀堵塞了土壤的孔隙,氧的扩散渗入受阻,相当于全浸腐蚀,腐蚀速率反而减小。

对于长距离氧浓差宏观电池来说,随含水量增加,土壤的电阻率减少,氧浓差电池作用加大。但含水量增加到接近饱和时,氧浓差作用反而减低了。

3.含盐量

土壤中一般含有硫酸盐、硝酸盐和氯化钠等无机盐类,它们大多是可溶性的。不同土壤中所含盐的种类、数量差异极大,总的来看,随着含盐量的增大,土壤的导电性增高,土壤的腐蚀性增大。除了Fe 2+ 离子可能增强厌氧菌的破坏作用,对腐蚀有影响外,一般阳离子对腐蚀影响不大。在钙、镁离子含量较高的石灰质土壤(非酸性土壤)中,因在金属表面形成难溶的氧化物或碳酸盐保护层而使腐蚀减缓。NO 3- 和Cl – 等阴离子对腐蚀影响较大,Cl – 离子对土壤腐蚀有促进作用。海边潮汐区或接近盐场的土壤,腐蚀性更强。

4.土壤的导电性

土壤的导电性与腐蚀性有直接关系,土壤的导电性越好,电阻率越低,土壤的腐蚀性越强,金属的腐蚀速率越大。土壤的导电性与土壤含水量、土壤的孔隙率及含盐量有关。

孔隙度大的土壤(如砂土),水分易渗透流失;而孔隙度小的土壤(如黏土),水分不易流失,含水量大,可溶性盐类溶解得多,导电性好,腐蚀性强。尤其是对长距离宏观电池腐蚀来说,影响更为显著。一般的低洼地和盐碱地因导电性好,所以有很强的腐蚀性。

5.其他因素

通常酸度越大,腐蚀性越强。这是因为易发生氢离子阴极去极化作用的缘故。当土壤中含有大量有机酸时,其pH虽然近中性,但其腐蚀性仍然很强。因此,衡量土壤腐蚀性时,应测定土壤中酸性物质的含量(总酸度)。

温度升高能增加土壤电解液的导电性,加快氧的渗透扩散速度,因此加速腐蚀。温度升高,如处于25~35℃时,最适宜于微生物的生长,从而也加速腐蚀。

土壤中的氧气,有的溶解在水中,有的存在于土壤的缝隙中。土壤中氧的浓度与土壤的湿度和结构都有密切的关系,氧含量在干燥砂土中最高,在潮湿的砂土中次之,而在潮湿密实的黏土中最少。这种含氧量的不均匀性正是造成氧浓差电池腐蚀的原因。

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