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球墨铸铁管的锌层防腐技术研究

浏览 982 次 来源: 发布日期:2014-02-14 09:38:47

 
球墨铸铁管的锌层防腐技术研究:

一、锌层防腐研究的现状

在管道防腐的研究中,锚杆钢所不同的是介质因腐蚀微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是微生物中对腐蚀影响最大,研究最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、硫化菌和铁细菌,通过硫细菌的作用产生硫酸可以发生好氧腐蚀。碳素圆钢这些细菌在硫酸浓度达到10~12%时尚能存活,可以对铸铁产生严重的腐蚀。另一种原因是在好氧条件下金属表面细菌繁衍而形成一个高低不平不规则的生物膜。微生物的活动使得生物膜内环境发生变化,如氧浓度、PH值、酸碱度等,使金属表面形成阴阳区,导致原电池反应。

三、锌层防腐作用机理

锌层是一层活跃的保护层,在防腐效果上表现出绝佳的保护性能:

1.电化学保护

铁的电位是-0.440mV,而锌的电位是-0.763mV,比铁的电位低,氧的电位为1.4mV。这样锌氧之间的电位差较大,更易形成原电池,从而将铸铁管壁得到保护。

2.形成稳定的保护层

在与环境土壤接触过程中,金属锌与土中的碳酸盐等物质结合成不可溶解的碳酸锌,这层保护膜紧紧的粘结在管壁上,形成一层致密连续的、不可溶解的、不可渗漏的涂层。涂敷在锌层之上的沥青密封毛孔也具有极其重要的作用,可以促进锌层转变成稳定的和不可溶解的锌盐。化学反应式如下:

ZnZn2++2e-

Zn2++CO32-ZnCO32-

3.损伤的自我愈

在管道运输或安装过程中,可能会发生局部损伤。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-

四、锌层防腐的重要性

圣戈班穆松桥与SuezLyonnaisedeseaux企业合作,对极端腐蚀性土壤中49条管线的调查结果显示:

■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。

■无锌层防腐管道:85%管道被腐蚀。


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