文 | 李可 大庆油田天然气分公司

一、腐蚀的化学原理

当金属与电解质溶液接触时形成与原电池原理相同的腐蚀电池，自发发生电化学反应而使金属变质损坏受到腐蚀，这种腐蚀即称为电化学腐蚀。地下金属管道的电化学腐蚀可分为析氢腐蚀与吸氧腐蚀两种情况。

1.析氢腐蚀

当金属管道的地下周边环境酸性较强时，易发生析氢腐蚀，其反应如下：

阳极：Fe ＝ Fe 2+ +2e阴极：2H + +2e=H 2由于 H + 被还原成 H 2 析出，使阴极 附 近 有 多 余 的 OH - 离 子 存 在， 而Fe 2+ +2OH - ＝ Fe（OH） 2 ，Fe（OH） 2 被空气氧化为 Fe（OH） 3 ，然后部分脱水后变成Fe 2 O 3 （铁锈），在这类腐蚀过程中，有H 2 析出，故称析氢腐蚀。

2.吸氧腐蚀

若金属管道的地下周边环境酸性不强，在近中性的环境中，一般发生吸氧腐蚀，其反应如下：

阳极：Fe ＝ Fe 2+ +2e阴极：O 2 +2H 2 O+4e ＝ 4OH -总反应：2Fe+O 2 +2H 2 O ＝ 2Fe（OH） 2Fe（OH） 2 进 一 步 被 空 气 氧 化 为Fe（OH） 3 ，部分脱水后变成Fe 2 O 3 （铁锈），在这类腐蚀过程中有 O 2 参与，需从空气中吸入氧气，故称吸氧腐蚀。

还有一种腐蚀称为浓差腐蚀，它是吸氧腐蚀的一种。当金属管道埋地不深时，钢铁表面 O 2 分布不均匀，埋得较深的部位 O 2 浓度小（O 2 分压低），电极电位较低，作为腐蚀阳极，Fe 发生阳极溶解而被腐蚀；而靠近空气的暴露部位，O 2 浓度较大，O 2 被还原成 OH - 后发生 2Fe+O 2 +2H 2 O ＝ 2Fe（OH） 2 反应，其后的腐蚀原理与吸氧腐蚀相同。需要强调的是，就这类腐蚀而言，其被腐蚀的部位是在深埋土中的非暴露空气部位，而铁锈则是在暴露空气的部位堆积成的。

常温下，金属管道的腐蚀是以电化学为主，而且通常是以吸氧腐蚀为主。

二、金属管道的防护

1.牺牲阳极法

在管道施工过程中，通过将外加阳极（较活泼金属如 Zn、Mg 等）与金属管道连接，人为组成腐蚀电池，让外加阳极在电化学腐蚀中被腐蚀掉，用以保是保证阳极质量的重要指标。

2.外加电流阴极保护法

将金属管道与外加直流电源的负极相连，不断外加很小的直流电，而另用一些废钢铁、石墨等作为辅助阳极。辅助阳极的作用是将直流电流由介质传递到金属管道上，发生电化学腐蚀时，被腐蚀的总是阳极，而作为阴极的金属管道却得到了保护。

三、结语

金属管道的防护措施固然可以降低或减缓管道的腐蚀程度，不过这种措施总是被动的。为了保证管道的合理使用年限，应当在金属管道的防腐预制及施工过程中，严格把好工程质量关，尽量避免管道防腐层被破坏；管道埋地前对补口及补伤情况严格按照验收规范进行检查验收。只有采取积极的质量控制措施才是防止金属管道腐蚀的根本保证。