碳鋼材質的絕緣接頭在不同介質中的耐腐蝕表現差異顯著,其腐蝕行為受介質成分、溫度、pH 值、流速等因素影響。以下從常見介質類型出發,結合腐蝕機理、典型案例及防護建議展開分析:
一、在水環境中的耐腐蝕表現
1. 淡水(自來水 / 河水)
腐蝕機理:
淡水中溶解氧(DO)和電解質(鈣、鎂離子)會引發電化學腐蝕,鐵與水中的氧氣、水反應生成氫氧化亞鐵,進一步氧化為鐵銹(Fe?O??nH?O)。
腐蝕速率:
常溫(20℃)靜止淡水:0.05~0.1 mm/a;
含泥沙或流速>1 m/s 時,因沖刷磨損加速腐蝕,速率可達 0.2 mm/a 以上。
典型案例:
未做防腐的碳鋼絕緣接頭用于農村自來水管道,1~2 年后法蘭面出現紅銹,密封性能下降。
2. 海水 / 咸水
腐蝕機理:
高濃度氯離子(Cl?)破壞碳鋼表面氧化膜,引發點蝕和縫隙腐蝕;
海水中的硫酸鹽還原菌(SRB)會通過微生物腐蝕加速碳鋼失效。
腐蝕速率:
海水飛濺區(潮差區)腐蝕速率可達 0.3~0.5 mm/a,遠高于全浸區(0.1~0.2 mm/a)。
防護建議:
必須采用 “不銹鋼材質” 或 “碳鋼 鋅鎳合金鍍層 氟橡膠密封”,禁止直接使用裸碳鋼。
二、在土壤環境中的耐腐蝕表現
1. 中性土壤(pH 6~8)
腐蝕機理:
土壤中的水分、氧氣與碳鋼形成原電池,土壤顆粒的孔隙結構促進氧濃差腐蝕(如埋地管道頂部氧含量高,底部氧含量低,形成 “氧濃差電池”)。
腐蝕速率:
疏松潮濕的中性土壤中,年腐蝕速率約 0.05~0.15 mm/a;若土壤含砂粒,因摩擦作用腐蝕速率可增加 30%。
案例:
市政燃氣管道用碳鋼絕緣接頭(帶環氧煤瀝青涂層),在中性黏土中使用 10 年后,涂層破損處出現局部腐蝕坑。
2. 酸性土壤(pH<4)或鹽堿土壤(pH>9)
酸性土壤:
氫離子(H?)濃度高,發生析氫腐蝕,碳鋼表面產生氫氣,加速基體溶解,年腐蝕速率可達 0.2~0.5 mm/a;
若含硫酸鹽(如硫酸鐵礦床),微生物活動會加劇腐蝕。
鹽堿土壤:
高濃度鈉離子(Na?)和氫氧根離子(OH?)破壞碳鋼表面氧化膜,在縫隙處易發生應力腐蝕開裂(SCC);
含氯離子時,點蝕風險顯著增加。
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