埋地金属设施腐蚀情况分析.pdf

中回电机工程学会输电电气四届=稳欠学术年会论文集 埋地金属设施腐蚀情况分析 中南电力设计院武汉市430071魏其巍 【摘要】 本文对接地电网或埋地管线等地下金属设施所面临的腐蚀情况进行全面深入的 分析，并提出相应解决措施。 关键词：埋地，金属设施，电腐蚀，接地极，法拉第定律 接地电网或埋地电缆等地下电气设施，所面临的腐蚀情况一直都是影响其安全运行的 一个重要的问题。因此深入了解腐蚀的原因，并采取相应防范措施是很有必要的。 我们所说的腐蚀主要是指地下设施的金属部分与周围介质产生化学反应而导致的破 坏。这些侵蚀性介质主要来源于周围的水、气体、土壤及泄漏电流等。按腐蚀原因划分， 主要分为两类：土壤自然腐蚀和电流腐蚀。以下我们分别予以分析。 1腐蚀原理分析 金属物体放在土壤中都会发生腐蚀现象。这是由于土壤中含有各种可溶性盐或酸、 碱性物质(例如石灰，硝酸盐等等)，它们都会对金属物质产生不同程度的侵蚀作用，具 体情况与土壤成分和季节有关。 酸性物质通常是指那些在水溶液中电离时能产生带正电荷的氢离子和带负电荷的酸 根离子的化合物。 如： HN03——◆H++N03一 H2S04——◆2H++S04-2一 碱性物质通常是指那些在水溶液中电离时能产生带负电荷的氢氧根离子和带正电 荷的金属离子的化合物。 ．．556．． 中国电机工程学会输电电气四届：麓欠掌术年会论文集 如： NaOH———◆Na十+OH— Ca(OH)2———◆Ca++20H一 一般来说，溶液中氢离子浓度越大酸性越强，氢氧根离子浓度越大碱性越强(中性水 X 溶液中电离出来的氢离子和氢氧根离子相等，皆为1 101克／升)。不论是强酸还是强 碱都会对金属产生严重腐蚀。 通常腐蚀原因又分为普通化学腐蚀和电化学腐蚀。 普通化学腐蚀直接发生在金属表面，生成氧化物或硫化物等化合物。由于这些化合 物往往能在金属的表面形成了一种致密薄膜，从而能在相当程度上阻止化学反应的进一 步进行。这种化学腐蚀的影响一般不大。 另一种腐蚀情况为电化学腐蚀。这种化学反应的一个重要标志就是有电子通过导体 从阳极区流向阴极区，有电流产生。而产生电流的原因则有两种情况，一种是由于金属 之间存在电位差形成腐蚀电池而导致电流产生，另一种情况则是由于存在外在电源。 (1)腐蚀电池导致的腐蚀。在电力系统中接地体以及电缆护套一般为金属体(其本 身也难免都含有一定数量的杂质，如铜等)，当它们被埋入地下时，由于会与附近的其他 种类金属物质形成电位差，从而将形成腐蚀电池。电极电位低的金属构成腐蚀电池的阴 极，电极电位高的金属则构成腐蚀电池的阳极。在电池电动势的作用下就会有电流从腐 蚀电池的阴极流向腐蚀电池的阳极。 例如，铜的电极电位是+0．337V，属于正电性金属，而铁没有铜那样活泼，其电极电 位是一O．44V，属于负电性金属。因此地下两种金属之间会存在电位差，如果把这两种金 属用导线连接，从而形成一种腐蚀原电池。阳极由电极电位较高的铜构成，阴极由电极 电位较低的铁构成。在原电池电动势的作用下，将会有电流由原电池的阴极经过土壤流 向原电池的阳极。(见图一)。 电流 原电池阴极 原电池阳极 图一 ．．557．． 中国电机工程掌会输电电气四届=麓欠肖已代辛哙‘论·文a‘ 如图我们可知，电子不断的从原电池的阴极传到阳极，阴极金属自身则变为正离子 溶解于电解溶液中，即受到了腐蚀。这种由腐蚀原电池所形成的腐蚀通常称为自然腐蚀。 由上我们可知，金属之间只要存在电位差，就会形成腐蚀电池，从而导致腐蚀情况 的发生。因为接地网所用的金属中含有杂质，所以这种自然腐蚀也会发生在同一块金属 上。所以不论接地电网、埋地电电缆或地下管道都会