我國(guó)對(duì)鋅層防腐的研究還比較少，而在國(guó)外，尤其是圣戈班穆松橋，對(duì)鋅層防腐研究已經(jīng)有60多年的歷史。在圣戈班穆松橋的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)中，將鋅+瀝青外防腐形式確定為球墨鑄鐵管基本的標(biāo)準(zhǔn)外防腐層，并適用于絕大多數(shù)的土壤類型，同時(shí)這也是歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家的球墨鑄鐵管的標(biāo)準(zhǔn)外防腐模式。二、 土壤對(duì)球墨鑄鐵管腐蝕性
1．電化學(xué)腐蝕
金屬與電解質(zhì)溶液接觸會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)作用，其表面與溶液之間產(chǎn)生電位差，即電極電位。金屬表面會(huì)因晶界、晶體缺陷、夾雜、應(yīng)力和表面損傷不同而可能存在不同的相，這些電化學(xué)上的不均勻性使得金屬表面微觀各部電極電位不同，構(gòu)成了腐蝕原電池。電位低的部分失去的電子，成為金屬離子，進(jìn)入溶液，稱為陽(yáng)極；電子流向電位高的部分，成為陰極。這種原電池反應(yīng)的結(jié)果，致使在金屬表面形成大量的鐵銹。
球墨鑄鐵管的氧濃差電池（見圖1）：當(dāng)球墨鑄鐵管道埋設(shè)于潮濕的地下時(shí)，頂部的回填土相對(duì)疏松且距地面近，而底部基本上為原土，土質(zhì)致密且距地面遠(yuǎn)。氧氣從頂部滲入時(shí)會(huì)造成管道上下的氧氣濃度差，而管道本身既是電極，又是電極聯(lián)結(jié)導(dǎo)線；水為電解質(zhì)，于是形成“氧濃差電池”。
鐵失去電子進(jìn)入水膜，氧氣得到電子成為氫氧離子。
2．微生物腐蝕
微生物腐蝕也是一種電化學(xué)腐蝕，所不同的是介質(zhì)因腐蝕微生物的繁殖和新陳代謝而改變了與之接觸的材料界面的某些理化性質(zhì)。習(xí)慣上可分為厭氧腐蝕和好氧腐
蝕。
硫酸鹽還原菌SBR是微生物中對(duì)腐蝕影響最大，研究最多的厭氧腐蝕誘發(fā)根源。Von Wogozen Kuhr等人在1974年提出了經(jīng)典的去極化理論，認(rèn)為埋地鑄鐵管的點(diǎn)蝕是由于SBR的活動(dòng)通過氫化酶將金屬表面去氧，總反應(yīng)式如下：
4Fe + SO42- + 4H2O 3Fe（OH）2 + FeS + 2OH-
好氧菌為鐵氧化菌、硫化菌和鐵細(xì)菌，通過硫細(xì)菌的作用產(chǎn)生硫酸可以發(fā)生好氧腐蝕。這些細(xì)菌在硫酸濃度達(dá)到10~12%時(shí)尚能存活，可以對(duì)鑄鐵產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕。另一種原因是在好氧條件下金屬表面細(xì)菌繁衍而形成一個(gè)高低不平不規(guī)則的生物膜。微生物的活動(dòng)使得生物膜內(nèi)環(huán)境發(fā)生變化，如氧濃度、PH值、酸堿度等，使金屬表面形成陰陽(yáng)區(qū)，導(dǎo)致原電池反應(yīng)。
前言
隨著球墨鑄鐵管在水及煤氣行業(yè)迅速?gòu)V泛地運(yùn)用，我國(guó)的年產(chǎn)量由1990年的10萬噸增加到2001年的90萬噸，占全部鑄鐵管年產(chǎn)量的50%以上。球墨鑄鐵管的防腐直接關(guān)系到管道的長(zhǎng)期的使用性和安全性，因此是衡量管網(wǎng)技術(shù)及運(yùn)行狀況的一個(gè)重要指標(biāo)。據(jù)10個(gè)典型城市調(diào)查結(jié)果顯示，我國(guó)城鎮(zhèn)供水管網(wǎng)靜漏失率達(dá)到12 ~ 13%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了國(guó)家要求城市漏失率控制在6%以下的標(biāo)準(zhǔn)，所以管道防腐一直是我們當(dāng)前一個(gè)熱門的課題。
目前，球墨鑄鐵管采用水泥內(nèi)襯作為內(nèi)防腐形式，鋅加瀝青作為外防腐形式，并在生產(chǎn)工藝中已經(jīng)制作完成，無須施工安裝后進(jìn)行防腐處理。這已成為國(guó)內(nèi)外球墨鑄鐵管生產(chǎn)廠家的通用做法，防腐效果也十分明顯。 管件》第4.4.2.2條中，以及在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 8179 – 1：1995（E）《球墨鑄鐵管——外涂層——第一部分》第4.4條中都有明確規(guī)定：鋅層密度不得低于130g/m2，局部最低密度不得低于110g/m2。在我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T17456——1998中，等效地采用了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 8179 – 1：1995。
我國(guó)對(duì)鋅層防腐的研究還比較少，而在國(guó)外，尤其是圣戈班穆松橋，對(duì)鋅層防腐研究已經(jīng)有60多年的歷史。在圣戈班穆松橋的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)中，將鋅+瀝青外防腐形式確定為球墨鑄鐵管基本的標(biāo)準(zhǔn)外防腐層，并適用于絕大多數(shù)的土壤類型，同時(shí)這也是歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家的球墨鑄鐵管的標(biāo)準(zhǔn)外防腐模式。二、 土壤對(duì)球墨鑄鐵管腐蝕性
1．電化學(xué)腐蝕
金屬與電解質(zhì)溶液接觸會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)作用，其表面與溶液之間產(chǎn)生電位差，即電極電位。金屬表面會(huì)因晶界、晶體缺陷、夾雜、應(yīng)力和表面損傷不同而可能存在不同的相，這些電化學(xué)上的不均勻性使得金屬表面微觀各部電極電位不同，構(gòu)成了腐蝕原電池。電位低的部分失去的電子，成為金屬離子，進(jìn)入溶液，稱為陽(yáng)極；電子流向電位高的部分，成為陰極。這種原電池反應(yīng)的結(jié)果，致使在金屬表面形成大量的鐵銹。
球墨鑄鐵管的氧濃差電池（見圖1）：當(dāng)球墨鑄鐵管道埋設(shè)于潮濕的地下時(shí)，頂部的回填土相對(duì)疏松且距地面近，而底部基本上為原土，土質(zhì)致密且距地面遠(yuǎn)。氧氣從頂部滲入時(shí)會(huì)造成管道上下的氧氣濃度差，而管道本身既是電極，又是電極聯(lián)結(jié)導(dǎo)線；水為電解質(zhì)，于是形成“氧濃差電池”。
鐵失去電子進(jìn)入水膜，氧氣得到電子成為氫氧離子。
2．微生物腐蝕
微生物腐蝕也是一種電化學(xué)腐蝕，所不同的是介質(zhì)因腐蝕微生物的繁殖和新陳代謝而改變了與之接觸的材料界面的某些理化性質(zhì)。習(xí)慣上可分為厭氧腐蝕和好氧腐
蝕。
硫酸鹽還原菌SBR是微生物中對(duì)腐蝕影響最大，研究最多的厭氧腐蝕誘發(fā)根源。Von Wogozen Kuhr等人在1974年提出了經(jīng)典的去極化理論，認(rèn)為埋地鑄鐵管的點(diǎn)蝕是由于SBR的活動(dòng)通過氫化酶將金屬表面去氧，總反應(yīng)式如下：
4Fe + SO42- + 4H2O 3Fe（OH）2 + FeS + 2OH-
好氧菌為鐵氧化菌、硫化菌和鐵細(xì)菌，通過硫細(xì)菌的作用產(chǎn)生硫酸可以發(fā)生好氧腐蝕。這些細(xì)菌在硫酸濃度達(dá)到10~12%時(shí)尚能存活，可以對(duì)鑄鐵產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕。另一種原因是在好氧條件下金屬表面細(xì)菌繁衍而形成一個(gè)高低不平不規(guī)則的生物膜。微生物的活動(dòng)使得生物膜內(nèi)環(huán)境發(fā)生變化，如氧濃度、PH值、酸堿度等，使金屬表面形成陰陽(yáng)區(qū)，導(dǎo)致原電池反應(yīng)。
