一、电化学腐蚀
燃气钢管的管壁与作为电解质的土壤或水相接触，产生电化学反应，使阳极区的金属离子不断电离而受到腐蚀，即为电化学腐蚀。电化学腐蚀既可腐蚀内壁，也可以腐蚀外壁。通常埋地钢管的外壁腐蚀是以电化学腐蚀为主的。
(一)基本原理
任何金属浸没在电解液中都会向溶液释放正离子。当某种金属浸没在该种金属盐的标准溶液中时，即得到该金属的标准溶液电位，其值与假定等于零的标准氢电极的电位之间的电位差即为标准电极电位。
各种金属按其标准电极电位的顺序排列成电化学次序，如表10-4所示。
若将电极电位不同的两种金属(锌和铜)浸入水和硫酸组成的电解质中，既成原电池。如图10-2所示。用外部电池将两极连通时，电子就会从锌电极流向铜电极，即由负电位流向正电位，电流方向则从阴极(铜)流向极(锌)。阳极锌离子Zn++不断离开金属，与电解质中硫酸根离子SO--4结合；在阴极聚集的电子与氢离子H+结合，在阴极表面释出氢气。这个过程的结果是阴极(铜)被极化，阳极(锌)被腐蚀。
| 锂 | Li+ | -3.03V | 镍 | Ni++ | -0.23V |
| 钾 | K+ | -2.925V | 锡 | Sn++ | -0.14V |
| 钠 | Na+ | -2.713V | 铅 | Pb++ | -0.126V |
| 镁 | Mg++ | -2.371V | 氢 | H+ | 0 |
| 铝 | Al+++ | -1.66V | 铜 | Cu++ | +0.337V |
| 锌 | Zn++ | -0.762V | 汞 | Hg++ | +0.792V |
| 铬 | Cr++ | -0.74V | 银 | Ag+ | +0.7994V |
| 铁 | Fe++ | -0.44V | 铂 | Pt++ | +1.2V |
| 镉 | Cd++ | -0.402V | 金 | Au+++ | +1.45V |
埋地钢管由于金属本身结构的不均匀，表面粗糙度不同，以及作为电解质的土壤物理化学性质不均匀，含氧量不同，pH值不同等因素，因而产生电化学反应，使阳极区的金属离子不断电离而受到腐蚀。图10-3说明组成电解质的土壤性质不同，会引起电化学腐蚀。
图10-3 土壤不均匀性引起的腐蚀
由于砾石和砂子透气性好。而粘土透气性差，埋在不同地段的钢管将产生电位差，管道在阳极区受到腐蚀。
燃气钢管的电化学腐蚀过程可以看成由3个环节组成。如图10-4所示。
1．在阳极区，铁溶解，变成铁离子进入电解质(土壤)中。其化学反应式如下：
2．电子由电位较低的阳极区沿管道流到电位较高的阴极区。故腐蚀电流从高电位流向低电位，即从阴极区沿钢管流向阳极区，再流入电解质(土壤)，流回阴极区。同时，阳离子与阴离子也在电解质中相应地移动；阳离向阴极区移动，阴离子向阳极区移动。
3.在阴极区，电子流至阴极区后，被电解质(土壤)中能吸收电子的物质(离子或分子)所接受。其电化学反应式如下：
这3个环节是相联系的，如果其中一个环节停止进行，则整个腐蚀过程也就停止了。当阳极反应与阴极反应等速进行时，腐蚀电流就不断地从阳极区流经电解质(土壤)进入阴极区，在阳极区产生Fe(OH)2。
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