土壤腐蚀是国际公认的最复杂的电化学腐蚀系统，具有危害严重、难以控制和机理复杂的特点。本书汇总了作者研究团队四十年来取得的土壤腐蚀研究的重要成果和认识，旨在推动和延续对土壤腐蚀的基础研究，为土壤腐蚀防护工程提供最新的理论基础。本书首先在介绍材料腐蚀与防护学科和土壤发生分类学说的基础上，重点讨论了土壤腐蚀电化学，介绍了整个土壤腐蚀理论研究的基础；然后系统讨论了土壤腐蚀演化的环境影响因素、土壤腐蚀演化的材料组织结构影响因素、土壤缝隙腐蚀及其影响因素、土壤应力腐蚀及其影响因素、土壤杂散电流腐蚀及其影响因素；最后讨论了土壤腐蚀野外试验与评价、土壤腐蚀室内试验与评价、土壤腐蚀室内外相关性和土壤腐蚀大数据监测与评估等内容，以及在此基础上形成的新版土壤腐蚀试验标准。其中，前两部分内容是土壤腐蚀理论研究的主体，与工程应用密不可分；第三部分则是土壤腐蚀研究成果工程应用的转化途径和方法。
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前言
第1章 材料腐蚀与防护学科概况 1
1.1 材料腐蚀与防护学科国际背景 1
1.2 材料腐蚀与防护学科国内概况 5
1.3 材料腐蚀与防护学科研究发展方向 7
1.4 材料腐蚀与防护学科应用技术发展方向 10
1.5 结语 12
第2章 土壤与土壤腐蚀 13
2.1 土壤成因学说与特征 13
2.1.1 土壤成因学说 14
2.1.2 土壤的基本特征 15
2.2 土壤的类型与分布 16
2.2.1 土壤分类 16
2.2.2 土壤的水平分布 18
2.2.3 土壤的垂直分布 20
2.2.4 土壤类型举例 20
2.3 材料土壤腐蚀 27
2.3.1 考古发掘对材料腐蚀科学的启示 28
2.3.2 土壤中的铁锈层 31
2.3.3 土壤腐蚀类型 34
2.4 材料土壤腐蚀研究概况 35
2.4.1 国外材料土壤腐蚀研究概况 35
2.4.2 国内材料土壤腐蚀研究概况 36
2.5 结语 39
第3章 土壤腐蚀电化学 40
3.1 土壤腐蚀电池与电极过程 40
3.1.1 土壤宏电池 40
3.1.2 土壤腐蚀微电池 43
3.1.3 土壤腐蚀电极过程 44
3.2 土壤腐蚀电化学热力学 47
3.3 土壤腐蚀电化学动力学 48
3.3.1 土壤腐蚀电阻率及其分析 48
3.3.2 碳钢在不同含水量大港盐碱土中的腐蚀电化学行为 52
3.3.3 碳钢在不同温度大港盐碱土中的腐蚀电化学行为 61
3.3.4 土壤腐蚀的金属钝化 66
3.4 土壤腐蚀微区电化学 69
3.4.1 扫描Kelvin参比电极技术 69
3.4.2 扫描振动电极技术 74
3.5 结语 76
第4章 土壤腐蚀演化的环境影响因素 77
4.1 土壤腐蚀演化规律试验结果 77
4.2 土壤物理和化学环境对材料腐蚀演化的影响 79
4.2.1 土壤质地与结构 80
4.2.2 土壤的水、气、热状况 83
4.2.3 含盐度 85
4.2.4 土壤的酸碱度 87
4.2.5 氧化还原性 89
4.3 土壤生物环境对材料土壤腐蚀演化的影响 90
4.3.1 土壤生物的作用 90
4.3.2 土壤中微生物的种类和数量 91
4.3.3 土壤微生物腐蚀 93
4.4 碳钢盐碱土腐蚀及其影响因素 98
4.4.1 碳钢在大港现场埋样试验中的腐蚀演化规律与形貌 98
4.4.2 碳钢在室内大港土壤埋样的腐蚀演化规律与形貌 100
4.5 结语 101
第5章 土壤腐蚀演化的材料影响因素 103
5.1 材料表面状态对土壤腐蚀的影响 103
5.2 金属土壤腐蚀的材料影响因素 104
5.2.1 低合金钢成分组织结构因素对土壤的影响 104
5.2.2 其他金属材料的土壤腐蚀 115
5.3 高分子材料土壤腐蚀的材料影响因素 119
5.3.1 高分子材料土壤腐蚀特性 119
5.3.2 线缆及护套材料土壤腐蚀规律 121
5.3.3 有机涂层土壤腐蚀规律 122
5.4 混凝土土壤腐蚀的材料影响因素 125
5.5 结语 126
第6章 土壤缝隙腐蚀演化与影响因素 128
6.1 缝隙腐蚀研究进展 128
6.1.1 缝隙腐蚀的基础理论 128
6.1.2 缝隙腐蚀的影响因素 131
6.1.3 阴极保护条件下的土壤缝隙腐蚀 134
6.2 碳钢土壤缝隙腐蚀现场试验 135
6.3 碳钢在库尔勒土壤模拟溶液中的缝隙腐蚀试验 136
6.4 阴极极化X70钢在库尔勒土壤模拟溶液中的缝隙腐蚀试验 139
6.5 结语 147
第7章 土壤应力腐蚀演化与影响因素 149
7.1 土壤应力腐蚀研究进展 149
7.1.1 高pH-SCC土壤应力腐蚀 150
7.1.2 近中性pH-SCC土壤应力腐蚀 151
7.1.3 应力腐蚀的非稳态电化学机理 152
7.1.4 土壤应力腐蚀的影响因素 153
7.2 管线钢土壤应力腐蚀现场试验 155
7.3 土壤环境应力腐蚀实验室研究 158
7.3.1 实验室模拟试验 158
7.3.2 非稳态电化学理论及应用 160
7.4 土壤环境应力腐蚀寿命预测模型 164
7.5 结语 167
第8章 土壤杂散电流腐蚀演化与影响因素 169
8.1 土壤杂散电流腐蚀研究进展 169
8.1.1 直流杂散电流腐蚀 169
8.1.2 交流杂散电流腐蚀 171
8.2 杂散电流腐蚀现场试验 173
8.2.1 直流电流密度对铜在宝鸡土壤中腐蚀行为的影响 173
8.2.2 交流电流密度对Cu在北京土壤中腐蚀行为的影响 174
8.2.3 交流电流密度对碳钢在北京土壤中腐蚀行为的影响 177
8.3 杂散电流腐蚀室内模拟试验 179
8.3.1 交流电对X80钢在NaCl溶液中腐蚀速率的影响 179
8.3.2 交流电对X80钢在NaHCO3溶液中腐蚀速率的影响 180
8.3.3 交流电对X80钢在NS4溶液中腐蚀行为的影响 181
8.3.4 交流电对X80钢在0.5mol/L Na2CO3+1mol/L NaHCO3中腐蚀行为的影响 183
8.4 交流杂散电流对应力腐蚀的影响 185
8.4.1 交流电对X80钢在NS4溶液中SCC行为的影响 185
8.4.2 交流电对X80钢在高pH土壤模拟溶液中SCC行为的影响 187
8.5 结语 192
第9章 土壤环境腐蚀性的野外试验评价 193
9.1 传统现场埋样的土壤腐蚀试验 193
9.2 土壤腐蚀的环境单因素评价方法 195
9.2.1 土壤电阻率评价 195
9.2.2 土壤含水量评价 197
9.2.3 土壤含气量评价 198
9.2.4 土壤酸碱度评价 198
9.2.5 土壤含盐量评价 199
9.2.6 土壤氧化还原电位和钢铁对地电位评价 200
9.3 土壤腐蚀的环境多因素评价方法 201
9.3.1 德国DIN 50929方法 202
9.3.2 美国ANSI A21.5评价法 202
9.3.3 国内土壤腐蚀性评价方法 203
9.4 土壤腐蚀性八因素评价法 204
9.4.1 土壤腐蚀性影响因素聚类分析 204
9.4.2 埋地钢质管道环境腐蚀性八因素评价方法的建立 213
9.4.3 库尔勒和鹰潭土壤腐蚀性评价 214
9.5 结语 218
第10章 土壤腐蚀室内试验与评价 219
10.1 常用的土壤腐蚀室内试验 219
10.1.1 土壤腐蚀室内埋设试验 219
10.1.2 土壤腐蚀室内加速试验 220
10.2 土壤腐蚀室内电化学试验 224
10.2.1 土壤腐蚀室内埋样试验与结果 224
10.2.2 浓度加速土壤腐蚀的电化学试验 228
10.2.3 温度加速土壤腐蚀的电化学试验 233
10.3 土壤腐蚀分级分类室内评价方法 237
10.4 材料土壤腐蚀微区电化学评价 240
10.5 结语 244
第11章 土壤腐蚀室内模拟加速试验及相关性 245
11.1 土壤腐蚀模拟加速试验箱 245
11.2 加速条件下Q235钢的腐蚀动力学规律 247
11.3 加速试验中的氧化还原电位Eh及腐蚀电位Ecorr 250
11.3.1 恒温恒含水量加速试验 252
11.3.2 恒温变含水量加速试验 254
11.3.3 变温恒含水量加速试验 254
11.4 土壤腐蚀加速试验的相关性 261
11.4.1 模拟加速试验的加速比 261
11.4.2 模拟加速试验的动力学相关性 263
11.5 结语 265
第12章 土壤腐蚀大数据监测与评估 267
12.1 环境腐蚀大数据技术 268
12.2 大气腐蚀监测结果与分析 268
12.3 土壤腐蚀监测结果与分析 274
12.4 土壤腐蚀数据挖掘 278
12.5 结语 285
参考文献 287
索引 293
后记 295
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