典型土壤环境下X100管线钢的缝隙腐蚀机理研究

摘要

土壤对管线钢的腐蚀不可避免，尤其是缝隙腐蚀对埋地管线钢的破坏尤其严重。缝隙腐蚀主要是由于缝内狭小空间造成内外氧浓差与氯离子迁移产生的，氯离子大量迁移到缝隙内破坏了缝内金属的钝化状态，缝隙内形成闭塞电池，并且缝内不断进行其自催化效应，使得金属严重腐蚀。本文应用模拟缝隙装置，实验选取我国江西鹰潭、新疆库尔勒、内蒙古伊盟三地具有代表性的酸性、碱性、中性土壤模拟溶液作为腐蚀介质，研究了X100管线钢在模拟缝隙装置内的缝隙腐蚀行为，并且研究了外加电流阴极保护法对缝隙腐蚀的影响，探索在酸碱中性土壤模拟环境下，X100管线钢的缝隙腐蚀规律。
　　实验研究了X100管线钢在模拟江西鹰潭、新疆库尔勒、内蒙古伊盟土壤溶液下的缝隙腐蚀行为。实验结果表明：X100管线钢模拟缝隙试样，在鹰潭、库尔勒、伊盟土壤模拟溶液介质下，缝内溶液的Cl-浓度均随时间的延长而增加，并且在浸泡初期Cl-浓度增加迅速，浸泡时间超过20h后Cl-浓度增加较为缓慢。X100管线钢在鹰潭土壤模拟溶液、库尔勒土壤模拟溶液、伊盟土壤模拟溶液介质下，随浸泡时间的延长，缝内各位置处的电极电位E均有不同程度的降低；并且电极电位E从缝口到缝底逐步降低，说明缝底处腐蚀最为严重。
　　实验研究了X100管线钢在缝隙内部的阴极极化特点，研究了极化时间、缝口阴极极化控电位、不同介质等因素对缝内极化电位的影响趋势，并分析了在阴极保护条件下三种介质下X100管线钢的缝隙腐蚀的程度。结果表明：X100管线钢模拟缝隙试样，在鹰潭、库尔勒、伊盟土壤模拟溶液介质下，缝口通入-1000mVCS极化电压，随极化时间的延长，缝内各位置处的极化电位均呈梯度下降趋势；在同一极化时间下，缝口到缝底极化电位呈一定梯度的增加趋势，并且随极化时间的延长，缝口到缝底的极化电位变化梯度越不明显；X100管线钢模拟缝隙试样，在鹰潭、库尔勒、伊盟土壤模拟溶液介质下，随着缝口通入控制电位的降低，缝内各位置处的极化电位均呈现一定梯度的负移现象；当极化电位为-1000mVCSE、-1150mVCSE时，缝内各位置处极化电极均在临界保护电压以下，均达到阴极保护效果；当缝口电压为-850mVCSE时，鹰潭土壤模拟溶液介质下，缝底深处为处于欠保护状态。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

引言

1 文献综述

1.1 X100管线钢的特点及应用

1.2土壤环境下埋地管线钢的腐蚀机理

1.3关于缝隙腐蚀基础理论

1.4 选题意义及研究内容

2. 实验材料与实验方法

2.1 实验材料与腐蚀介质

2.2 实验方法

3 X100管线钢在酸碱中性土壤的缝隙腐蚀行为

3.1 缝隙内不同位置处氯离子浓度分布

3.2 缝隙内不同位置处电极电位分布

3.3 缝隙内电化学阻抗谱的测定

3.4 腐蚀形貌与腐蚀产物分析

3.5本章小结

4 阴极极化条件X100管线钢的缝隙腐蚀行为

4.1 缝内阴极极化电位随时间变化趋势

4.2 缝口控电位（Ek）对极化电位的影响

4.3 不同腐蚀介质对极化电位的影响

4.4 本章小结

结论

参考文献

在校研究成果

致谢