X70钢在土壤中的腐蚀行为及阴极保护参数研究

摘要

本文采用极化曲线和交流阻抗谱技术(EIS)等腐蚀研究方法,通过在室内建立电化学实验研究了X70钢在不同土壤环境中的腐蚀行为,对相应的腐蚀机理做出了理论分析,并对X70钢在不同性质土壤中需要的阴极保护参数进行了研究。
　　 通过向土壤中添加蒸馏水的方式人为改变土壤的含水率,研究了土壤含水率对X70钢在土壤中腐蚀行为的影响。极化曲线和EIS测试结果表明X70钢随着土壤含水率的增加腐蚀速率先增加后减小,一般在相对含水率为50％-65％之间取的最大值;随着氯离子含量的增加,含水率对X70钢土壤腐蚀速率的影响逐渐减小。
　　 通过向土壤中添加氯化钠溶液的方式来改变土壤的氯离子含量,研究土壤的氯离子含量对X70钢腐蚀行为的影响。研究表明:X70钢在不同土壤环境中的腐蚀受阴极反应控制,并随着含水率的增加阴极控制越强烈;X70钢的腐蚀速率在氯离子含量为10mmol/kg时取得最大值,在含水率较高的情况下,腐蚀速率均保持较高的腐蚀状态,腐蚀速率大于11μA/cm2;氯离子的侵蚀性容易使XT0钢产生点蚀。
　　 研究了弱极化曲线在研究土壤腐蚀行为上的应用,结果表明,弱极化曲线测试的方法是一种良好的腐蚀研究方法,测试结果与Tafel曲线和EIS测试结果相同。
　　 通过对X70钢在不同土壤环境下的交流阻抗谱测试,得到了不同工况下的等效电路,分析表明:标准判据中规定的最小保护电位-770mVSCE(-850mVCSE)能够满足X70钢在土壤中的阴极保护要求,但与实验得到的理论值(-700mVSCE)有一定的差距;X70钢在土壤中所需要的最佳保护电位随着土壤中氯离子和含水率有一定的变化,但变化不是十分明显,一般在氯离子含量为20mmol/kg时取得最小值;低含水率情况下氯离子含量对最佳保护电位的影响要大于高含水率的情况;氯离子含量高于10mmol/kg时,最佳保护电位随着含水率的升高也呈现降低的趋势(绝对值升高)。