胡春伟[1]2003年在《埋地管道材料在土壤中的交流腐蚀行为研究》文中认为本文从测试电泵井周围有无杂散电流入手，通过对两组交流腐蚀实验结果的分析(即室内水浴杂散电流实验和室外杂散电流埋片实验)，分别从以下几个方面对交流腐蚀行为进行了研究：(1)电压对腐蚀率的影响；(2)电阻率对腐蚀率的影响；(3)温度对腐蚀率的影响；(4)平均电流密度和失重量的关系；(5)平均电流密度和时间的关系；(6)根据泄漏面积和腐蚀率的关系提出了电场强度理论。借用现代分析测试技术和方法对腐蚀后的试片进行了扫描电镜的能谱分析和试片的SEM腐蚀形貌观察，并对水浴试验的腐蚀产物进行了物相检测，分析其形成过程。根据室外现场埋片试验结果，讨论了杂散电流对牺牲阳极阴极保护性能的影响。 研究结果表明：(1)在低温低电阻率条件下，随交流电压升高，试片的腐蚀率呈增大趋势；在高温高电阻率条件下，随交流电压上升，腐蚀率下降；(2)电阻率对腐蚀率的影响表明：在低温低电阻率条件下，电阻率越高，腐蚀率越低。这主要是由于与高电阻率溶液相比，低电阻率的溶液中的离子浓度较大有关。对同样大的暴露面积的试片而言，离子浓度越大，与试片接触的几率越多，发生反应的可能性越大，从而出现了在低电阻率条件下，腐蚀率增高的现象；(3)本实验条件下，温度对腐蚀率的影响不起主要作用；(4)平均电流密度的影响非常显着，随电流密度升高，腐蚀率呈上升趋势；这是由于真正管道材料的交流腐蚀是由流过其的低电流在非常小的面积上形成的高的电流密度而引起的。(5)泄露面积和腐蚀率的关系表明：随泄露面积增大，腐蚀率呈减小的趋势。同时用电场强度理论来解释这一现象。实验结果表明：交流腐蚀应当和电压、电阻率、平均电流密度和泄露面积等因素有关。同时，杂散电流的存在使牺牲阳极的保护性能下降。 通过实验结果以及文献资料，归纳和总结了埋地管道材料在土壤中的叁种交流腐蚀理论：电化学理论，电场强度理论和电击假设。提出用二极管加牺牲阳极的方法来减轻杂散电流对埋地管道的腐蚀影响。
李晓[2]2012年在《交流干扰对埋地管线钢腐蚀影响研究》文中认为由交流电流所产生的干扰是一个相对新的现象，而且腐蚀行为比在通常的介质中要复杂得多，因此研究方法具有某些特殊性和一定的困难。本文选用常见管线钢Q235、X52、X65为实验对象，室内模拟交流杂散电流腐蚀，利用埋片法结合形貌观察、失重实验和电化学分析等手段研究交流杂散电流强度对管线钢腐蚀行为的影响。实验结果可以为埋地金属管线的施工、设计提供理论依据，亦可为防止埋地金属管线的杂散电流腐蚀提供相关的数据。论文实验主要分为叁部分：耦合干扰室内模拟实验、交流腐蚀埋片实验和电化学实验。主要研究内容如下：（1）交流电压、土壤电阻率、输电线与管线高度、输电线与管线位置关系对管道表面感应电压、电流的影响；（2）利用Right-of-Way软件包进行建模，预测干扰程度，将实验结果与软件结果相比对；（3）交流干扰电压、试样裸露面积、管线钢化学成分、土壤电阻率、土壤pH值对碳钢腐蚀形貌和速率的影响；（4）交流干扰对于极化曲线和交流阻抗谱的影响。实验结果表明：感应电压、电流随输电线交流电压增加而增加，随土壤电阻率、高度增加而减小，两者位置平行时最大，垂直最小。软件模拟结果比实测偏小。在以上实验条件下，交流电流的存在可明显加剧腐蚀速率。并且随着埋片时间的增加，Q235在土壤中腐蚀速率先增大后减小，随着腐蚀的进行，试样表面逐渐生成一层保护膜。由电化学分析结果表明交流杂散电流的存在对腐蚀动力学和腐蚀平衡电位有很大影响：随着所施加交流电压的增大，腐蚀电位负移，腐蚀电流密度增大。试样裸露面积和腐蚀率的关系表明:随裸露面积增大，腐蚀率呈减小的趋势，可以用电场强度理论来解释这一现象。实验结果表明:交流腐蚀应当和电压、土壤电阻率、平均电流密度、裸露面积、管线钢化学成分等因素有关。
万红霞[3]2017年在《交流电作用下X80钢近中性pH环境应力腐蚀行为及机理》文中指出X80钢广泛应用于西气东输工程,由于地理位置和空间的限制,管线钢和高压输电线及电气化铁路等在许多地方出现了公共走廊,交流腐蚀越来越突出。因而本课题在此背景下,围绕交流电作用下X80钢在近中性pH环境中的应力腐蚀行为及机理,采用数据采集器、电化学、浸泡试验、慢应变速率拉伸试验结合表面分析等方法和手段研究了全波、恒电位、半波对X80钢腐蚀行为及应力腐蚀行为的影响,以及研究了交流电与影响土壤腐蚀关键因素的Cl-和蜡状芽孢杆菌耦合作用下X80钢的腐蚀行为及应力腐蚀行为,最后通过电化学循环伏安结合有限元Comsol Multiphysics模拟对交流电干扰下应力腐蚀电化学机理进行了分析。研究结果表明:在近中性环境中,交流电促进X80钢腐蚀,随着交流电密度的增大,其腐蚀形态发生变化,由全面腐蚀转变为局部腐蚀;交流电增大X80钢应力腐蚀敏感性,其应力腐蚀机理表现为阳极溶解和氢脆共同机制。当交流电密度小于10A/m2时,交流电震荡作用促进腐蚀增大应力腐蚀敏感性;当交流电密度大于30A/m2时,交流电促进氢的析出而增加应力腐蚀敏感性。负半波交流电促进了 X80钢的阴、阳极反应,正半波交流电促进了阳极反应,因而交流电促进X80钢腐蚀。当负半波交流电密度达到30A/m2时会促进氢的析出,导致氢致阳极溶解的点蚀坑,点蚀坑比较尖锐;其SCC敏感性明显增强,氢脆在SCC中占主要作用。正半波交流电密度不低于30A/m2时,促进Fe的阳极溶解,点蚀坑呈现宽且浅的凹形,X80钢表现出一定的SCC敏感性。交流电与Cl-协同作用促进X80钢腐蚀,增强了其应力腐蚀敏感性。施加交流电后其在工作电极和参比电极之间的波形发生明显的负移,交流电参与腐蚀的进行。交流电能促进Cl-迁移,导致裂纹尖端Cl-的富集,裂纹尖端Cl-浓度明显大于对照组,交流电促进离子迁移,从而加速腐蚀。在交流电与蜡状芽孢杆菌共同作用的体系内,交流电会促进有机物迁移,导致X80钢表面吸附较多有机物。蜡状芽孢杆菌在有机物和腐蚀产物膜底部无氧环境中,通过反硝化作用将NO3-离子转变为NH4+离子,促使X80钢表面产生局部腐蚀;交流电与蜡状芽孢杆菌协同作用加速了 X80钢腐蚀,增大了 X80钢应力腐蚀敏感性。最后通过循环伏安结合有限元模拟说明了交流电促进腐蚀和增大应力腐蚀的原因:交流电会改变原有的极化电位,且在金属表面做周期震荡,破坏金属表面状态,造成阳极氧化曲线与阴极还原曲线的不对称,导致阳极溶解速率大于阴极还原速率,因而在局部发生腐蚀。阴极电流的增加主要在阴极极化阶段,结合有限元模拟发现,阴极极化电流的增加促使氢局部析出,导致管线钢发生氢脆,在一定条件下产生裂纹,增大应力腐蚀敏感性。
王昌酉[4]2016年在《含剥离涂层缺陷埋地油气管道缝隙腐蚀微区电化学行为研究》文中认为由于埋地油气管道深埋地下,其防腐蚀涂层在土壤环境等自然环境因素、人为因素、机械碰撞以及阴极剥离等因素作用下,容易造成涂层出现各种各样的损伤缺陷。涂层一旦发生破损或剥离后,会使涂层与金属基体之间产生缝隙,腐蚀介质通过缝口进入缝隙,使金属基体发生缝隙腐蚀,进而导致涂层保护效果显着降低,降低了管线的使用寿命,严重时导致管道穿孔泄漏造成中毒、火灾和爆炸等重大安全事故。当前,对油气地下管道的腐蚀失效及服役安全已经成为研究的热点,对于管线钢在不同土壤环境下的腐蚀研究成果较多,但是随着油气管道腐蚀研究的不断深入,传统的宏观电化学测量技术已经逐渐不能满足研究的需要。因此,以扫描开尔文探针(SKP)和局部电化学阻抗谱(LEIS)技术为代表的先进的微区电化学测量技术越来越受到重视,并被应用到管道的腐蚀研究中。微区电化学测量技术可以从微观层面获得埋地管线的局部腐蚀情况,并从本质上揭示管道腐蚀的过程和机理,给出管道的微区电化学腐蚀参数和信息,为埋地管道腐蚀防护提供基本数据。论文主要采用实验室模拟试验和理论分析相结合的方法,模拟重庆地区典型土壤环境,对含剥离缺陷涂层埋地油气管道开展缝隙腐蚀微区电化学行为的研究,主要研究内容及结论如下:(1)根据重庆地区典型土壤成分的分析,在实验室配制了叁种不同离子浓度的土壤模拟溶液,采用电化学叁电极测量体系,对不同离子浓度土壤模拟溶液中20#管线钢的自腐蚀电位、极化曲线和电化学阻抗谱的变化规律进行了测量和分析,得到了20#钢在叁种不同模拟溶液中的基本腐蚀行为和腐蚀参数。(2)通过制作两种不同尺寸的涂层缺陷(200μm和800μm),模拟含剥离缺陷涂层管道钢,采用扫描开尔文探针(SKP)和局部电化学阻抗谱(LEIS)两种测量方法对缺陷处的Kelvin电位、局部阻抗模值等微区电化学参数进行了测量,并对腐蚀产物的进行EDS、XRD等测量和分析,得到了不同涂层缺陷尺寸、不同浸泡时间(1h、4h和24h)、不同离子含量溶液(NaCl、NaCl+Na2SO4和NaCl+Na2SO4+NaHCO3)以及不同阴极保护电位(-775mV、-925mV和-1025mV,相对于饱和甘汞电极)对涂层缺陷处微区电化学特征及其影响规律。(3)200μm剥离涂层缺陷处的Kelvin电位比800μm剥离涂层缺陷处的Kelvin电位高,且缺陷处Kelvin电位分布不均匀。剥离涂层缺陷处的局部阻抗模值最低,距离缺陷部位越远阻抗模值越大,且200μm缺陷处的局部阻抗模值大于800μm缺陷处。(4)随着土壤模拟溶液中离子种类的增加,剥离涂层缺陷处Kelvin电位增加,且缺陷处的高电位部分随着反应的继续呈现出了不均匀的态势;涂层缺陷处的交流阻抗模值最小,并随着溶液中离子数量的增加而减小。(5)随着浸泡时间的增加,剥离涂层缺陷处Kelvin电位最高,且高电位部分呈现出了分布不均匀的趋势;缺陷处的局部阻抗模值最小,且随着浸泡时间的增加而增大。(6)施加欠保护电位(-775mV)、保护电位(-925 mV)和过保护电位(-1025mV)叁种不同的阴极保护电位下,剥离涂层缺陷处的交流阻抗模值呈现不同的变化趋势,保护电位下的交流阻抗模值最大,对20#管线钢的阴极保护效果最佳。
杨燕[5]2013年在《X70钢交流腐蚀行为及机理研究》文中进行了进一步梳理交流腐蚀是指金属因交流电作用而发生的电化学腐蚀过程。近年来随着埋地管道、电气化铁路线及高压输电线里程的快速增长，公共走廊内的交流腐蚀问题日益突出。然而，由于交流电具有可改变方向及交变过程迅速等特点，造成研究过程中不稳定因素众多，使得对交流腐蚀行为及其机理进行综合描述变得尤为困难，至今没有建立合理的交流腐蚀机理模型，这给交流腐蚀预测、评价及防护工作带来很多的困难。因此，研究交流腐蚀行为和作用机理显得尤为重要。本文围绕交流腐蚀行为及机理研究开展了深入系统的工作，并结合表面特征分析方法，研究了交流电对X70管线钢腐蚀行为的影响规律。根据腐蚀图像分析，获得交流电对X70钢表面蚀坑分布及蚀坑发展的影响规律，并提取腐蚀图像特征对交流腐蚀程度进行评价，采用循环伏安技术研究X70钢在高温碱性土壤环境中发生交流腐蚀的作用机制。主要研究工作和结果如下：1、研究了交流电流密度、频率对X70钢腐蚀行为的影响。研究结果表明：施加交流电后X70钢腐蚀电位向负方向偏移，且随着电流密度的增大偏移量增大，交流电影响了腐蚀控制过程，且随着电流密度的增加阳极溶解的趋势更加明显。交流电对X70钢平均腐蚀速率的影响近似于幂函数规律增长，即：V=V0+aiACb。随着交流电频率的增加，X70钢腐蚀速率逐渐减少，近似符合指数衰减方程，V=V0+a e-bF。交流腐蚀过程中加载交流电流值随着时间的延长出现衰减的情况，且衰减规律符合指数衰减函数，I=I0+Ae-BT的变化规律。2、研究了X70钢交流腐蚀蚀坑分布及蚀坑的发展规律，研究结果表明：X70钢交流腐蚀存在叁种不同的腐蚀形式，根据蚀坑几何形状不同分为均匀腐蚀(Uniformcorrosion)、环状腐蚀(Cyclic corrosion)和点蚀(Pitting corrosion)。随着交流电流密度的增大，腐蚀形态由全面腐蚀向局部腐蚀转变，蚀坑密度、数量及腐蚀面积比均随交流电流密度的增加而增大，且蚀坑数量及腐蚀面积比与交流电流密度符合幂函数y=aib关系。随着交流电流密度的增大X70钢的点蚀速率远远大于平均腐蚀速率，当电流密度≥50A/m2时点蚀速率更能反映X70钢的腐蚀程度。随着交流腐蚀的进行蚀坑直径逐渐变大，在腐蚀初期蚀坑横向生长率大于纵向的深度生长率，但随着腐蚀的进行蚀坑转向纵深方向发展且交流电流密度越高，最大孔蚀深度也越大。3、研究了交流电引发X70钢表层土壤温度及pH值的变化规律。研究结果表明：交流电流对土壤表层温度的影响较大，通入交流电后土壤表层温度在几秒内迅速升高，且随着交流电流密度的增加，土壤表层温度相应升高，实验中最高温升增量为30℃。交流电导致表层土壤温度在某一范围内发生周期性振荡变化，且交流电引发的土壤温升增量与交流电流密度之间符合幂函数关系。当迭加小幅值交流电后，金属表层土壤仍然呈现强碱性，金属/土壤界面受到小振幅的电位振荡，会导致氧化层减少或破坏钝化膜的形成。当迭加较大幅值交流电后，金属表层土壤的pH值有所降低，但仍处于碱性环境中。振荡电位周期性的穿越在腐蚀区-高铁酸盐区-免疫区，导致交流腐蚀发生。土壤pH值对钝化膜的性能有显着影响，pH值越高钝化膜越稳定，保护性能也越强，反之pH降低将破坏钝化膜的完整性，有利于金属腐蚀。电极电位对钝化膜的形成及变化有着非常重要的影响，而外加交流电会改变电极电位的大小使其在一定电位范围内周期性波动，导致钝化膜完整性遭到破坏，诱发金属腐蚀。4、利用循环伏安技术探讨了交流腐蚀电化学机理，对交流腐蚀引起的电化学参数的变化规律进行合理解释。研究结果表明：在碱性环境中金属遭受交流干扰而腐蚀的机理是由于交流电流改变了原有的极化电位，降低土壤pH值且迭加后的交直流耦合电位在电极表面做周期性振荡，破坏了金属钝化，从而造成金属的腐蚀。此外，在钢的活性溶解电位范围内，电极表面覆盖有大量的Fe(OH)ads,它将导致氢氧化物和氧化物的优先形成。在不同的电荷转移步骤下，氢氧化物作为钝化膜的抑制剂对金属腐蚀产生重要影响，这将导致传质过程成为腐蚀量增加的控制步骤。
杨晓冬[6]2018年在《西气东输西北段长输管道的腐蚀行为研究》文中进行了进一步梳理随着社会的高速发展,管道运输已经成为当今时代主要的运输方式,西气东输作为我国重要的运输管线之一。近年来,由于西气东输管线长期以来埋置于土壤之中,不同地段的土壤环境各不相同,使管线在不同的部位出现了一定程度的腐蚀损坏,严重威胁着管线的正常运输。本文主要针对西气东输西北段长输管线的腐蚀行为进行研究,对其腐蚀的原因进行分析,确定研究方案,实验方法及实际工况条件。选取土壤中的主要腐蚀影响因素温度和pH进行研究。采用电化学测试、扫描电镜观察、失重法等方法,对X70管线钢在陕西、新疆、甘肃、宁夏四个地区的土壤模拟溶液中的电化学腐蚀行为进行研究,得到极化曲线和交流阻抗谱。通过各因素对埋地管线腐蚀影响试验研究,对比分析极化曲线的测试结果来确定各因素对试验材料的腐蚀电位E_(coor)和年腐蚀率影响趋势。通过交流阻抗谱,建立等效电路的方式对各个因素进行分析,确定各因素对腐蚀行为影响的规律和显着性程度。实验结果表明:随着pH的减小,温度的增加,土壤模拟溶液中的电阻不断的减小,X70钢的腐蚀速率不断增大,腐蚀更加的剧烈。pH为5时的腐蚀速率达到了最大值。在宁夏段的土壤中腐蚀的最严重。随着侵泡时间的增长,X70在四个地区的土壤模拟溶液中的腐蚀速率都在不断的减小,腐蚀坑的数量在不断的增加。试验后去除产物膜后试样的微观腐蚀形貌,试样均出现了局部腐蚀。正交的实验中,温度和SO_4~(2-)对腐蚀速率的影响最为显着。
肖佳安[7]2018年在《交流杂散电流对Q235钢在碱性土壤模拟溶液中的腐蚀影响》文中研究表明接地网是变电站泄流、排除工作电流,防止雷电冲击事故发生的关键设备。交流变电站受到排流、感应电场电流、工作电流等干扰,这些杂散电流的电压和频率是不恒定的,除此之外,土壤含水率、酸碱度等对接地网腐蚀速率影响也较大。多种影响因素的存在使得交流杂散电流的腐蚀研究不深入,现有的杂散电流理论无法指导变电站接地网的防护,为此,本文对交流杂散电流腐蚀进行了较系统的探索。为了排除土壤腐蚀因素和交流电波形对研究过程的干扰,选用叁角波交流电为杂散电源,碱性土壤模拟溶液为腐蚀介质,利用强化介质法、电化学分析法、腐蚀失重法和形貌分析等方法,研究了不同交流电压和频率干扰下,Q235钢交流杂散电流腐蚀过程和腐蚀规律,为交变电场中的地下腐蚀防护提供参考。研究结果表明:(1)交流电干扰下,电位升降过程,阴、阳极极化曲线不完全重合。Q235钢自腐蚀电位Ec分裂成一个高电位和一个低电位,且随交流电压和频率改变呈一定规律性变化。交流强电场中,Q235钢在碱性腐蚀介质中发生钝化,正电位较高时,钝化膜发生破裂。负电位较低时,阴极过程有大量氢气析出,接地网发生氢脆腐蚀。(2)交流电压低于1.5V时,Q235钢腐蚀较轻,材料发生均匀腐蚀。交流电压高于1.5V时,Q235钢腐蚀加速,发生孔蚀。随交流电频率增大,Q235钢腐蚀速率呈先增大后减小趋势。(3)交流电压不同,频率对腐蚀机理影响不同。交流电压较低(如EP=0.3V),频率较低,Q235钢发生局部腐蚀,频率高时,Q235钢趋于均匀腐蚀;交流电压较高(如Ep=1.0V或2.5V),存在叁个频率值,分别对应Q235钢局部腐蚀最轻、局部腐蚀最严重和先发生严重均匀腐蚀后转为孔蚀。(4)交流电压较低,腐蚀介质中HCO3-和NO3-减缓材料腐蚀,SO42-和Cl-对材料的侵蚀作用可忽略。交流电压较高,SO42-和Cl-促进钝化膜破裂,阻碍钝化膜再次形成。SO42-和Cl-降低腐蚀介质中氧溶解量,HCO3-促进氢气析出。
何骁[8]2011年在《高压输电线路对埋地金属管道的腐蚀影响研究》文中指出快速增长的能源需求促使高压输电线路和埋地油气管道大量建设,能源建设用地越来越紧张,管道与输电线路相邻铺设已不可避免。输电线路会对邻近管道产生交流干扰,引发交流腐蚀问题,并严重影响阴极保护系统的运行。国内对于交流腐蚀现象尚存在一些认知空白,十分需要进行相关研究。本文选取忠武管道沿线典型腐蚀介质进行室内埋片实验,研究交流干扰对X65管道钢腐蚀及阴极保护效果的影响。在交流干扰现场,以裸露试片模拟管道防腐蚀涂层缺陷,采用试样交、直流电流及电位的在线监测和腐蚀失重等方法研究了高压输电线路交流干扰特征及其对管道阴极保护系统的影响规律。室内模拟实验结果表明,单纯交流干扰明显加速腐蚀,随交流电流密度增大,试样腐蚀速率呈现显着增加——缓慢增加——再次明显增加的变化规律;腐蚀类型由全面腐蚀逐步向局部腐蚀转变。阴极保护能很好抵抗交流干扰影响,相对保护度达到90%;一定阴极保护电流密度下,腐蚀速率随交流电流密度增加呈指数增长,但调控阴极保护电流密度,可使绝对腐蚀速率满足小于0.01mm/a要求。各阴极保护电流密度和最大可承受交流电流密度之间呈现良好线性关系,以此建立了基于电流密度的交流腐蚀风险判据:当i_(ac) < 90 A/m~2,且0.8 A/m~2≥idc > (i_(ac)-10)/100≥0.01 A/m~2时,管道无交流腐蚀风险。现场试验结果表明,当土壤介质条件基本不变时,电位与电流的变化存在相似性;阴极保护可有效减缓交流腐蚀;单独采用交流干扰电压或交流电流密度来评判交流腐蚀风险是不妥的,而应采用同时考虑交流电流密度和阴极保护电流密度的联合式判据。对比室内判据作出的腐蚀风险判断和现场实测结果,发现两者结果完全吻合,证实室内判据适应于现场应用。
朱敏[9]2014年在《交流电作用下X80钢在高pH值溶液中的应力腐蚀开裂行为及机理研究》文中提出近年来,随着高压交流输电线路及交流电气化铁路的快速建设,使得埋地钢质管道遭受交流干扰的风险日益增加。交流干扰导致管道发生交流腐蚀,加速管道的腐蚀,严重威胁管道的正常运营。目前,国内外学者对交流腐蚀进行了大量的研究,但未有交流电对管线钢的SCC行为及机理影响的相关文献报道。因此,本文采用极化曲线、开路电位测试、EIS测试、Mott-Schottky曲线测试、浸泡实验、SSRT实验、U形弯实验及裂纹扩展实验系统研究了交流电作用下X80钢在高pH值溶液中的腐蚀行为,尤其是重点研究了交流电对X80钢在高pH值溶液中的SCC行为及机理的影响。主要结论如下：电化学测试结果表明：AC作用下X80钢的开路电位负移,开路电位负移程度随交流电流密度的增加而增加。低频率交流电作用下(30-300Hz),开路电位负移明显；高频率交流电作用下(300-1000Hz),X80钢的开路电位负移程度较小。不同波形交流电作用下X80钢的开路电位负移程度由小到大依次为：正弦波、叁角波、方波。交流电作用导致X80钢在高pH值溶液的钝性下降,低交流电流密度对钝化膜的破坏作用较小,随交流电流密度的增加,钝化区明显变窄,临界点蚀电位负移,维钝电流密度增大,钝化膜内的施主密度ND增大。低频率交流电对X80钢的钝性有明显的破坏,高频AC对钝化膜的破坏较小。不同波形交流电作用下试样的钝性均明显下降。浸泡实验结果表明：低交流电流密度作用下X80钢主要以轻微的均匀腐蚀为主,高交流电流密度下试样的局部腐蚀特征明显；高频交流电作用下试样产生轻微的均匀腐蚀,低频交流电作用下,腐蚀加剧,点蚀明显；方波作用下局部腐蚀最明显,其次为叁角波,正弦波作用下局部腐蚀较轻微。AC作用增加了X80钢的腐蚀速率,腐蚀速率随交流电流密度的增加而增加。低频交流电作用下X80钢的腐蚀速率随频率的增大而快速减小,而高频交流电作用下腐蚀速率缓慢减小。不同波形交流电作用下腐蚀速率由小到大依次为：正弦波、叁角波、方波。预加交流电作用下,AC诱发的局部腐蚀促进了SCC裂纹的萌生与扩展,导致SCC敏感性增加。预加交流电X80钢在高pH值溶液中的的裂纹扩展方式均为沿晶扩展,SCC机理均为阳极溶解,这与IGSCC一致。当iAC大于30A/m2时,SCC敏感性随交流电流密度的增加而增加。高频交流电对SCC敏感性影响很小,随频率的减小SCC敏感性有所增加,30Hz作用下SCC敏感性明显增加。交流电波形对SCC敏感性影响由大到小依次为方波、叁角波、正弦波。在SSRT进行过程中施加交流电,观察发现X80钢的SCC裂纹密集度很高,裂纹宽且深,裂纹穿晶扩展,呈现出明显的脆性断裂特征,SCC机理为阳极溶解+氢脆作用；无交流电作用下,裂纹窄且浅,裂纹沿晶扩展,SCC机理为阳极溶解。X80钢SCC敏感性随施加的交流电流密度的增加而增加,当iAC大于100A/m2时,SCC敏感性较高。不同波形交流电作用SCC敏感性由小到大依次为正弦波、方波、叁角波。SCC敏感性随频率的减小而增加,低频AC作用下SCC敏感性较高。U形弯实验结果亦表明：交流电的施加加速了X80钢的腐蚀,诱发了点蚀的产生,有利于SCC裂纹的萌生。裂纹扩展实验结果表明：有无AC作用X80钢的裂纹扩展行为差异明显。有无交流电作用X80钢的平均裂纹扩展速率分别为5.645×10-3mm/cycle(7.056×10-6mm/s),5.99×10-4mm/cycle(7.48×10-7mm/s),交流电的施加加快了X80钢裂纹的扩展。AC和C1-发生了协同作用,导致X80钢的电化学活性增大,开路电位的负移幅度明显,钝化膜破坏严重,腐蚀速率大幅增加,局部腐蚀特征明显,SCC敏感性增加,呈明显的脆性断裂,SCC机理为阳极溶解+氢脆作用。
范玥铭[10]2017年在《杂散电流对剥离涂层下金属腐蚀行为影响的研究》文中研究说明目前,埋地管线通常采用防腐层和阴极保护联合防止其腐蚀。当防腐层存在缺陷失效时,容易与金属基体形成剥离缝隙,土壤中的腐蚀性介质通过缺陷口进入缝隙,使剥离区金属发生严重腐蚀。对于管道的实际敷设环境来说,大地中广泛存在着杂散电流,而杂散电流的流入势必会对剥离涂层下埋地管道的腐蚀行为产生更加不利的影响。本文采用矩形涂层剥离模拟装置利用电化学方法进行了有无阴极极化时杂散电流对剥离涂层下金属腐蚀行为影响的实验研究,通过测试杂散电流存在时剥离缝隙内金属各点的极化曲线和电化学阻抗谱(EIS),并观察缝内金属的腐蚀形貌,分析杂散电流对剥离涂层下金属腐蚀行为的影响规律,结果表明:(1)自然腐蚀状态下,在相同实验时间内,剥离缝隙内金属的自腐蚀电位随着涂层剥离深度的增加有先正移再负移的趋势,腐蚀电流密度有先减小再增大的趋势;施加阴极极化后,剥离缝隙内金属的自腐蚀电位比未进行阴极极化时明显负移,且腐蚀电流密度明显变小,阴极极化能使剥离涂层下金属得到一定保护;当阴极极化电位为-1.0V时,剥离涂层下金属的保护深度达到最大值为90mm,且该极化电位下剥离缝隙内金属的腐蚀电流密度较小,对缝内金属的保护效果较好。(2)有交流杂散电流存在时,剥离缝隙内金属的自腐蚀电位变化幅度比自然腐蚀状态下要大,缝内金属的腐蚀电流密度比自然腐蚀状态下也大很多;当交流干扰为1V~5V时,无论有无阴极极化,剥离缝隙内金属的腐蚀速度均较低;当阴极极化电位为-1.2V时,剥离涂层下金属的保护深度达到最大值为80mm,且该极化电位下剥离缝隙内金属的腐蚀电流密度较小,相比于其他阴极极化情况极化电位为-1.2V时对缝内金属的保护效果较好。(3)有直流杂散电流存在时,当干扰电压小于3V时,剥离缝隙内金属在施加阴极极化后的腐蚀电流密度均小于未进行阴极极化时的腐蚀电流密度,且在极化电位-0.9V~-1.2V的范围内,剥离缝隙内金属所受到的保护程度是相同的;当干扰电压较大(≥3V)时,极化电位为-1.0V和-1.2V时剥离缝隙内金属的腐蚀电流密度较小,金属的腐蚀速度较为缓慢;在直流干扰1V~10V范围内,当阴极极化电位为-1.2V时,剥离涂层下金属的保护深度能够达到最大值为80mm,相比于其他阴极极化情况极化电位为-1.2V时对缝内金属的保护效果较好。综上所述,无论腐蚀体系是否被阴极极化,杂散电流干扰下剥离涂层下金属的腐蚀均比缝内金属的自然腐蚀严重的多;交流杂散电流与直流杂散电流的存在均减小了剥离缝隙内金属在不同阴极极化电位下的保护深度,将极化电位适当的负移会增加缝内金属的保护效果;除直流干扰为1V外,直流杂散电流下剥离涂层下金属的腐蚀速度要远大于交流杂散电流;施加阴极极化后,阴极极化能够明显增强交流杂散电流腐蚀下剥离缝隙内金属各点的耐蚀性,保护效果要强于直流杂散电流腐蚀。
参考文献：
[1]. 埋地管道材料在土壤中的交流腐蚀行为研究[D]. 胡春伟. 大庆石油学院. 2003
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