模擬海洋靜水壓力、溫度對(duì)X65管線鋼沖刷腐蝕的影響研究.pdf

1、X65管線鋼在服役的過程中，經(jīng)常受到海洋環(huán)境的沖刷腐蝕，從而導(dǎo)致管道性能惡化，嚴(yán)重時(shí)還可能會(huì)使管道發(fā)生破壞事故，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染。再加上隨著對(duì)海洋石油天然氣的開發(fā)和利用，使得管線鋼的應(yīng)用范圍從表層海水進(jìn)一步擴(kuò)大到具有一定深度的海洋環(huán)境，而海洋靜水壓力和低溫環(huán)境是這些環(huán)境所特有的腐蝕條件。然而目前國內(nèi)外對(duì)于在沖刷腐蝕環(huán)境下，靜水壓力或低溫環(huán)境對(duì)于X65管線鋼沖刷腐蝕的影響還鮮有報(bào)道。因此，本文選取國產(chǎn)X65管線鋼為研究對(duì)象，利

2、用自行研制的沖刷模擬裝置，采用動(dòng)電位極化曲線測(cè)試、電化學(xué)阻抗譜測(cè)試、掃描電子顯微鏡、激光拉曼光譜圖等測(cè)試方法，首先研究X65管線鋼在這種裝置下的沖刷腐蝕行為，然后探討靜水壓力和低溫環(huán)境對(duì)于不同沖刷腐蝕體系下的影響，從而對(duì)于管線鋼的海洋防護(hù)措施和壽命預(yù)測(cè)提供必要的理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)，主要的研究結(jié)果如下：
　　增大沖蝕介質(zhì)的轉(zhuǎn)速無論對(duì)于X65管線鋼的純NaCl溶液，還是在含砂的NaCl溶液的沖刷腐蝕都能加快X65管線鋼的腐蝕速率。在純液相

3、沖刷腐蝕中，極化曲線的結(jié)果顯示陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)都隨著隨著轉(zhuǎn)速的增大而增強(qiáng)，這表明基體溶解和傳質(zhì)作用都隨著流速進(jìn)一步變大，試樣也由靜態(tài)浸泡時(shí)的均勻腐蝕向著均勻與局部混合腐蝕的破壞形式轉(zhuǎn)變。在含砂的NaCl溶液沖刷腐蝕下，隨著轉(zhuǎn)速的增大，陽極電流密度由于固相顆粒的沖擊導(dǎo)致金屬表面活性溶解的增大而加劇，陰極反應(yīng)則相對(duì)影響較小。在固液沖刷介質(zhì)轉(zhuǎn)速大于臨界速度（約200 rpm）后，腐蝕電流密度顯著增大，沖蝕坑變得十分密集，深度和直徑進(jìn)一步擴(kuò)大

4、。
　　在增加靜水壓力的環(huán)境下，經(jīng)過液相沖刷腐蝕后的X65管線鋼試樣的極化曲線顯示出自腐蝕電位負(fù)移，腐蝕電流密度變小，腐蝕速率降低。試樣表面的局部腐蝕隨著靜水壓力的增加而逐漸加劇，這是因?yàn)殪o水壓力能夠通過促進(jìn)Cl-通過腐蝕產(chǎn)物的滲透能力，加快Cl-對(duì)基材表面的吸附能力，從而加速點(diǎn)蝕和局部腐蝕的成形和生長進(jìn)程。另一方面，靜水壓力也減弱X65管線鋼的表面均勻腐蝕程度，使得總的沖刷腐蝕速率下降。
　　在低溫的環(huán)境下，經(jīng)過固液沖刷腐