X120管線鋼在HCO3￣+Cl￣溶液中點(diǎn)蝕行為研究.pdf

1、X120管線鋼因其具有高強(qiáng)度、高韌性而在未來石油天然氣管道輸送事業(yè)中有著廣大的應(yīng)用前景。埋地管線鋼在土壤環(huán)境中可能發(fā)生點(diǎn)蝕,為帶來巨大能源和經(jīng)濟(jì)損失的應(yīng)力腐蝕萌生提供了先決條件。本論文以NaHCO3+NaCl溶液作為基礎(chǔ)腐蝕介質(zhì),研究了環(huán)境因素(Cl-濃度、pH、溫度)交互作用與應(yīng)力對(duì)X120管線鋼點(diǎn)蝕行為的影響規(guī)律及機(jī)制,并分析了其亞穩(wěn)態(tài)點(diǎn)蝕形核行為。主要結(jié)論如下:
　　 (1)不同腐蝕環(huán)境下X120管線鋼的抗點(diǎn)蝕性能變化較大

2、。通過均勻設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方法,根據(jù)動(dòng)電位極化測(cè)試以及腐蝕形貌分析的結(jié)果可知,Cl-濃度、pH值、溫度三因素對(duì)X120管線鋼在NaHCO3+NaCl溶液中腐蝕及鈍化行為影響都較大,在本論文所取實(shí)驗(yàn)參數(shù)范圍內(nèi)(Cl-濃度=0～0.02mol·L-1,T=0～50℃,pH=8.5～11)三個(gè)環(huán)境因素對(duì)X120管線鋼點(diǎn)蝕敏感性影響依次為:Cl-濃度＞pH值＞溫度,且Cl-濃度與溫度間存在交互作用,該交互作用對(duì)X120鋼點(diǎn)蝕敏感性的影響程度介于Cl-濃

3、度和pH值之間;在Cl-濃度為0、pH值為8.5、溫度0℃的NaHCO3+NaCl溶液中X120管線鋼的點(diǎn)蝕敏感性最小。
　　 (2)動(dòng)電位阻抗譜以及Mott-Schottky曲線測(cè)試結(jié)果表明:當(dāng)應(yīng)力小于100Mpa時(shí),X120管線鋼在0.5mol·L-1NaHCO3+0.02mol·L-1NaCl溶液中的點(diǎn)蝕敏感性隨應(yīng)力增大而減小,這主要是表面腐蝕產(chǎn)物的阻礙效應(yīng)造成的;隨應(yīng)力從100Mpa增加到700Mpa,點(diǎn)蝕敏感性增大,這

4、是因?yàn)樽銐虼蟮膽?yīng)力增加了材料的活性,破壞了表面鈍化膜的結(jié)構(gòu),降低了鈍化膜的保護(hù)作用。在應(yīng)力作用下,X120管線鋼的點(diǎn)蝕機(jī)制為膜破裂理論。
　　 (3)恒電位極化測(cè)試結(jié)果表明,隨著外加電位從0.1V變化至0.2V,X120管線鋼的亞穩(wěn)態(tài)點(diǎn)蝕行為發(fā)生明顯變化。腐蝕腐蝕介質(zhì)為0.5mol·L-1NaHCO3溶液時(shí),X120管線鋼分別于0.1V和0.2V條件下恒電位極化2h后,試樣表面鈍化電流分別達(dá)到穩(wěn)定值約0.55μA·cm-2和0.