x80钢在模拟土壤中腐蚀研究

《x80钢在模拟土壤中腐蚀研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《x80钢在模拟土壤中腐蚀研究（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、X80钢在模拟土壤溶液中的腐蚀研究摘 要能源的开发利用是人们一直热点关注的问题，尤其以石油、天然气为主。而地下管道输送是目前石油、天然气长距离输送最为合理经济的方法，但管道输送面临着土壤腐蚀这一严重问题。X80钢作为输送管道的材料，它的发展和应用显得尤为重要，尤其是X80钢在土壤中的腐蚀研究。本文选用HCO3-CO32-溶液体系和NS4溶液体系模拟土壤溶液体系，采用极化曲线和交流阻抗研究方法，研究了HCO3-、CO32-和Cl-对腐蚀速率的影响，得出以下结论：(1) X80钢在HCO3-CO32-溶液体系中，当CO32-浓度一定时，HCO3-浓度逐渐增大，X80钢的阳极反应维钝电流密度逐渐增大

2、，其生成钝化膜的难度也随之增大。故X80钢在HCO3-CO32-溶液体系中的腐蚀速率会随着HCO3-浓度增大而增大；当HCO3-浓度一定时，X80钢的腐蚀速率会随着CO32-浓度的增加而减小，当CO32-浓度为0.3mol/L时腐蚀速率达到最小值，CO32-浓度继续增加时，腐蚀速率也相应增加。(2) X80钢在NS4溶液体系中的腐蚀速率会随着Cl-浓度的增大而增大，Cl-浓度为0.04mol/L时腐蚀速率达到最大值，当Cl-浓度继续增大时，腐蚀速率又随着Cl-浓度的增大呈现下降趋势。 (3) X80钢在NS4溶液体系中的腐蚀速率会随着HCO3-浓度的增大而增大，当HCO3-浓度为0.058mo

3、l/L时腐蚀速率达到最大值，当HCO3-浓度继续增加时，腐蚀速率反而呈现出下降趋势。关键词：X80管线钢，极化曲线，交流阻抗，钝化膜Corrosion Behavior of X80 steel in simulated soil solutionAbstractDevelopment and utilization of energy resources is a matter of concern that people have been hot spots, particularly in the oil and natural gas based. The underground p

4、ipeline is the oil, natural gas long-distance transmission of the most rational economic approach, but piped facing the serious problem of soil erosion. X80 pipeline steel as a material, its development and application is particularly important, especially in corrosion research in the soil.This sele

5、ction of HCO3-CO32- solution system and NS4 solution system simulated soil system, using polarization curves and electrochemical impedance methods to study the HCO3-, CO32- and Cl- influence on the corrosion rate, the following conclusions:(1) X80 steel in HCO3-CO32- solution system, when a certain

6、concentration while CO32-, HCO3- concentration increases, the anodic reaction passive current density increases X80 steel, it is also difficult to generate passive film increases. Therefore X80 steel in HCO3- corrosion rate CO32- solution system will be as HCO3- concentration increases; HCO3- concen

7、tration in a certain time when the corrosion rate of X80 steel will increase CO32- concentration decreases when the CO32- concentration of 0.3mol/L when the corrosion rate reaches a minimum, CO32- concentration continues to increase, the corrosion rate is also increased.(2) Corrosion rate of X80 ste

8、el in NS4 solution system will be as Cl- concentration increases, Cl- concentration of 0.04mol/L when the corrosion rate reaches a maximum when the Cl- concentration continues to increase, The corrosion rate and with Cl- concentration increased decline.(3) Corrosion rate of X80 steel in NS4 solution

9、 system will be as HCO3- concentration increases, when HCO3- concentration of 0.058mol/L when the corrosion rate reaches a maximum when the HCO3- concentration continues to increase when, Instead, the corrosion rate showed a downward trend.Key Words：X80 pipeline steel，Polarization curves，AC impedanc

10、e，Passivation film目 录1文献综述11.1 前言11.2 X80管线钢的发展与应用11.3 腐蚀的基本理论21.3.1 土壤腐蚀类型21.3.2 土壤腐蚀现状21.3.3 金属腐蚀的本质与分类31.3.4 电化学腐蚀的基本原理31.4电化学极化曲线41.4.1 极化现象与极化曲线41.4.2 电化学极化曲线测定方法及原理41.4.3 极化曲线的阴极极化与阳极极化51.5 交流阻抗谱61.5.1电化学阻抗谱的基本知识61.5.2 电化学阻抗谱的种类61.5.3 电化学阻抗谱的数据处理与解析71.6 研究意义及内容81.6.1 研究意义81.7.2 研究内容82 实验设计92.1

11、 试样制备92.2 实验用主要试剂92.3 实验测试方法及设备102.3.1 极化曲线法及其测试设备102.3.2 交流阻抗法及其测试设备123 结果与讨论143.1 HCO3-CO32-溶液体系中HCO3-浓度变化对X80钢腐蚀的影响143.1.1 极化曲线分析143.1.2 交流阻抗谱法分析183.2 HCO3-CO32-溶液体系中CO32-浓度变化对X80钢腐蚀的影响193.2.1 极化曲线分析203.2.2 交流阻抗谱法分析233.3 NS4溶液中Cl-浓度变化对X80钢腐蚀的影响243.3.1 极化曲线分析253.3.2 交流阻抗谱法分析273.4 NS4溶液中HCO3-浓度变化对X

12、80钢腐蚀的影响293.4.1 极化曲线分析293.4.2 交流阻抗谱法分析314 结论34参考文献35致 谢37 1文献综述1.1 前言腐蚀与防护科学是20世纪30年代发展起来的一门综合性技术科学，现在已成为一门独立的学科，越来越受到重视并不断地发展和完善。金属材料在周围环境的作用下发生性能下降、状态改变、直至破坏变质的现象称为金属的腐蚀。这是人们生活中司空见惯的现象。现如今，能源的开发利用是人们一直热点关注的问题，尤其以石油、天然气为主。而地下管道输送是目前石油、天然气长距离输送最为合理经济的方法，但管道输送面临着土壤腐蚀这一严重问题。X80钢作为输送管道的材料，它的发展和应用显得尤为重要

13、，尤其是X80钢在土壤中的腐蚀研究。而实际研究中一般是在土壤模拟溶液中进行的，采用一些电化学方法研究X80钢在土壤模拟溶液中的腐蚀过程。本设计采用电化学极化曲线、电化学交流阻抗谱等方法研究X80钢在近中性和偏碱性土壤模拟溶液中的腐蚀规律，探索腐蚀机理，为X80钢在土壤腐蚀环境中的服役提供基础数据和理论依据。1.2 X80管线钢的发展与应用随着石油、天然气工业的迅猛发展，促使对其管道运输的要求越来越高，长距离输送管线也向着高压输送、大直径、大壁厚的方向发展，这就要求管线钢具有强韧性、良好的焊接性、低的包申格效应和高度清洁度等优点。我国管线工业经历了从X52钢级向X60、X65、X70等钢级的发展

14、过程，再到目前的X80、X100、X120级这些高级别管线钢的研制与生产 Domizzi G，Anteri G，Ovejero-Garcia J. Infuence of Sulfur Content and Inclusion Distribution on the Hydrogen Induced Blister Cracking in Pressure Vessel and Pipeline SteelsJ.Corrosion Science，2001，43（2）：325-326.。由于X80钢韧性、抗拉强度、屈强比等性能较X70级管线钢均有显著提高 张小立，冯耀荣，赵文轸等.X80级管

15、线钢的组织和力学性能J.特殊钢，2006， 27（3）：1113，这样对于天然气管道，在同样输量下，管材壁厚可以减小，节省用钢量，从而减少投资费用。致使X70钢不能完全满足较高的输送要求，国际标准中曾长期处于最高钢级的X70已经逐渐被X80所替代 高珊，郑磊.高强度高韧性X80管线钢的研制与应用J.宝钢技术，2007(2)- 李鹤林.天然气输送钢管研究与应用中的几个热点问题R.石油管工程应用基础研究论文集.北京：石油工业出版社，2001，319。1987年API SPEC 5L第36版中增加了X80钢级，随后X80开始部分在一些管线工程中使用。德国、美国等国早已在X80及以上级别的管线钢的研究及应用方面有大量实践 潘家华.全球能源变换及管线钢的发展趋势J.焊管，2008，31（1）：911：德国的Ruhr Gas公司在1992到1993年间采用Europipe 公司生产的X80级管线钢建成了近260km的输气管道；加拿大TransCanada Pipelines公司（TCPL）已经