海底管道管線鋼海泥區(qū)腐蝕行為研究.pdf

1、海水是一種含有多種鹽類近中性的良好電解質(zhì)溶液。在海泥區(qū),除含有大量的NaCl、MgCl2等鹽類外,還含有少量溶解氧、海生物和腐殖質(zhì),這就決定了金屬在海泥中的腐蝕受海洋物理、海洋化學(xué)和海洋生物等多方面綜合作用的影響。
　　海底管道是敷設(shè)在水下或埋于海底一定深度,輸送石油、天然氣和水等物質(zhì)的管道;是連接海洋資源與陸地資源的必經(jīng)渠道之一。管線鋼是海底管道的主要組成材料,其腐蝕環(huán)境主要位于海泥區(qū),因此研究海底管道管線鋼在海泥區(qū)腐蝕行為和腐

2、蝕特性,對(duì)提高管線鋼在海泥區(qū)的耐腐蝕性能和開(kāi)發(fā)海洋資源有重要意義。
　　本文采用失重法和電化學(xué)方法(包括極化曲線和電化學(xué)阻抗技術(shù))研究了管線鋼在海泥區(qū)的電化學(xué)腐蝕規(guī)律,采用X射線衍射(XRD)、掃描電子電鏡(SEM)和金相試驗(yàn)研究了管線鋼銹層的形貌、結(jié)構(gòu)、組織及物理化學(xué)性質(zhì)。結(jié)果如下:
　　在40天的失重實(shí)驗(yàn)中,X52管線鋼距模擬管道裂縫越近,腐蝕速率越大;100天的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與40天相反;在200天實(shí)驗(yàn)中,所有位置試樣的腐蝕

3、速率相差不大。X65管線在40天實(shí)驗(yàn)中,中間位置腐蝕速率最小,兩端腐蝕速率逐漸增大,其中腐蝕速率最大點(diǎn)在距裂縫最近處;100天和200天實(shí)驗(yàn)中,X65管線鋼和X52管線鋼腐蝕規(guī)律基本相同。管線鋼試樣在海泥區(qū)的腐蝕主要受氧擴(kuò)散、氧濃差和微生物三個(gè)方面的影響。在不同浸泡時(shí)間段,各方面的影響作用不同。
　　電化學(xué)極化實(shí)驗(yàn)中,1號(hào)位置(距孔縫最近處)管線鋼試樣自腐蝕電流密度最大,即此時(shí)1號(hào)位置腐蝕速率最快,也說(shuō)明在100天的實(shí)驗(yàn)中試樣腐蝕

4、層厚度1號(hào)位置最薄,而4號(hào)(中間)和7號(hào)(距孔縫最遠(yuǎn)處)位置略厚,腐蝕層可以有效的保護(hù)基體從而減慢腐蝕速率,即在整個(gè)實(shí)驗(yàn)階段4號(hào)和7號(hào)位置的腐蝕速率大于1號(hào)位置,結(jié)論和失重試驗(yàn)相符合。
　　在SEM實(shí)驗(yàn)中,1號(hào)和7號(hào)位試樣的200天腐蝕產(chǎn)物成顆粒狀團(tuán)簇聚集在一起,但1號(hào)位腐蝕產(chǎn)物結(jié)合緊密,可以有效的阻斷物質(zhì)的交換,從而降低腐蝕速率,因此近處試樣的腐蝕程度相對(duì)于遠(yuǎn)處較輕一些。
　　在XRD實(shí)驗(yàn)中,X52管線鋼在200天的腐蝕產(chǎn)

5、物中都有Fe3O4、Fe2O3,且1號(hào)位試樣還存在FeOOH,4號(hào)位試樣存在Fe(OH)3,7號(hào)位試樣存在FeCl2;X65管線鋼三個(gè)位置均含有Fe3O4、Fe2O3,在1號(hào)位試樣存在FeOCl,4號(hào)位試樣存在FeOCl,7號(hào)位試樣存在FeCl2。
　　將兩種管線鋼失重試驗(yàn)進(jìn)行比較,可知兩種試樣的腐蝕規(guī)律基本相同,但X65試樣比X52試樣腐蝕嚴(yán)重,是因?yàn)閄52試樣掛在有孔的一側(cè),X65試樣掛在無(wú)孔的一側(cè),在實(shí)驗(yàn)初期氧擴(kuò)散作用使得X