X70鋼在NaHCO3+NaCl溶液中的縫隙腐蝕行為及機理研究.pdf

1、縫隙腐蝕是金屬材料使用過程中廣泛存在的局部腐蝕，它會對金屬造成嚴重的損壞。我國的重大工程“西氣東輸”一期工程全程采用X70管線鋼，在服役期間，這些埋地管線會不可避免的發(fā)生縫隙腐蝕。由于影響因素眾多，腐蝕過程較為復雜，目前對于縫隙腐蝕的機理研究存在不同的說法。本論文以X70鋼為研究對象，通過動電位掃描、恒電位極化、電化學阻抗、掃描電鏡等方法研究其在土壤環(huán)境中的縫隙腐蝕行為。探討了土壤中常見的兩種陰離子Cl-、HCO3-以及縫隙外部電極電位

2、的影響，還考慮到了腐蝕過程中的腐蝕產物（包括陽極固相產物和陰極氣相產物）的影響。主要結論如下:
　　(1)-0.4V恒電位極化下，縫隙內X70鋼在NaHCO3溶液中可以發(fā)生局部腐蝕，腐蝕萌生部位由電位下降程度決定。縫口處首先發(fā)生酸化，并逐漸往縫底擴展，隨著腐蝕的發(fā)展，酸化加劇，后期發(fā)生析氫反應。陰極反應則是由溶解氧的還原轉變?yōu)闅潆x子的還原。溶液中HCO3-對X70鋼起著鈍化的作用，增加HCO3-濃度能明顯改變縫內腐蝕的發(fā)展;加入C

3、l-后，縫內X70鋼縫隙腐蝕的機理沒有改變。但隨著Cl-濃度的增大，縫內腐蝕速率增加，閉塞區(qū)酸化加快，腐蝕程度加深。
　　(2)隨著極化電位的提高，縫隙腐蝕發(fā)生得越晚，同時發(fā)展得越慢?？p隙內X70鋼的腐蝕區(qū)域逐漸往縫底移動，同時發(fā)生點蝕。而縫隙腐蝕及點蝕的萌生區(qū)域由極化電位及電位下降的程度決定。
　　(3)固相腐蝕產物對X70鋼縫隙腐蝕的影響很大，在腐蝕初期，腐蝕產物膜覆蓋完整但還不夠致密，膜表面有很多孔隙，不僅不能保護基體

4、，反而加速腐蝕，在腐蝕發(fā)生一段時間后，腐蝕產物膜才起到保護作用。當電位正移時，縫內主要生成的腐蝕產物由Fe(OH)2逐漸變成FeCO3，并且不同腐蝕產物堆積的結構也有很大差異。
　　(4) X70鋼縫隙腐蝕過程中的生成的氫氣因縫隙的不同位置影響不同，當縫隙內電極表面朝上時，初期生成氫氣較少，小的氫氣泡降低了局部縫隙的有效縫高，增大了IR降，起到加速局部腐蝕的作用，當氫氣泡足夠大時，電極表面被氫氣包裹，腐蝕停止;當縫隙內電極表面朝下