X80鋼在紅壤模擬液及薄液膜中的電化學(xué)行為研究.pdf

1、“西氣東輸”管線約1/5跨越酸性紅壤區(qū)域，X80管線鋼在紅壤環(huán)境中的腐蝕失效是影響其使用壽命、使用安全的重要問題。目前，關(guān)于管線鋼紅壤腐蝕的環(huán)境因素，如腐蝕性離子的作用、腐蝕產(chǎn)物膜的影響及涂層破裂時液膜下的腐蝕行為，均尚無深入研究。因此，研究管線鋼在不同條件的紅壤模擬液及薄液膜中的腐蝕行為十分必要。
　　本文通過動電位極化法、電化學(xué)阻抗譜、三維視頻顯微鏡、掃描電子顯微鏡（SEM）等手段研究了土壤中腐蝕性離子 SO4^-2的含量、腐

2、蝕產(chǎn)物膜對 X80鋼在紅壤模擬溶液中腐蝕行為的影響，同時，探討了涂層破裂下紅壤模擬液膜pH值對X80鋼電化學(xué)腐蝕的作用。
　　研究結(jié)果表明，在酸性紅壤模擬溶液中，X80鋼的腐蝕速率隨 SO4^-2濃度變化而明顯變化；在含1％~5% SO42?的模擬液中，SO42-會阻礙腐蝕性離子 Cl^-在電極表面的吸附，從而減緩腐蝕，此時 X80鋼的腐蝕速率隨 SO4^-2濃度增加而減?。划?SO42-質(zhì)量分數(shù)大于5%后，高濃度的 SO42?會

3、破壞電極表面膜的形成，此時腐蝕速率隨 SO42?濃度升高而增加。在含1%~10%SO42-的酸性紅壤模擬液中，X80鋼的EIS均呈現(xiàn)出高頻容抗弧和低頻感抗弧。
　　由腐蝕失重量及腐蝕極化曲線分析可知，腐蝕產(chǎn)物膜的厚度與結(jié)構(gòu)對 X80鋼的腐蝕速率有顯著影響。當 X80鋼在紅壤模擬液中浸泡4d時電極表面形成了較為完整的初期腐蝕產(chǎn)物膜，該產(chǎn)物膜具有保護性，此時腐蝕速率最低。隨著浸泡時間增加，X80鋼表面覆有中期腐蝕產(chǎn)物膜，產(chǎn)物膜分為內(nèi)外

4、兩層，外層產(chǎn)物膜疏松呈暗黃色，內(nèi)層較薄呈黑色；此時腐蝕產(chǎn)物膜保護性很差，腐蝕速率出現(xiàn)較大幅度的上升。當浸泡時間為30d時，試樣表面覆有后期腐蝕產(chǎn)物膜，膜層厚度有所增加，產(chǎn)物膜更加疏松多孔，溶液中的腐蝕性離子容易進入金屬基體表面與之發(fā)生反應(yīng)，使腐蝕速率加快，此時腐蝕產(chǎn)物膜保護性較弱。
　　結(jié)合不同厚度、不同pH值的紅壤模擬液膜下 X80鋼的腐蝕電化學(xué)數(shù)據(jù)及腐蝕形貌分析表明，液膜厚度為80μm、pH=4時，X80鋼腐蝕受腐蝕產(chǎn)物膜及氧