X70鋼是西氣東輸工程的主要用鋼,埋地管線長(zhǎng)期與土壤接觸容易發(fā)生均勻腐蝕、點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂等多種腐蝕形式。本文在西氣東輸工程的大背景下,以我國(guó)典型鹽漬土--庫(kù)爾勒土壤為研究環(huán)境,開(kāi)展X70鋼在庫(kù)爾勒土壤模擬溶液中剝離涂層下的腐蝕行為研究。
滯留液的pH值受距漏點(diǎn)距離、縫隙厚度、陰極保護(hù)電位的影響較大。自然腐蝕電位下,縫內(nèi)滯留液發(fā)生酸化,且隨距離增加滯留液酸化速度加快程度加重。0.1mm縫隙厚度下滯留液酸化現(xiàn)象比0.3mm厚度下明顯。外加陰極保護(hù)電位時(shí)滯留液pH值較自然腐蝕狀態(tài)下偏高,當(dāng)陰極保護(hù)電位從-775mVSCE負(fù)移至-1200mVSCE時(shí),各處滯留液pH值呈增加趨勢(shì),pH值最高處可達(dá)12以上。
滯留液離子濃度測(cè)試結(jié)果顯示,半徑較小的Cl-和Na+遷移變化最顯著。自然腐蝕電位下,縫內(nèi)Cl-濃度隨距漏點(diǎn)距離增加而升高,Na+濃度隨距離增加而降低。縫隙厚度0.1mm時(shí)縫內(nèi)陰離子聚集比0.3mm時(shí)明顯。外加陰極保護(hù)電位使縫內(nèi)鐵的陽(yáng)極溶解受到抑制,相比開(kāi)路電位下陰離子聚集不明顯,且陰極保護(hù)電位越負(fù),陰離子向縫內(nèi)遷移的驅(qū)動(dòng)力越小聚集越不明顯。外加陰極保護(hù)電位時(shí)縫內(nèi)滯留液中OH-濃度升高,促進(jìn)了陽(yáng)離子向縫內(nèi)遷移。
X70鋼在矩形縫內(nèi)的交流阻抗結(jié)果表明,腐蝕初期,漏點(diǎn)處的阻抗譜表現(xiàn)出擴(kuò)散阻抗,縫內(nèi)X70鋼的阻抗譜表現(xiàn)為單一容抗弧;到腐蝕中后期,漏點(diǎn)處擴(kuò)散阻抗逐漸消失,表現(xiàn)為單一容抗弧,縫隙底部位置出現(xiàn)雙容抗弧特性。自然腐蝕電位下X70鋼剝離涂層下的腐蝕形貌以點(diǎn)蝕為主,點(diǎn)蝕程度隨著距漏點(diǎn)距離的增加而加重。X70鋼的腐蝕促進(jìn)Cl-、SO42-向縫內(nèi)遷移,而Cl-、SO42-這兩種侵蝕性離子的聚集反過(guò)來(lái)會(huì)加速金屬腐蝕。交流阻抗和點(diǎn)蝕形貌結(jié)果顯示,與0.3mm縫隙厚度相比,0.1mm厚X70鋼的腐蝕更嚴(yán)重。
X70鋼在模擬滯留液中的SSRT結(jié)果表明,在庫(kù)爾勒模擬溶液中,剝離涂層下的X70鋼具有一定的應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂(SCC)敏感性,且縫隙底部位置處的X70鋼SCC敏感性最強(qiáng)。
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