本文關(guān)鍵詞：剝離涂層下管線鋼腐蝕行為

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【摘要】：埋地管線通常采用外防腐蝕涂層和陰極保護(CP)聯(lián)合防護。涂層能夠使基體與腐蝕性介質(zhì)隔離,起到物理屏障作用；陰極保護作為防腐涂層的輔助手段,對裸露金屬實施電化學保護,進而防止或減緩金屬腐蝕。外防腐蝕涂層為屏蔽性管道防腐層或是涂層在運輸、安裝和使用過程中破損,陰極保護電流無法到達管線鋼表面,土壤電解質(zhì)就會滲入到外防腐蝕涂層與管線鋼基體之間的縫隙內(nèi),造成管線鋼腐蝕。若土壤環(huán)境中含有豐富的CO2,CO2就會在壓差的作用下滲入,溶于土壤介質(zhì)后形成弱酸碳酸,管線鋼在此環(huán)境下易發(fā)生危害性極大的近中性pH值應力腐蝕開裂,造成巨大的經(jīng)濟損失和人員傷亡。本文通過自制矩形縫隙實驗裝置模擬涂層剝離后管線鋼腐蝕,自制鎢/氧化鎢pH電極原位測量剝離涂層下縫隙內(nèi)局部pH值。采用微電極技術(shù)、微觀分析技術(shù)及電化學阻抗譜技術(shù),對有、無陰極保護下,剝離涂層下縫隙內(nèi)X80鋼局部電位、局部電流和腐蝕微環(huán)境變化進行研究,探索X80鋼腐蝕規(guī)律,為埋地管線鋼腐蝕與防護提供理論依據(jù)。本文研究了無陰極保護情況下,5%CO2/N2氣氛下酸性紅壤浸出液剝離涂層下縫隙內(nèi)受力與不受力X80鋼腐蝕行為。結(jié)果表明,縫口處試樣腐蝕最為嚴重,隨距縫口距離的增加,縫隙內(nèi)X80腐蝕逐漸減弱。不受力試樣表面表現(xiàn)為均勻腐蝕,而受力試樣表面出現(xiàn)微裂紋,且隨著實驗時間的延長,微裂紋聚集成團簇狀,腐蝕加重。本文對不同陰極保護電位下剝離涂層下縫隙內(nèi)X80鋼局部電位、局部電流、微環(huán)境變化進行了研究。結(jié)果表明,外加電位的負移,有利于陰極保護電流的滲入,但當縫口處控制電位達到-1200mVvs.SCE時,縫口處大量析氫,阻礙陰極保護電流滲入,引起X80鋼氫脆,促進了涂層的進一步剝離,此電位不能用于管線鋼保護。本文通過采用電化學阻抗譜技術(shù)對不同溫度(20~75℃)臨界水飽和狀態(tài)土壤環(huán)境下X80鋼的腐蝕行為進行研究,結(jié)合動力學理論分析X80鋼腐蝕動力學,探究環(huán)境溫度對埋地管線鋼腐蝕行為的作用機理。結(jié)果表明,X80鋼在紅壤中的EIS由高頻區(qū)土壤容抗弧和低頻區(qū)界面過程容抗弧組成。溫度升高,腐蝕速度增加。反應動力學分析表明,X80鋼在酸性紅壤中的腐蝕是體系混亂度減小的吸熱反應。本文采用恒電流脈沖技術(shù)(GPM)檢測管線鋼在酸性紅壤環(huán)境下的腐蝕速率,并與極化曲線技術(shù)對照,驗證恒電流脈沖技術(shù)快速檢測管線鋼腐蝕速率的可行性。結(jié)果表明,兩種測試方法在預測X80鋼腐蝕速率方面有較好相關(guān)性。恒電流脈沖技術(shù)可快速獲取材料界面腐蝕動力學參數(shù),且對體系擾動小,適合于現(xiàn)場土壤腐蝕監(jiān)測。
【關(guān)鍵詞】：剝離涂層 陰極保護 管線鋼 酸性紅壤浸出液 恒電流脈沖技術(shù)
【學位授予單位】：沈陽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG142.1
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-15
• 第1章 緒論15-30
• 1.1 前言15
• 1.2 埋地管線剝離涂層下縫隙內(nèi)局部腐蝕15-22
• 1.2.1 涂層失效及管體腐蝕16-17
• 1.2.2 自然腐蝕狀態(tài)下縫隙腐蝕17-18
• 1.2.3 剝離涂層下陰極保護18-19
• 1.2.4 剝離涂層下影響因素19
• 1.2.5 剝離涂層下局部環(huán)境演化19-20
• 1.2.6 剝離涂層下應力腐蝕20-22
• 1.3 X80鋼酸性土壤腐蝕22-25
• 1.3.1 酸性紅壤22
• 1.3.2 X80鋼酸性土壤腐蝕類型22-23
• 1.3.3 X80鋼酸性土壤腐蝕影響因素23-25
• 1.4 土壤腐蝕試驗研究方法25-28
• 1.4.1 現(xiàn)場埋設(shè)試驗25
• 1.4.2 實驗室模擬加速實驗25-26
• 1.4.3 土壤腐蝕電化學研究技術(shù)26-27
• 1.4.4 表面分析27-28
• 1.5 本論文的研究目的28-29
• 1.5.1 剝離涂層下管線鋼腐蝕行為28
• 1.5.2 環(huán)境影響因素—溫度28-29
• 1.5.3 恒電流脈沖技術(shù)29
• 1.6 本論文的主要研究內(nèi)容29-30
• 第2章 酸性土壤環(huán)境中剝離涂層下縫隙內(nèi)X80鋼腐蝕行為30-52
• 2.1 前言30
• 2.2 實驗方法30-34
• 2.2.1 剝離涂層實驗裝置30-32
• 2.2.2 實驗材料32-33
• 2.2.3 土壤浸出液33
• 2.2.4 鎢/氧化鎢電極的制備33
• 2.2.5 實驗裝置組裝33-34
• 2.3 測試方法34-35
• 2.3.1 溶液pH和電導率34
• 2.3.2 鎢/氧化鎢電極性能測試34
• 2.3.3 腐蝕電位34
• 2.3.4 腐蝕電流34-35
• 2.3.5 電化學測試35
• 2.3.6 表面形貌及成分分析35
• 2.4 實驗結(jié)果35-41
• 2.4.1 W/WO_3 pH電極性能曲線35-36
• 2.4.2 剝離涂層下閉塞區(qū)局部電化學環(huán)境36-38
• 2.4.3 剝離涂層下縫隙內(nèi)X80鋼微觀形貌分析38-41
• 2.5 剝離涂層下縫隙內(nèi)X80鋼電化學阻抗譜41-46
• 2.5.1 阻抗譜隨距縫口距離的變化41-44
• 2.5.2 阻抗譜隨時間變化44-46
• 2.6 結(jié)果與討論46-51
• 2.6.1 電化學阻抗譜解析46-49
• 2.6.2 剝離涂層下縫隙內(nèi)電化學反應49-51
• 2.7 小結(jié)51-52
• 第3章 埋地管線陰極保護剝離涂層下薄液腐蝕特征及演化52-65
• 3.1 前言52
• 3.2 模擬矩形縫隙試驗裝置52
• 3.3 實驗方法52-54
• 3.3.1 實驗材料52-53
• 3.3.2 土壤浸出液53
• 3.3.3 陰極保護電位的設(shè)置53
• 3.3.4 電位和電流測量53-54
• 3.4 實驗結(jié)果54-60
• 3.4.1 陰極保護電位對剝離涂層下X80鋼電位分布的影響54-57
• 3.4.2 陰極保護電位對剝離涂層下X80鋼電流分布的影響57-59
• 3.4.3 不同縫口控制電位下電化學阻抗譜59-60
• 3.5 結(jié)果與討論60-63
• 3.5.1 陰極保護電位60-62
• 3.5.2 陰極保護電流62-63
• 3.5.3 電化學阻抗譜解析63
• 3.6 小結(jié)63-65
• 第4章 X80管線鋼酸性土壤腐蝕行為：溫度的影響65-75
• 4.1 前言65-66
• 4.2 實驗材料和方法66-68
• 4.2.1 實驗材料66
• 4.2.2 實驗方法66-67
• 4.2.3 分析方法67-68
• 4.3 結(jié)果與討論68-72
• 4.3.1 X80鋼在不同溫度下的EIS68-69
• 4.3.2 EIS解析69-72
• 4.4 動力學分析72-74
• 4.5 結(jié)論74-75
• 第5章 恒流脈沖技術(shù)檢測X80管線鋼土壤腐蝕75-84
• 5.1 前言75
• 5.2 實驗方法75-76
• 5.3 結(jié)果與討論76-83
• 5.3.1 Tafel曲線76-77
• 5.3.2 恒電流脈沖測量及分析方法77-79
• 5.3.3 電流脈沖幅值的影響79-81
• 5.3.4 GP技術(shù)檢測X80鋼的腐蝕過程81-83
• 5.4 結(jié)論83-84
• 結(jié)論84-86
• 參考文獻86-92
• 攻讀碩士學位期間取得的學術(shù)成果92-93
• 致謝93

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 徐晶;姚武;;恒流脈沖技術(shù)檢測混凝土中鋼筋的腐蝕[J];中國腐蝕與防護學報;2010年03期

，

本文編號：1113480