隨著電力、通信、高鐵等設(shè)施建設(shè)的高速發(fā)展,埋地管道的交流腐蝕問題顯得日益突出�？偨Y(jié)了埋地長輸管道交流干擾下腐蝕的研究成果和最新進(jìn)展。主要介紹了交流電自身參數(shù)包括電流密度、頻率、波形對管道腐蝕的具體影響規(guī)律,并梳理了當(dāng)前學(xué)界對交流腐蝕機(jī)理的幾種認(rèn)識模型,特別是對陰極保護(hù)條件下交流干擾對管道腐蝕的作用效果以及交流腐蝕的具體風(fēng)險(xiǎn)評判標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了總結(jié)歸納。最后指出了交流腐蝕研究領(lǐng)域存在的問題,并展望了本領(lǐng)域的研究前景和發(fā)展趨勢。 

【文章來源】：材料保護(hù). 2020,53(09)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

交流干擾引發(fā)的管道局部腐蝕[5]

當(dāng)前學(xué)界已基本取得共識，決定管道腐蝕速率、金屬表面形貌和界面特性變化的主要因素就是交流電流密度有效值(Effective Value)。Goidnich等[8]在實(shí)驗(yàn)室通過模擬得到，當(dāng)Jac設(shè)定為10 A/m2時(shí)，試樣腐蝕速率是未加干擾電流試樣自腐蝕速率的2倍;當(dāng)大于30A/m2時(shí)，其腐蝕速率會呈指數(shù)增長。Funk等[9]在沙土和黏土中對裸露面積為10 cm2的管道進(jìn)行了交流干擾現(xiàn)場模擬試驗(yàn)。結(jié)果表明，在恒定陰極保護(hù)電流密度為2 A/m2的情況下，Jac≥30 A/m2時(shí)，依然會產(chǎn)生高于0.1 mm/a的腐蝕速率。Xu等[10]利用16Mn鋼在施加交流電作用下，認(rèn)為其電位的偏移量與所施加的交流電流密度數(shù)值存在密切相關(guān)性，當(dāng)Jac≤400 A/m2時(shí)，16Mn鋼的電位發(fā)生負(fù)向偏移，并快速達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài);當(dāng)Jac取600 A/m2和800 A/m2時(shí)，16Mn鋼的電位起初向負(fù)向移動(dòng)，隨后逐漸開始向正方向移動(dòng)，直到恢復(fù)至正常值，甚至比交流干擾前更正。Chin等[11]進(jìn)一步研究，將低碳鋼置放于Na2SO4溶液環(huán)境下，可產(chǎn)生鈍化膜。當(dāng)Jac達(dá)到2 000 A/m2時(shí)，鈍化膜已經(jīng)遭到完全破壞。從以上研究發(fā)現(xiàn)，金屬腐蝕隨交流電流密度的增加，其劇烈程度隨之增加，但在不同腐蝕體系中存在不同程度的增幅。1.1.2 交流電頻率

交流電頻率(f)也是影響腐蝕的重要因素之一。由于金屬/介質(zhì)界面上受Non-Faraday過程影響，交流電頻率改變導(dǎo)致腐蝕速率相應(yīng)改變。國外學(xué)者在探尋某一個(gè)頻率臨界值，當(dāng)?shù)陀谠撝禃r(shí)，頻率增加腐蝕速率減小;當(dāng)高于臨界值時(shí)，腐蝕速率反而增大[13]。當(dāng)然，交流電頻率在不同腐蝕環(huán)境下的影響效果各異，該臨界值的取值會相應(yīng)發(fā)生改變。北京科技大學(xué)課題組專門針對頻率因素做過系統(tǒng)研究，朱敏等[14]專門針對交流電頻率變量，對X80管線鋼在酸性土壤模擬溶液中施加50～400 Hz范圍的交流電作用，觀察研究其腐蝕行為。圖3和圖4結(jié)果顯示，隨交流頻率的增大，X80鋼的腐蝕電位偏移量減小，腐蝕速率逐漸減小，腐蝕程度減弱;同時(shí)，陰極/陽極極化曲線的振幅逐漸減弱。施加交流電作用，除使陰極與陽極的電流密度增大外，還能使陰極反應(yīng)由混合控制轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨刂�。因此，交流腐蝕程度與交流頻率呈反比關(guān)系，腐蝕速率隨頻率的增加而減少。姜子濤等[15]綜合交流電密度、交流電頻率以及電解質(zhì)組分3種因素，系統(tǒng)地對碳鋼Q235腐蝕電位的影響規(guī)律進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:Q235腐蝕電位波幅隨交流電頻率的升高而減小，兩者成反比例關(guān)系。1.1.3 交流電波形

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]交流電頻率對X80管線鋼在酸性土壤模擬溶液中腐蝕行為的影響[J]. 朱敏,杜翠薇,李曉剛,劉智勇,王麗葉.  中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào). 2014(03)
[2]交流干擾下新的陰極保護(hù)準(zhǔn)則Iac/Idc的研究[J]. 楊濤,和宏偉,關(guān)鴻鵬,肖桂霞.  管道技術(shù)與設(shè)備. 2012(06)
[3]交流電對Q235鋼腐蝕電位的影響規(guī)律研究[J]. 姜子濤,杜艷霞,董亮,路民旭.  金屬學(xué)報(bào). 2011(08)
[4]埋地鋼質(zhì)管道雜散電流腐蝕研究現(xiàn)狀[J]. 宋吟蔚,王新華,何仁洋,何存富,王秀彥.  腐蝕與防護(hù). 2009(08)
[5]忠縣-武漢輸氣管道遇到的交直流干擾及防護(hù)措施[J]. 閆明珍,龔亮,李秋萍,鄭安升,王杰.  腐蝕與防護(hù). 2008(02)

博士論文
[1]交流電對X80鋼在Cl-與HCO3-溶液中的腐蝕行為影響及其機(jī)理研究[D]. 王勝榮.北京科技大學(xué) 2016

碩士論文
[1]交流雜散電流對Q235鋼在酸性模擬土壤溶液中腐蝕的研究[D]. 黃菲菲.西安理工大學(xué) 2017



本文編號：3000316