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原文传递剥离涂层下管线钢腐蚀行为

论文题名：	剥离涂层下管线钢腐蚀行为
关键词：	管线钢;剥离涂层;阴极保护;腐蚀行为;微环境
摘要：	埋地管线通常采用外防腐蚀涂层和阴极保护（CP）联合防护。涂层能够使基体与腐蚀性介质隔离，起到物理屏障作用；阴极保护作为防腐涂层的辅助手段，对裸露金属实施电化学保护，进而防止或减缓金属腐蚀。外防腐蚀涂层为屏蔽性管道防腐层或是涂层在运输、安装和使用过程中破损，阴极保护电流无法到达管线钢表面，土壤电解质就会渗入到外防腐蚀涂层与管线钢基体之间的缝隙内，造成管线钢腐蚀。若土壤环境中含有丰富的CO2，CO2就会在压差的作用下渗入，溶于土壤介质后形成弱酸碳酸，管线钢在此环境下易发生危害性极大的近中性pH值应力腐蚀开裂，造成巨大的经济损失和人员伤亡。　　本文通过自制矩形缝隙实验装置模拟涂层剥离后管线钢腐蚀，自制钨/氧化钨pH电极原位测量剥离涂层下缝隙内局部pH值。采用微电极技术、微观分析技术及电化学阻抗谱技术，对有、无阴极保护下，剥离涂层下缝隙内X80钢局部电位、局部电流和腐蚀微环境变化进行研究，探索 X80钢腐蚀规律，为埋地管线钢腐蚀与防护提供理论依据。　　本文研究了无阴极保护情况下，5％CO2/N2气氛下酸性红壤浸出液剥离涂层下缝隙内受力与不受力 X80钢腐蚀行为。结果表明，缝口处试样腐蚀最为严重，随距缝口距离的增加，缝隙内X80腐蚀逐渐减弱。不受力试样表面表现为均匀腐蚀，而受力试样表面出现微裂纹，且随着实验时间的延长，微裂纹聚集成团簇状，腐蚀加重。　　本文对不同阴极保护电位下剥离涂层下缝隙内 X80钢局部电位、局部电流、微环境变化进行了研究。结果表明，外加电位的负移，有利于阴极保护电流的渗入，但当缝口处控制电位达到-1200 mVvs.SCE时，缝口处大量析氢，阻碍阴极保护电流渗入，引起 X80钢氢脆，促进了涂层的进一步剥离，此电位不能用于管线钢保护。　　本文通过采用电化学阻抗谱技术对不同温度（20~75℃）临界水饱和状态土壤环境下 X80钢的腐蚀行为进行研究，结合动力学理论分析 X80钢腐蚀动力学，探究环境温度对埋地管线钢腐蚀行为的作用机理。结果表明，X80钢在红壤中的EIS由高频区土壤容抗弧和低频区界面过程容抗弧组成。温度升高，腐蚀速度增加。反应动力学分析表明，X80钢在酸性红壤中的腐蚀是体系混乱度减小的吸热反应。　　本文采用恒电流脉冲技术（GPM）检测管线钢在酸性红壤环境下的腐蚀速率，并与极化曲线技术对照，验证恒电流脉冲技术快速检测管线钢腐蚀速率的可行性。结果表明，两种测试方法在预测 X80钢腐蚀速率方面有较好相关性。恒电流脉冲技术可快速获取材料界面腐蚀动力学参数，且对体系扰动小，适合于现场土壤腐蚀监测。
作者：	杨霜
专业：	化学工程
导师：	赵春英
授予学位：	硕士
授予学位单位：	沈阳理工大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文