湛江湾海洋腐蚀环境及其对管线钢腐蚀行为的影响

发布时间：2020-10-18 04:32

　　 本文对湛江湾展开腐蚀环境调查,进行了海洋环境腐蚀性的定性分析与评价,并探究管线钢在湛江湾海洋环境下的腐蚀行为规律与机理,研究腐蚀因子之间的相关性及对管线钢腐蚀的影响,对海洋环境腐蚀性进行定量分析,结合管线钢腐蚀规律,提出合理的管线钢防腐措施。本文在湛江湾选取具有代表性的8个站位展开海洋环境调查,分别采集了不同层位的水样及海底表层沉积物,分析了海洋环境的pH值、电导率、Eh、温度、盐度、溶解氧、海底沉积物类型、Fe3+/Fe2+比和有机碳含量等腐蚀因子的特征,划分了海底沉积物的氧化还原环境,运用软测量模型和统计法分别评价了海水和海底沉积物的腐蚀性。研究结果表明:湛江湾海水的腐蚀性较弱,其中站位Z19的海水腐蚀性最强,站位Z4次之,站位Z25的海水腐蚀性最弱;湛江湾海底沉积物的腐蚀性较强,易发生电偶腐蚀和微生物腐蚀,其中站位Z4和Z23的海底沉积物腐蚀性较强,而站位Z25的沉积物为氧化性环境且腐蚀性较弱,与腐蚀因子特征分析得到的分布规律具有良好的一致性。利用阵列电极技术、线性极化和电化学阻抗技术,并结合失重法、腐蚀形貌观察法和腐蚀产物分析法等丰富的研究方法,对X70管线钢在海水/大气环境和海洋水底边界层的腐蚀行为规律与机理进行了探讨和分析,研究发现:X70管线钢在海水/大气环境中形成宏观腐蚀电池,发生电偶腐蚀,在水线区附近为阴极区,临水线区或远水线区为阳极区,受溶解氧的垂直分布关系,腐蚀过程形成了水线区富氧,水线区下贫氧的氧浓差电池,水线区的腐蚀速率较小,腐蚀程度较轻微,远水线区腐蚀速率随着距水线距离增加而增大,腐蚀程度加重,随着周期的增加,X70管线钢在海水/大气环境中的腐蚀速率呈下降趋势。X70管线钢在海洋水底边界层形成宏观腐蚀电池,发生电偶腐蚀,阴阳极面积不等,腐蚀初期体系形成水线/海水区域和海水/海泥两个氧浓差电池,且前者作用更强,随着腐蚀过程的进行,海水中的电极腐蚀速率大于海泥中电极的腐蚀速率,在腐蚀后期,硫酸盐还原菌(SRB)参与腐蚀反应形成局部电池,体系逐步混合为两个氧浓差电池及SRB电池的多电极体系,处于近海水/海泥界面区域的电极受多个腐蚀电池的作用,导致该区域电极的腐蚀程度较严重。X70管线钢在海水/大气环境和海洋水底边界层中腐蚀程度较严重的区域选择涂层-电化学联合保护的防腐措施,腐蚀程度较轻微的区域选择涂层防腐或电化学保护等措施。
【学位单位】：广东海洋大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM91;P756.2
【部分图文】：

湛江湾海洋腐蚀环境及其对管线钢腐蚀行为的影响域与实验方法位分布及样品采集评价湛江湾海洋环境的腐蚀特征，采样站位的选取尽量覆盖，采样站位的选取避开湾内工厂区及码头作业区，在湛江湾 个站位，分别是 Z1，Z4，Z7，Z8，Z9，Z19，Z23，Z25。所示，站位详细信息见表 2-1。 11 月份，对湛江湾海域开展海水和海底沉积物环境因子的 8 个站位的海水样品，依据站位水深分多个层次取样进行测层、10 m 层、15 m 层、底层。依据《海洋监测规范》[70]，利集海底表层 0~5 cm 的样品，用塑料勺将表层下的样品移取至封暂存于含冰块的保温箱内，回到实验室后置于超低温冷冻

挂样方式 X70 管线钢，其成分如表 2-6 所示，切割加样和 30 mm×30 mm×2 mm 的片状试样，其中，做成工作面积为 30 mm×30 mm 的电极，用砂纸水磨至 1000 目，清洗，干燥，称重，置分表position (wt%)Mn Cr Ni Mo Nb Cu 1.53 0.234 0.178 0.159 0.035 0.007 0.装在由水管接头，导线和橡胶圈组成的新型阵 列和 B 列用于电化学测试，C 列，D 列和 E腐蚀产物分析和腐蚀失重分析。每列电极上装距离为 10 cm。链式电极示意图如图 2-2 所示接挂样电极。

图 3-1 湛江湾不同站位及不同层位海水的 pH 值同站位不同层位的 pH 值，由图可知，站位 Z2为 7.60，随着深度增加，pH 值上升，达到 7.7值都在 7.80 以上，垂直方向上变化较小，站位化范围在 7.97～8.02 之间，其中站位 Z19 表层表层水的 pH 平均值为 7.90。由站位的 pH 值变碱性。海水的 pH 值变化主要是由 CO2的增加O3-和游离 CO2含量有关，海水 pH 值升高，易铁的腐蚀，说明站位 Z19 的腐蚀性相对较弱。
【参考文献】

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1 胡杰珍;程学群;李晓刚;邓培昌;王贵;;阵列电极(WBE)联合线性极化技术(LP)研究海水-大气界面区碳钢的腐蚀行为[J];腐蚀与防护;2015年11期

2 胡杰珍;李晓刚;邓培昌;张际标;王贵;苏林海;;WBE联合LP技术研究海水/海泥界面碳钢的腐蚀行为[J];腐蚀科学与防护技术;2015年06期

3 罗小兵;钱江;苏航;姜杉;柴锋;李灏;陈雪慧;;海水流速对典型金属管材腐蚀行为的影响[J];腐蚀与防护;2015年06期

4 杜翠薇;王胜荣;刘智勇;李晓刚;朱敏;李琼;黄一中;刘明;;Q235钢与X70钢在新加坡土壤环境中1年腐蚀行为研究[J];腐蚀科学与防护技术;2015年03期

5 陈亚林;张伟;王伟;王佳;王琦;蔡光旭;;WBE技术研究水线区Q235碳钢腐蚀[J];中国腐蚀与防护学报;2014年05期

6 吕小飞;杨义菊;陈小玲;陈培雄;李冬;;杭州湾南部灰鳖洋海泥区腐蚀环境探讨[J];海洋通报;2010年05期

7 魏爱军;霍富永;熊相军;蒋华义;杨海龙;;A3钢在海泥中的腐蚀行为[J];腐蚀与防护;2009年02期

8 安闻迅;邓春龙;杜敏;吴建华;;低合金钢实海腐蚀电化学阻抗谱研究[J];装备环境工程;2009年01期

9 黄彦良;朱永艳;黄偲迪;张杨扬;;海洋结构用钢在海泥中的氢渗透行为[J];中国腐蚀与防护学报;2008年06期

10 刘文霞;孙成;;Cl~-与SO_4~(2-)土壤中硫酸盐还原菌对碳钢腐蚀的影响[J];腐蚀与防护;2008年11期

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1 胡杰珍;海洋环境跃变区碳钢腐蚀行为与机理研究[D];北京科技大学;2016年

2 段继周;海水和海泥环境中厌氧细菌对海洋用钢微生物腐蚀行为的影响[D];中国科学院研究生院（海洋研究所）;2003年

本文编号：2845806