交流电作用下X80钢近中性pH环境应力腐蚀行为及机理

发布时间：2021-01-05 00:01

　　X80钢广泛应用于西气东输工程,由于地理位置和空间的限制,管线钢和高压输电线及电气化铁路等在许多地方出现了公共走廊,交流腐蚀越来越突出。因而本课题在此背景下,围绕交流电作用下X80钢在近中性pH环境中的应力腐蚀行为及机理,采用数据采集器、电化学、浸泡试验、慢应变速率拉伸试验结合表面分析等方法和手段研究了全波、恒电位、半波对X80钢腐蚀行为及应力腐蚀行为的影响,以及研究了交流电与影响土壤腐蚀关键因素的Cl-和蜡状芽孢杆菌耦合作用下X80钢的腐蚀行为及应力腐蚀行为,最后通过电化学循环伏安结合有限元Comsol Multiphysics模拟对交流电干扰下应力腐蚀电化学机理进行了分析。研究结果表明:在近中性环境中,交流电促进X80钢腐蚀,随着交流电密度的增大,其腐蚀形态发生变化,由全面腐蚀转变为局部腐蚀;交流电增大X80钢应力腐蚀敏感性,其应力腐蚀机理表现为阳极溶解和氢脆共同机制。当交流电密度小于10A/m2时,交流电震荡作用促进腐蚀增大应力腐蚀敏感性;当交流电密度大于30A/m2时,交流电促进氢的析出而增加应力腐蚀敏感性。负半波交流电促进了 X80钢的阴、阳极反应,正半波交流电促进了阳极反应... 

【文章来源】：北京科技大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：191 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图２－１埋地管线钢应力腐蚀发生过程示意图ＰＩ??－３?－??

Ｐａｒｋｉｎｓ等［５３进含有不同浓度的ＨＣ０３－、００３２＿和Ｃ０２的溶液中对低碳钢??进行了?ＳＳＲＴ试验，得到了?ＩＧＳＣＣ和ＴＧＳＣＣ各自对应的电位和ｐＨ影响区??域（图２－２），为生产实践和研宄工作提供了参考依据。??ＲｅＪａｔｉｖ？ｌｙ?ｃｎｎｒ？ｎｔＴ３ｔｅｄ?ｓａｉｏｔｉｏｎｓ?ｃａｎＣａｉｔｋｉｊｔ丨?，??ＮｆｔＫＣＯａ?ａｎｄ?ＣＯａ?ｉｎ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａ??ｒ?ｘ．??Ｄｉｌｕｔｅ?ｌａｌｎｔＭｍｓ??ｃｏｎｎｉａｉｎｅ?ＨＣ〇３？??＾?＾?Ｃｌ＊?Ｓ〇２＇?ｗｉｉｋ?ｖａｒｉｏａｓ?＇?？、．、??ｓｕｎａｕｎｔｓ?ｏｆ?ＣＯ；?＇?＇??５?７?ｐ？?９?ｎ??图２－２?２４°Ｃ低碳钢ＩＧＳＣＣ和ＴＧＳＣＣ在Ｅ－ｐＨ图上的对应区域｜５３ｌ??－８－??

３．２实验方法??３．２．１实验材料及溶液??本实验选用的材料均为产自宝钢的Ｘ８０高强管线钢。图３－１为Ｘ８０钢金??相组织形貌，可以发现Ｘ８０高强管线钢组织由针状铁素体和粒状贝氏体组成。??其主要成分见表３－１。??愈翁２０ｕｍ?Ｉ??图３－１?Ｘ８０钢金相组织??表３－１?Ｘ８０钢的化学成分（ｗｔ．％）??元素?Ｃ?Ｓｉ?Ｍｎ?Ｐ?Ｓ?Ｎｉ?Ｃｕ?Ｍｏ??含量?０．０７０?０．２１６?１．８０?０．０１３７?０．０００９?０．１６８?０．２２１?０．１８２??元素?Ｎ?Ｎｂ?Ａ１?Ｔｉ?Ｃｒ?Ｔｉ?Ｆｅ??含量?０．００３?０．１０５?０．０２６?０．０１３?０．２６６?０．０１３?ｂａｌａｎｃｅ??本章所用的近中性ｐＨ溶液采用国际上通用的近中性ｐＨ?土壤模拟液，及??ＮＳ４溶液ｔ１４］］。其化学成分见表３－２。研宄表明管线钢在ＮＳ４溶液中具有一定??的应力腐蚀敏感性［３１］。实验前，用天平秤取表中物质，配置好溶液，然后通??入９５％Ｎ２＋５％Ｃ０２气体４ｈ来获得近中性ｐＨ?土壤模拟液。其ｐＨ范围为６．５－??６．８。且所有电化学实验、浸泡实验和拉伸试验在测试过程中均持续通入小流??量的气体，其实溶液ｐＨ值维持在６．８左右。??表３－２近中性ｐＨ值ＮＳ４溶液的化学成分（ｇ／Ｌ）??组成?ＮａＨＣＯ；?ＫＣ１?ＣａＣｌ２?ＭｇＳ０４－７Ｈ２０??含量?０．４８３?０．１２２?０．１３７?０．１３１??３．２．２电化学测试??将Ｘ８０钢切成］０ｍｍ?ｘ?ｌ〇ｍｍ?ｘ?４ｍｍ方形试样，焊接导线后，试样其余??面使用环氧树脂镶嵌


本文编号：2957609