杂散电流与应力耦合作用下高强管线钢腐蚀行为研究

发布时间：2022-02-20 12:41

　　高强钢管线在运行过程中所受到的残余应力、输送压力和地面压力等应力因素会使得管线产生弹塑性形变,引发管线腐蚀的热力学和动力学过程发生变化;此外,交流输电线路、直流牵引供电系统以及高压超高压输电系统常与管线并行或交叉敷设,导致管线遭受杂散电流的干扰,威胁着高强钢管线的安全运行。目前,对高强管线钢的腐蚀研究多集中在杂散电流或应力等单因素引起的腐蚀,对多因素耦合作用下高强管线钢的腐蚀行为研究较少。为此,本文开展了交流杂散电流、直流杂散电流、应力水平、土壤电导率等多因素单独及耦合作用下高强管线钢的腐蚀研究。通过失重法测试杂散电流作用下管线钢的腐蚀速率,发现交流杂散电流单独作用下,随着交流电流密度增大,管线钢的腐蚀速率并非呈线性增长,而是由于试样表面发生点蚀或产生腐蚀产物膜而使腐蚀速率的增长受到抑制;直流杂散电流单独作用下,腐蚀速率随直流电流密度的增大呈线性增长,且直流腐蚀速率最高可达到交流腐蚀速率的17倍,其破坏作用远远大于交流杂散电流。交流腐蚀的集中性更强,易诱发局部点蚀,极易造成穿孔行为;直流杂散电的腐蚀量虽远大于交流杂散电流,但直流腐蚀属于全面均匀腐蚀。交直流杂散电流耦合作用下,在直流电流... 

【文章来源】：北京工业大学北京市211工程院校

【文章页数】：111 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 埋地油气管道的发展
        1.2.2 埋地钢质管道交流杂散电流腐蚀研究现状
        1.2.3 埋地钢质管道直流杂散电流腐蚀研究现状
        1.2.4 土壤对埋地钢质管道杂散电流腐蚀的影响
        1.2.5 应力对埋地钢质管道腐蚀的影响
    1.3 课题的来源及研究内容
        1.3.1 课题来源
        1.3.2 研究内容
第2章 X70 钢、X80 钢的交流腐蚀行为研究
    2.1 实验内容
        2.1.1 实验材料及溶液
        2.1.2 电化学测试分析方法
        2.1.3 失重实验与腐蚀形貌观察
    2.2 实验结果与讨论
        2.2.1 腐蚀电位测试
        2.2.2 极化曲线分析
        2.2.3 腐蚀速率测定
        2.2.4 表面腐蚀形貌观测
    2.3 本章小结
第3章 交直流杂散电流耦合作用下高强管线钢腐蚀行为研究
    3.1 实验内容
        3.1.1 实验材料及溶液
        3.1.2 电化学测试方法
        3.1.3 失重试验与腐蚀形貌观察
    3.2 实验结果与讨论
        3.2.1 X80 管线钢实验结果
        3.2.2 X100 管线钢实验结果
    3.3 本章小结
第4章 杂散电流作用下土壤电导率对高强管线钢腐蚀行为的影响规律
    4.1 实验内容
        4.1.1 实验材料及溶液
        4.1.2 电化学测试方法
        4.1.3 失重试验与腐蚀形貌观察
    4.2 实验结果与讨论
        4.2.1 腐蚀电位测试
        4.2.2 极化曲线分析
        4.2.3 腐蚀速率测定
        4.2.4 表面腐蚀形貌观测
    4.3 本章小结
第5章 应力与直流杂散电流耦合作用下高强管线钢腐蚀行为研究
    5.1 实验内容
        5.1.1 实验材料及溶液
        5.1.2 电化学测试方法
        5.1.3 失重试验与腐蚀形貌观察
    5.2 实验结果与讨论
        5.2.1 电化学测试结果
        5.2.2 腐蚀速率测定
        5.2.3 表面腐蚀形貌分析
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间所发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[2]油气管道直流杂散电流腐蚀防护研究进展[J]. 孙云峰,李毅,王中良,梁晶.  管道技术与设备. 2015(06)
[3]压应力对特殊螺纹套管材料腐蚀的影响[J]. 王新虎,尹成先,王建东.  中国石油大学学报(自然科学版). 2013(02)
[4]浅谈埋地管线杂散电流腐蚀机理及现状与发展[J]. 闫晓龙.  中国储运. 2012(10)
[5]埋地钢质管道交流干扰腐蚀影响因素实验分析[J]. 李源,张礼敬,陶刚,杜春泉.  全面腐蚀控制. 2011(11)
[6]X100管线钢在水饱和酸性土壤中的电化学阻抗谱特征[J]. 李超,杜翠薇,刘智勇,李晓刚.  中国腐蚀与防护学报. 2011(05)
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硕士论文
[1]交流干扰对埋地管线钢腐蚀影响研究[D]. 李晓.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2012
[2]交流电气化铁路杂散电流对埋地管道干扰规律研究[D]. 陈绍凯.中国石油大学 2009
[3]高压输电线对埋地管道耦合干扰规律研究[D]. 王帅华.中国石油大学 2009
[4]添加剂作用下电容器用铝箔交流腐蚀研究[D]. 叶英杰.合肥工业大学 2004
[5]X70管线钢氢致开裂及应力腐蚀行为研究[D]. 尹成先.西安建筑科技大学 2003



本文编号：3635068