油气长输埋地管道交流腐蚀研究进展
发布时间：2021-01-26 02:33
随着电力、通信、高铁等设施建设的高速发展,埋地管道的交流腐蚀问题显得日益突出。总结了埋地长输管道交流干扰下腐蚀的研究成果和最新进展。主要介绍了交流电自身参数包括电流密度、频率、波形对管道腐蚀的具体影响规律,并梳理了当前学界对交流腐蚀机理的几种认识模型,特别是对阴极保护条件下交流干扰对管道腐蚀的作用效果以及交流腐蚀的具体风险评判标准进行了总结归纳。最后指出了交流腐蚀研究领域存在的问题,并展望了本领域的研究前景和发展趋势。
【文章来源】：材料保护. 2020,53(09)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
交流干扰引发的管道局部腐蚀[5]
当前学界已基本取得共识，决定管道腐蚀速率、金属表面形貌和界面特性变化的主要因素就是交流电流密度有效值(Effective Value)。Goidnich等[8]在实验室通过模拟得到，当Jac设定为10 A/m2时，试样腐蚀速率是未加干扰电流试样自腐蚀速率的2倍;当大于30A/m2时，其腐蚀速率会呈指数增长。Funk等[9]在沙土和黏土中对裸露面积为10 cm2的管道进行了交流干扰现场模拟试验。结果表明，在恒定阴极保护电流密度为2 A/m2的情况下，Jac≥30 A/m2时，依然会产生高于0.1 mm/a的腐蚀速率。Xu等[10]利用16Mn钢在施加交流电作用下，认为其电位的偏移量与所施加的交流电流密度数值存在密切相关性，当Jac≤400 A/m2时，16Mn钢的电位发生负向偏移，并快速达到稳定状态;当Jac取600 A/m2和800 A/m2时，16Mn钢的电位起初向负向移动，随后逐渐开始向正方向移动，直到恢复至正常值，甚至比交流干扰前更正。Chin等[11]进一步研究，将低碳钢置放于Na2SO4溶液环境下，可产生钝化膜。当Jac达到2 000 A/m2时，钝化膜已经遭到完全破坏。从以上研究发现，金属腐蚀随交流电流密度的增加，其剧烈程度随之增加，但在不同腐蚀体系中存在不同程度的增幅。1.1.2 交流电频率
交流电频率(f)也是影响腐蚀的重要因素之一。由于金属/介质界面上受Non-Faraday过程影响，交流电频率改变导致腐蚀速率相应改变。国外学者在探寻某一个频率临界值，当低于该值时，频率增加腐蚀速率减小;当高于临界值时，腐蚀速率反而增大[13]。当然，交流电频率在不同腐蚀环境下的影响效果各异，该临界值的取值会相应发生改变。北京科技大学课题组专门针对频率因素做过系统研究，朱敏等[14]专门针对交流电频率变量，对X80管线钢在酸性土壤模拟溶液中施加50～400 Hz范围的交流电作用，观察研究其腐蚀行为。图3和图4结果显示，随交流频率的增大，X80钢的腐蚀电位偏移量减小，腐蚀速率逐渐减小，腐蚀程度减弱;同时，阴极/阳极极化曲线的振幅逐渐减弱。施加交流电作用，除使阴极与阳极的电流密度增大外，还能使阴极反应由混合控制转变为活化控制。因此，交流腐蚀程度与交流频率呈反比关系，腐蚀速率随频率的增加而减少。姜子涛等[15]综合交流电密度、交流电频率以及电解质组分3种因素，系统地对碳钢Q235腐蚀电位的影响规律进行了研究。结果表明:Q235腐蚀电位波幅随交流电频率的升高而减小，两者成反比例关系。1.1.3 交流电波形
【参考文献】：
期刊论文
[1]交流电频率对X80管线钢在酸性土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响[J]. 朱敏,杜翠薇,李晓刚,刘智勇,王丽叶. 中国腐蚀与防护学报. 2014(03)
[2]交流干扰下新的阴极保护准则Iac/Idc的研究[J]. 杨涛,和宏伟,关鸿鹏,肖桂霞. 管道技术与设备. 2012(06)
[3]交流电对Q235钢腐蚀电位的影响规律研究[J]. 姜子涛,杜艳霞,董亮,路民旭. 金属学报. 2011(08)
[4]埋地钢质管道杂散电流腐蚀研究现状[J]. 宋吟蔚,王新华,何仁洋,何存富,王秀彦. 腐蚀与防护. 2009(08)
[5]忠县-武汉输气管道遇到的交直流干扰及防护措施[J]. 闫明珍,龚亮,李秋萍,郑安升,王杰. 腐蚀与防护. 2008(02)
博士论文
[1]交流电对X80钢在Cl-与HCO3-溶液中的腐蚀行为影响及其机理研究[D]. 王胜荣.北京科技大学 2016
硕士论文
[1]交流杂散电流对Q235钢在酸性模拟土壤溶液中腐蚀的研究[D]. 黄菲菲.西安理工大学 2017
本文编号：3000316
【文章来源】：材料保护. 2020,53(09)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
交流干扰引发的管道局部腐蚀[5]
当前学界已基本取得共识，决定管道腐蚀速率、金属表面形貌和界面特性变化的主要因素就是交流电流密度有效值(Effective Value)。Goidnich等[8]在实验室通过模拟得到，当Jac设定为10 A/m2时，试样腐蚀速率是未加干扰电流试样自腐蚀速率的2倍;当大于30A/m2时，其腐蚀速率会呈指数增长。Funk等[9]在沙土和黏土中对裸露面积为10 cm2的管道进行了交流干扰现场模拟试验。结果表明，在恒定阴极保护电流密度为2 A/m2的情况下，Jac≥30 A/m2时，依然会产生高于0.1 mm/a的腐蚀速率。Xu等[10]利用16Mn钢在施加交流电作用下，认为其电位的偏移量与所施加的交流电流密度数值存在密切相关性，当Jac≤400 A/m2时，16Mn钢的电位发生负向偏移，并快速达到稳定状态;当Jac取600 A/m2和800 A/m2时，16Mn钢的电位起初向负向移动，随后逐渐开始向正方向移动，直到恢复至正常值，甚至比交流干扰前更正。Chin等[11]进一步研究，将低碳钢置放于Na2SO4溶液环境下，可产生钝化膜。当Jac达到2 000 A/m2时，钝化膜已经遭到完全破坏。从以上研究发现，金属腐蚀随交流电流密度的增加，其剧烈程度随之增加，但在不同腐蚀体系中存在不同程度的增幅。1.1.2 交流电频率
交流电频率(f)也是影响腐蚀的重要因素之一。由于金属/介质界面上受Non-Faraday过程影响，交流电频率改变导致腐蚀速率相应改变。国外学者在探寻某一个频率临界值，当低于该值时，频率增加腐蚀速率减小;当高于临界值时，腐蚀速率反而增大[13]。当然，交流电频率在不同腐蚀环境下的影响效果各异，该临界值的取值会相应发生改变。北京科技大学课题组专门针对频率因素做过系统研究，朱敏等[14]专门针对交流电频率变量，对X80管线钢在酸性土壤模拟溶液中施加50～400 Hz范围的交流电作用，观察研究其腐蚀行为。图3和图4结果显示，随交流频率的增大，X80钢的腐蚀电位偏移量减小，腐蚀速率逐渐减小，腐蚀程度减弱;同时，阴极/阳极极化曲线的振幅逐渐减弱。施加交流电作用，除使阴极与阳极的电流密度增大外，还能使阴极反应由混合控制转变为活化控制。因此，交流腐蚀程度与交流频率呈反比关系，腐蚀速率随频率的增加而减少。姜子涛等[15]综合交流电密度、交流电频率以及电解质组分3种因素，系统地对碳钢Q235腐蚀电位的影响规律进行了研究。结果表明:Q235腐蚀电位波幅随交流电频率的升高而减小，两者成反比例关系。1.1.3 交流电波形
【参考文献】：
期刊论文
[1]交流电频率对X80管线钢在酸性土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响[J]. 朱敏,杜翠薇,李晓刚,刘智勇,王丽叶. 中国腐蚀与防护学报. 2014(03)
[2]交流干扰下新的阴极保护准则Iac/Idc的研究[J]. 杨涛,和宏伟,关鸿鹏,肖桂霞. 管道技术与设备. 2012(06)
[3]交流电对Q235钢腐蚀电位的影响规律研究[J]. 姜子涛,杜艳霞,董亮,路民旭. 金属学报. 2011(08)
[4]埋地钢质管道杂散电流腐蚀研究现状[J]. 宋吟蔚,王新华,何仁洋,何存富,王秀彦. 腐蚀与防护. 2009(08)
[5]忠县-武汉输气管道遇到的交直流干扰及防护措施[J]. 闫明珍,龚亮,李秋萍,郑安升,王杰. 腐蚀与防护. 2008(02)
博士论文
[1]交流电对X80钢在Cl-与HCO3-溶液中的腐蚀行为影响及其机理研究[D]. 王胜荣.北京科技大学 2016
硕士论文
[1]交流杂散电流对Q235钢在酸性模拟土壤溶液中腐蚀的研究[D]. 黄菲菲.西安理工大学 2017
本文编号：3000316
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