X80鋼在紅壤模擬溶液中的腐蝕行為研究.pdf

1、X80鋼因具有高強(qiáng)度、高韌性和抗應(yīng)力腐蝕性能，廣泛應(yīng)用于輸送天然氣、石油，其腐蝕問題受到廣泛關(guān)注，但側(cè)重陰極過程和涂層破裂下的液膜腐蝕研究卻鮮有報道。本文采用動電位極化法、電化學(xué)阻抗譜、電化學(xué)噪聲、Kelvin探針法和三維視頻顯微鏡等手段研究了pH值、溶解氧對X80鋼在紅壤模擬溶液中的腐蝕行為的影響，初步判斷了X80鋼的陰極反應(yīng)，并探討了其機(jī)理，對比分析了薄液膜和溶液中的腐蝕行為。主要研究結(jié)果如下：
　　從熱力學(xué)上陰極反應(yīng)存在氫還

2、原和氧還原反應(yīng)發(fā)生的可能性，且氧還原反應(yīng)的驅(qū)動力大于氫還原的。使用收集氫氣法驗證了陰極反應(yīng)氫還原過程的存在。浸泡24h，氧濃度由4.29ppm降至2.56ppm，證實氧參與陰極反應(yīng)。因此陰極過程中氫還原和氧還原反應(yīng)同時存在，所占的比例不同。X80鋼在pH值為4.0紅壤模擬溶液中的不同電位下的交流阻抗譜表明，在-0.7V~-0.9V電位范圍內(nèi)，受氧擴(kuò)散控制；當(dāng)電位降至-1.1~-1.5V，反應(yīng)主要受氫還原控制。
　　隨pH值的降低，

3、X80鋼自腐蝕電流增大，腐蝕加劇。在pH值為5.5的模擬紅壤溶液中，X80鋼的陰極過程主要受氧去極化控制，X80鋼表面存在一層腐蝕產(chǎn)物結(jié)合層，腐蝕阻力較大，EIS由高頻不完整容抗弧和低頻完整容抗弧組成；；隨著pH值降低，陰極過程轉(zhuǎn)以電化學(xué)活化控制，X80鋼表面僅能形成極為疏松多孔的腐蝕產(chǎn)物層，且出現(xiàn)大量蝕點，EIS低頻區(qū)出現(xiàn)感抗弧。
　　溶解氧對X80鋼的腐蝕行為有很大的影響。溶解氧濃度的增大，加速了陰極反應(yīng)；溶解氧濃度對陽極的貢

4、獻(xiàn)在于影響腐蝕產(chǎn)物的組成、致密度和覆蓋度，X80鋼在溶解氧濃度為20.2ppm的模擬紅壤溶液中形成的腐蝕產(chǎn)物覆蓋度高，但疏松多孔，主要物質(zhì)為Fe3O4和γ-FeOOH；在3.60ppm的溶氧溶液中，腐蝕產(chǎn)物呈胞狀，不完整，主要物質(zhì)為Fe3O4和γ-FeOOH；在0.85ppm的溶氧溶液中，X80鋼試樣表面覆蓋著片狀的腐蝕產(chǎn)物，XRD測定物質(zhì)為Fe2O3和γ-FeOOH和少量FeCO3。
　　在本體溶液中，X80鋼腐蝕較嚴(yán)重，其陰極