X80管线钢在鄯善土壤模拟溶液中的腐蚀行为

《不同温度下含氯化钠和硫酸钠粉土中X80钢的腐蚀行为及预测》篇一一、引言随着现代工业和城市化进程的加速，钢制设备的耐腐蚀性能变得尤为重要。

X80钢作为一种重要的管道材料，在含氯化钠和硫酸钠的粉土环境中，其腐蚀行为及预测成为研究的热点。

本文旨在探讨不同温度下，含氯化钠和硫酸钠粉土中X80钢的腐蚀行为及其预测模型，为实际工程应用提供理论支持。

二、材料与方法1. 材料本实验选用的材料为X80钢，其化学成分和机械性能符合国家相关标准。

2. 方法实验在模拟不同温度（如室温、中温、高温）的含氯化钠和硫酸钠的粉土环境中进行。

采用电化学工作站、扫描电镜等设备，对X80钢的腐蚀行为进行定量和定性分析。

三、结果与讨论1. 腐蚀行为（1）室温下腐蚀行为在室温下，含氯化钠和硫酸钠的粉土对X80钢的腐蚀主要表现为局部腐蚀。

由于氯化钠和硫酸钠的共同作用，X80钢表面容易形成腐蚀电池，导致局部区域的腐蚀速度加快。

（2）中温下腐蚀行为随着温度的升高，粉土中离子活动性增强，X80钢的腐蚀速度加快。

此时，腐蚀形式以均匀腐蚀为主，同时伴随局部腐蚀。

在硫酸钠的作用下，X80钢表面容易形成硫酸盐层，进一步加速了腐蚀过程。

（3）高温下腐蚀行为在高温环境下，X80钢的腐蚀速度达到最大。

此时，由于粉土中离子的快速迁移，X80钢表面形成了较厚的腐蚀产物层，导致其表面形貌发生明显变化。

同时，高温环境下X80钢的应力腐蚀敏感性增强，容易出现裂纹等缺陷。

2. 预测模型根据实验结果，建立不同温度下含氯化钠和硫酸钠粉土中X80钢的腐蚀预测模型。

该模型考虑了温度、粉土中离子浓度、X80钢的化学成分和机械性能等因素，能够较好地预测X80钢在不同环境下的腐蚀行为。

四、结论本文通过实验研究了不同温度下含氯化钠和硫酸钠粉土中X80钢的腐蚀行为，并建立了相应的预测模型。

结果表明：1. X80钢在室温下主要表现为局部腐蚀；随着温度的升高，腐蚀形式逐渐转变为均匀腐蚀和局部腐蚀并存；在高温环境下，X80钢的腐蚀速度达到最大。

收稿日期：２０１９－０４－０４基金项目：国家自然科学基金（２１７６３０３０）；陕西省科技厅重点项目（２０１７ＺＤＸＭ－ＳＦ－１０１）；榆林市科技局产学研合作项目（２０１６ＣＸＹ－０２）作者简介：王战辉（１９８５－），男，河南漯河人，讲师，硕士，主要从事化工设备强化研究。

Ｘ８０钢在模拟酸雨中的腐蚀行为研究王战辉，张智芳，高　勇（榆林学院化学与化工学院，陕西榆林７１９０００）摘　要：以Ｘ８０钢为研究对象，利用ＣＳ系列电化学工作站，通过改变模拟酸雨的ｐＨ值、阴离子浓度和浸泡时间，考察其极化曲线变化规律，对极化曲线进行拟合可以得到腐蚀速率、阳极极化率、阴极极化率、自腐蚀电流和自腐蚀电位等参数，分析其参数变化规律。

结果表明：随着模拟酸雨溶液ｐＨ值的减小，腐蚀速率、阳极极化率、阴极极化率、自腐蚀电流和自腐蚀电位均呈增大的趋势，没有出现钝化现象；随着三种侵蚀性阴离子（ＳＯ４２－、ＮＯ３－、Ｃｌ－）浓度的增加，Ｘ８０钢在酸雨中的腐蚀速率均增大，腐蚀速率ＮＯ３－＞ＳＯ４２－＞Ｃｌ－；随着浸泡时间的增加，腐蚀速率、阳极极化率、阴极极化率、自腐蚀电流和自腐蚀电位均呈减小的趋势，没有出现钝化现象。

所得结论对Ｘ８０钢在模拟酸雨中的腐蚀与防护有一定的参考意义。

关键词：模拟酸雨；极化曲线；腐蚀速率中图分类号：ＴＢ２１　文献标志码：Ａ　文章编号：１００８－３８７１（２０１９）０６－００２５－０４ＤＯＩ：１０．１６７５２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｙｌｕ．２０１９．０６．００６ 随着重工业和经济的快速发展，二氧化硫及二氧化氮等废气的排放量越来越多，这些废气在水中的溶解度很大，会通过蒸发和大气中的水分结合并以酸雨的形式呈现［１］。

酸雨是指ｐＨ小于５．６的降雨，呈酸性。

世界各地都有酸雨的出现，我国酸雨主要分布在南方城市，而且范围还在不断地扩大。

酸雨不仅会对钢铁或者其他物料产生腐蚀作用，使其力学性能下降从而减少使用寿命，而且会对人类的生存环境造成危害。

X80管线钢在酸性土壤模拟溶液中的腐蚀行为胥聪敏1,霍春勇2,熊庆人2,石凯1,杨爱民1,周勇1(1.西安石油大学材料科学与工程学院材料加工工程重点实验室,陕西西安710065;2.中国石油天然气集团公司管材研究所,陕西西安710065)摘　要:采用失重法、电化学测试法、SEM及XRD分析等方法研究了原始态(焊态)和退火态X80管线钢在酸性土壤模拟溶液中的腐蚀行为。

结果表明:在酸性土壤模拟溶液中,随着浸泡时间的延长,原始态与退火态X80管线钢平均腐蚀速率和腐蚀趋势均减小,而瞬时腐蚀速率先增大后减小;腐蚀产物主要由γ2FeOO H(表层)和Fe3O4(内层)组成;退火态X80管线钢的耐腐蚀性能低于原始态的,X80管线钢的显微组织因热处理发生变化以及试样表面生成腐蚀产物的完整性和致密性有关。

关键词:X80管线钢;耐腐蚀性能;酸性土壤;模拟溶液中图分类号:T G172.7 文献标志码:A 文章编号:100023738(2009)0520029204Corrosion Behavior of X80Pipeline Steel in Simulated Acid Soil SolutionXU Cong2min1,HU O Chun2yong2,XIONG Q ing2ren2,SHI K ai1,YANG Ai2min1,ZH OU Yong1(1.Xiπan Shiyou U niversity,Xiπan710065,China;2.Tubular G oods Research Instit ute,CN PC,Xiπan710065,China)Abstract:The corrosion behavior of original and annealing states X80pipeline steel was investigated in simulated acid soil solution using weight loss method,electrochemical measurement,scanning electron microscopy (SEM)and X2ray diff raction(XRD).The results show that the average corrosion rate and corrosion tendency of X80pipeline steel in original state and annealing state both decreased,and the instantaneous corrosion rate first increased and then decreased.The corrosion products were composed ofγ2FeOO H in the surface layer and Fe3O4in the inner layer.The corrosion resistance of X80pipeline steel decreased after annealing heat treatment because of the change of microstructure and the integrity and the compactness of corrosion product films formed on the surface of the specimen.K ey w ords:X80pipeline steel;corrosion resistance;acid soil;simulated solution0　引　言材料在土壤环境中的腐蚀问题已成为地下工程急需解决的一个实际问题[1-2]。

不同温度下X80钢在高pH土壤模拟溶液中的腐蚀电化学行为王霞;王飞;张鹏【摘要】采用动电位极化、金相显微镜及电化学阻抗谱等方法研究了X80钢在不同温度(25℃,45℃和65℃)的高pH土壤模拟溶液(0.5 mol·L-1 Na2CO3+1.0 mol·L-1NaHCOs)中的腐蚀电化学行为.动电位极化及金相显微镜结果表明,随着温度的升高,X80钢腐蚀速率增加,钝化膜耐蚀性降低,且65℃时最为严重；不同温度下钝化膜的电化学阻抗谱均呈现高、中频段容抗弧和低频段Warburg阻抗特征,随着温度的升高,X80钢表面钝化膜致密性逐渐变差,对基体的保护作用逐渐降低.【期刊名称】《腐蚀与防护》【年(卷),期】2013(034)004【总页数】4页(P287-290)【关键词】X80钢;温度;动电位极化;钝化膜;电化学阻抗谱(EIS)【作者】王霞;王飞;张鹏【作者单位】西南石油大学材料科学与工程学院,成都610500;西南石油大学材料科学与工程学院,成都610500 ;中国石油天然气管道科学研究院,廊坊065000;中国石油天然气管道科学研究院,廊坊065000【正文语种】中文【中图分类】TG174X80钢因具有较高的强度和良好的韧性，被认为是21世纪输气管线的首选钢种，在西气东输二线得到广泛应用。

然而，埋地管道经常受土壤腐蚀，在我国一些呈碱性的典型土壤中，已进行过相关研究。

但对于在较高温度下工作的供热管线来说，温度对土壤腐蚀的影响作用尤为突出；随着季节变化，土壤温度变化很大，碳钢的腐蚀速率也随之变化，而且在春夏交替时腐蚀速率最大，在冬季腐蚀速率最低，夏秋季节腐蚀速率处于上述两者之间[1－2]。

温度的升高对腐蚀过程的影响主要是加快阴极扩散过程、阳极的离子化过程、土壤体系的氧含量以及氧气的传输过程等[3－4]。

此外，温度对高pH应力腐蚀开裂（SCC）有很大影响[5]。

因此，有必要研究温度对X80钢在典型高pH土壤模拟溶液中的腐蚀电化学行为尤其是钝化性能的影响。

X80钢在鄯善土壤模拟溶液中的腐蚀行为王会新【摘要】利用失重法、电化学测试、SEM(扫描电镜)和EDS(能谱分析)等方法,研究X80钢在鄯善土壤模拟溶液中的腐蚀行为.结果表明:X80钢在3个测试点模拟土壤溶液中以全面腐蚀为主,局部位置发生点蚀;其在代号为AN000,AN065和AN016的模拟溶液中浸泡60d的腐蚀速率分别为0.55,0.4和0.03 mm/a,腐蚀速率依次减小;随着浸泡时间的增加,Ca2+吸附在X80钢表面并形成Ca的产物层,有效地减缓了X80钢在AN016模拟溶液中的腐蚀.在盐含量较高的土壤环境中,富集在钢基表面的结晶盐对钢的腐蚀具有一定的减缓作用.【期刊名称】《石油化工腐蚀与防护》【年(卷),期】2013(030)004【总页数】4页(P8-11)【关键词】X80管线钢;盐渍土;土壤腐蚀;模拟溶液【作者】王会新【作者单位】锦州开元石化公司,辽宁锦州121001【正文语种】中文【中图分类】TG172.4埋地管道最常见的失效形式是管道的外部腐蚀，因腐蚀导致埋地管道破裂而发生事故的现象，几个月就会发生1次[1]。

埋地管道腐蚀与土壤的湿度、电阻率、pH值及土壤的可溶性盐分的组分和质量有关，还受到时间季节性和地域性的影响[2]。

因此，长输管道穿越不同类型土壤可能会使管体表面发生均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀开裂等多种破坏形式，从而会对管道的安全运行造成极大的危害[3]。

新疆鄯善县境内地形地貌简单，地层较单一，该地区地表盐含量普遍较高，大部分为与土呈弱胶结的结晶盐壳。

文章选取了具有代表性的3个测试点土壤数据，研究了X80钢在这3个测试点的模拟土壤溶液中的短期腐蚀行为。

1 实验方法实验材料为X80直缝埋弧焊管，主要成分C，Si，Mn，S，P，Ni，Cr，Mo，Nb 和 Cu 的质量分数分别为:0.08%，0.21%，1.65%，0.002%，0.01%，0.24%，0.13%，0.22%，0.05% 和 0.20%，余量为Fe。

X80钢在模拟土壤溶液中的腐蚀研究摘要能源的开发利用是人们一直热点关注的问题，尤其以石油、天然气为主。

而地下管道输送是目前石油、天然气长距离输送最为合理经济的方法，但管道输送面临着土壤腐蚀这一严重问题。

X80钢作为输送管道的材料，它的发展和应用显得尤为重要，尤其是X80钢在土壤中的腐蚀研究。

本文选用HCO3--CO32-溶液体系和NS4溶液体系模拟土壤溶液体系，采用极化曲线和交流阻抗研究方法，研究了HCO3-、CO32-和Cl-对腐蚀速率的影响，得出以下结论：(1) X80钢在HCO3--CO32-溶液体系中，当CO32-浓度一定时，HCO3-浓度逐渐增大，X80钢的阳极反应维钝电流密度逐渐增大，其生成钝化膜的难度也随之增大。

故X80钢在HCO3--CO32-溶液体系中的腐蚀速率会随着HCO3-浓度增大而增大；当HCO3-浓度一定时，X80钢的腐蚀速率会随着CO32-浓度的增加而减小，当CO32-浓度为0.3mol/L时腐蚀速率达到最小值，CO32-浓度继续增加时，腐蚀速率也相应增加。

(2) X80钢在NS4溶液体系中的腐蚀速率会随着Cl-浓度的增大而增大，Cl-浓度为0.04mol/L时腐蚀速率达到最大值，当Cl-浓度继续增大时，腐蚀速率又随着Cl-浓度的增大呈现下降趋势。

(3) X80钢在NS4溶液体系中的腐蚀速率会随着HCO3-浓度的增大而增大，当HCO3-浓度为0.058mol/L时腐蚀速率达到最大值，当HCO3-浓度继续增加时，腐蚀速率反而呈现出下降趋势。

关键词：X80管线钢，极化曲线，交流阻抗，钝化膜Corrosion Behavior of X80 steel in simulated soil solutionAbstractDevelopment and utilization of energy resources is a matter of concern that people have been hot spots, particularly in the oil and natural gas based. The underground pipeline is the oil, natural gas long-distance transmission of the most rational economic approach, but piped facing the serious problem of soil erosion. X80 pipeline steel as a material, its development and application is particularly important, especially in corrosion research in the soil.This selection of HCO3--CO32-solution system and NS4 solution system simulated soil system, using polarization curves and electrochemical impedance methods to study the HCO3-, CO32- and Cl- influence on the corrosion rate, the following conclusions:(1) X80 steel in HCO3--CO32- solution system, when a certain concentration while CO32-, HCO3- concentration increases, the anodic reaction passive current density increases X80 steel, it is also difficult to generate passive film increases. Therefore X80 steel in HCO3- corrosion rate CO32- solution system will be as HCO3- concentration increases; HCO3- concentration in a certain time when the corrosion rate of X80 steel will increase CO32- concentration decreases when the CO32- concentration of 0.3mol/L when the corrosion rate reaches a minimum, CO32- concentration continues to increase, the corrosion rate is also increased.(2) Corrosion rate of X80 steel in NS4 solution system will be as Cl- concentration increases, Cl- concentration of 0.04mol/L when the corrosion rate reaches a maximum when the Cl- concentration continues to increase, The corrosion rate and with Cl- concentration increased decline.(3) Corrosion rate of X80 steel in NS4 solution system will be as HCO3- concentration increases, when HCO3- concentration of 0.058mol/L when the corrosion rate reaches a maximum when the HCO3- concentration continues to increase when, Instead, the corrosion rate showed a downward trend.Key Words：X80 pipeline steel，Polarization curves，AC impedance，Passivation film目录1文献综述 (1)1.1 前言 (1)1.2 X80管线钢的发展与应用 (1)1.3 腐蚀的基本理论 (2)1.3.1 土壤腐蚀类型 (2)1.3.2 土壤腐蚀现状 (2)1.3.3 金属腐蚀的本质与分类 (3)1.3.4 电化学腐蚀的基本原理 (3)1.4电化学极化曲线 (4)1.4.1 极化现象与极化曲线 (4)1.4.2 电化学极化曲线测定方法及原理 (4)1.4.3 极化曲线的阴极极化与阳极极化 (5)1.5 交流阻抗谱 (6)1.5.1电化学阻抗谱的基本知识 (6)1.5.2 电化学阻抗谱的种类 (6)1.5.3 电化学阻抗谱的数据处理与解析 (7)1.6 研究意义及内容 (8)1.6.1 研究意义 (8)1.7.2 研究内容 (8)2 实验设计 (9)2.1 试样制备 (9)2.2 实验用主要试剂 (9)2.3 实验测试方法及设备 (10)2.3.1 极化曲线法及其测试设备 (10)2.3.2 交流阻抗法及其测试设备 (12)3 结果与讨论 (14)3.1 HCO3--CO32-溶液体系中HCO3-浓度变化对X80钢腐蚀的影响 (14)3.1.1 极化曲线分析 (14)3.1.2 交流阻抗谱法分析 (18)3.2 HCO3--CO32-溶液体系中CO32-浓度变化对X80钢腐蚀的影响 (19)3.2.1 极化曲线分析 (20)3.2.2 交流阻抗谱法分析 (23)3.3 NS4溶液中Cl-浓度变化对X80钢腐蚀的影响 (24)3.3.1 极化曲线分析 (25)3.3.2 交流阻抗谱法分析 (27)3.4.1 极化曲线分析 (29)3.4.2 交流阻抗谱法分析 (31)4 结论 (34)参考文献 (35)致谢 (37)1文献综述1.1 前言腐蚀与防护科学是20世纪30年代发展起来的一门综合性技术科学，现在已成为一门独立的学科，越来越受到重视并不断地发展和完善。