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API X60管线钢在海泥中的腐蚀行为研究

魏华

  随着海洋石油的广泛开发和输运,管线钢在海泥环境下的腐蚀和防护问题逐渐引起了人们的注意。由于介质和材料的特殊性,人们对海泥的腐蚀性和管线钢在其中的腐蚀行为了解得还不太深入和系统。为此,本文对管线钢进行了模拟海泥环境下的失重实验和电化学测量,以探讨海泥环境下管线钢的腐蚀行为和可能的电化学作用机制。对API Spec 5L X60两种管线钢ERW(电阻焊管)和SML(无缝钢管)试样在东海13个站点、多种类型的海泥中进行了为期一年的室温失重法埋片实验,以及为期半年的30、40、50℃恒温对比埋片实验。结果表明,SML管线钢耐蚀性明显优于ERW。管线钢在海泥中的腐蚀速度与海洋腐蚀环境的其它区带相比是较低的。作者发现:海泥的类型不同,管线钢在其中的腐蚀速度有明显的差别,在结构松散,含水率高的海泥中腐蚀速度大,管线钢在深海软泥中的腐蚀速度约是其在砂泥中腐蚀速度的3~4倍;在溶解氧充分的海泥中腐蚀速度随着温度升高而增加,温度每增加10℃,腐蚀速度便增加一倍。采用线性极化电阻,极化曲线动电位扫描和电化学阻抗谱(EIS)测量,计算了API X60管线钢在海泥中腐蚀的有关电化学参数,探讨了两种管线钢ERW和SML在取自中国东海长江口地区的不同类型海泥中的电化学腐蚀行为。作者认为API X60管线钢在不同类型海泥中腐蚀速度的差别主要是由于作为阴极去极化剂的氧在不同类型海泥中的扩散速度不同;根据API X60管线钢在不同类型海泥中的电化学阻抗频谱特征,作者提出了腐蚀过程的等效电路,对腐蚀机制进行了解释。极化曲线和EIS测量的结果表明,API X60管线钢在海泥中初期的腐蚀机制主要是受阴极去极化剂的氧扩散控制作用,同时由于海泥的粘附,其阳极行为也受到了阻抑。作者对海泥环境因子和管线钢腐蚀参数进行灰关联度计算,评价了各环境因素对管线钢在海泥中腐蚀的影响,指出了SML和ERW两种API X60管线钢的腐蚀影响因素和特点,分析了各电化学参数评价管线钢在海泥中腐蚀行为的可行性,提出了保证海底管线使用寿命最长的最优铺设组合为在温度低,含水率低,性质均匀、结构紧密的深层海泥环境中使用SML。……   
[关键词]:管线钢;海泥;腐蚀
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:中国海洋大学2005年