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燃气埋地钢管腐蚀行为研究

章阳

   目前国内的燃气埋地管线,通常以钢管为主。而钢质燃气管道由于接触燃气杂质及土壤等环境,再加上设计、施工等方面的不合理因素,服役过程中面临着内外介质的腐蚀而发生泄漏、早期失效事故。与输送其它介质相比,由于燃气具有易燃、易爆、易中毒的有害特性,使得燃气管道因腐蚀产生的危害更大,不仅造成很大的经济损失,更严重地威胁着人民的生命安全。因此,有必要对燃气埋地钢管的腐蚀行为进行研究。 燃气埋地钢管的服役环境按空间位置可分为管内与管外环境,由管壁分隔开来。本文在分析燃气埋地钢管腐蚀环境的基础上,针对燃气管道内壁存在含硫化物腐蚀和管外土壤腐蚀的现状,以大连市两种在役燃气管线钢Q235B钢和L245钢为研究对象,采用电化学极化曲线、阻抗谱测试技术、SEM、XRD和失重试验等方法,研究了管线钢的内腐蚀行为和土壤腐蚀行为。其中内腐蚀考虑了S~(2-)浓度、环境温度和介质pH值等主要影响因素。主要内容和结果有以下三个方面: (1)在模拟煤气管道内积水溶液中,随着S~(2-)浓度的增加,Q235B钢和L245钢的腐蚀电位先负移后正移,腐蚀速率先增大后减小。在p(S~(2-))=20 mg/L时,两者的腐蚀速率最大;低浓度的S~(2-)时Q235B钢和L245钢发生点蚀,高浓度的S~(2-)时发生均匀腐蚀,其Fe_3S_4腐蚀产物膜在短期内,对Q235B钢和L245钢有保护作用。在一定程度上,高浓度的S~(2-)对碳钢具有缓蚀作用;同等条件的管内环境下,L245钢的耐蚀性要优于Q235B钢。 (2)在模拟煤气管道内积水溶液中,随着温度的升高,Q235B钢和L245钢的腐蚀电位逐渐降低,与阳极反应的平衡电位较近,其反应受阴极控制。温度的升高同时促进了阴阳极的传质反应,Q235B钢和L245钢的腐蚀不断增强;pH值的降低,能使得Q235B钢和L245钢的腐蚀电位正移,促进了腐蚀反应阴极过程的进行,从而加快了Q235B钢和L245钢的腐蚀速率,此时腐蚀过程受阴极控制。 (3)在大连饱和水土壤中31d的测试结果表明,Q235B钢的腐蚀电位比L245钢高20mV左右;腐蚀初期,两者的阻抗谱均由高频小容抗、中频大容抗和低频小感抗组成。到腐蚀后期,低频小感抗退化至消失;随着时间的推移,Q235B钢的腐蚀速率先增大后缓慢递减,L245钢的腐蚀速率先缓慢减小后急剧减小。Q235B钢和L245钢的腐蚀速率分别为0.01927mm/a和0.01763mm/a;土壤环境中L245钢的耐蚀性要优于Q235B钢。 本文分析研究了Q235B钢和L245钢在燃气管道内外环境下的电化学腐蚀行为,并在试验的基础上对燃气管道的防护提出了相关措施,这对保障燃气埋地管网的安全运行有一定的理论和实际意义。……   
[关键词]:燃气;腐蚀;Q235B钢;L245钢;极化曲线;电化学阻抗谱
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:大连理工大学2008年