交流干扰对埋地管线钢腐蚀影响研究

由交流电流所产生的干扰是一个相对新的现象，而且腐蚀行为比在通常的介质中要复杂得多，因此研究方法具有某些特殊性和一定的困难。本文选用常见管线钢Q235、X52、X65为实验对象，室内模拟交流杂散电流腐蚀，利用埋片法结合形貌观察、失重实验和电化学分析等手段研究交流杂散电流强度对管线钢腐蚀行为的影响。实验结果可以为埋地金属管线的施工、设计提供理论依据，亦可为防止埋地金属管线的杂散电流腐蚀提供相关的数据。论文实验主要分为三部分：耦合干扰室内模拟实验、交流腐蚀埋片实验和电化学实验。主要研究内容如下：（1）交流电压、土壤电阻率、输电线与管线高度、输电线与管线位置关系对管道表面感应电压、电流的影响；（2）利用Right-of-Way软件包进行建模，预测干扰程度，将实验结果与软件结果相比对；（3）交流干扰电压、试样裸露面积、管线钢化学成分、土壤电阻率、土壤pH值对碳钢腐蚀形貌和速率的影响；（4）交流干扰对于极化曲线和交流阻抗谱的影响。实验结果表明：感应电压、电流随输电线交流电压增加而增加，随土壤电阻率、高度增加而减小，两者位置平行时最大，垂直最小。软件模拟结果比实测偏小。在以上实验条件下，交流电流的存在可明显加剧腐蚀速率。并且随着埋片时间的增加，Q235在土壤中腐蚀速率先增大后减小，随着腐蚀的进行，试样表面逐渐生成一层保护膜。由电化学分析结果表明交流杂散电流的存在对腐蚀动力学和腐蚀平衡电位有很大影响：随着所施加交流电压的增大，腐蚀电位负移，腐蚀电流密度增大。试样裸露面积和腐蚀率的关系表明:随裸露面积增大，腐蚀率呈减小的趋势，可以用电场强度理论来解释这一现象。实验结果表明:交流腐蚀应当和电压、土壤电阻率、平均电流密度、裸露面积、管线钢化学成分等因素有关。