X70管线钢海洋环境飞溅区腐蚀行为研究

来源 :辽宁石油化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:adongjie
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随着我国经济的发展,传统陆基油气开采已不能满足日益增长的油气消费需求,油气资源开发逐渐向海洋拓展。海洋油气开采平台远离陆地油品加工和消费中心,油气资源的安全稳定运输是保障海洋油气资源供应的重要基础,采用连续性、密闭性、运输效率较高的管道是由海洋向陆地输送油气资源重要方式,高强度管线钢是重要的管道工程材料。然而,具有高盐、炎热和潮湿的复杂严苛海洋环境,易造成管线钢腐蚀,给油气管道安全运行增加了巨大的挑战,由此引发的海洋油气管道泄漏事故频发,成为关注焦点。浪花飞溅区是海洋环境中金属腐蚀速率最大的区域。因此,为保障油气资源稳定供应及减少油气泄漏所导致的海洋环境污染,开展海洋环境浪花飞溅区高强度管线钢腐蚀行为研究,对油气管道完整性管理具有重要意义。建立模拟南海海洋环境浪花飞溅区腐蚀试验平台,模拟南海海洋环境中金属腐蚀速率最大的浪花飞溅区环境参数,采用动电位极化和交流阻抗电化学测试方法测试不同环境条件下X70钢试样电化学腐蚀速率;结合慢应变速率拉伸试验装置和扫描电子显微镜分别测试试样的应力腐蚀开裂行为和表征表面腐蚀形貌,研究温度和p H值变化对腐蚀行为影响及其变化规律。研究结果表明:在本试验温度测试范围内随试验温度升高,X70钢试样腐蚀电流密度和应力腐蚀敏感性随之增大,通过SEM观察得到了腐蚀形貌也由韧性断裂特征转变为脆性断裂特征,表面韧窝和侧面二次裂纹逐渐减少,随试验温度升高腐蚀产物膜逐渐脱落,且表现出阳极溶解特征;试验温度较低时,腐蚀产物层中γ-Fe OOH相对含量较高,随温度升高腐蚀产物层中β-Fe OOH相对含量增高,并且出现Cl–聚集特征,腐蚀机理由以阳极溶解机制控制逐步向以阳极溶解和局部析氢作用混合控制机制发展。X70钢试样腐蚀电流密度和应力腐蚀开裂敏感性随p H值升高呈现出先快速下降后趋于减缓,交流阻抗测试结果与动电位极化测试的变化规律一致;在p H值降低环境,氢离子加快了电化学腐蚀阳极溶解特征明显;随p H值增大,腐蚀产物层中(?)-Fe OOH相对含量增高,对基体具有一定保护作用,减缓了阳极溶解过程,降低电化学腐蚀速率和应力腐蚀敏感性。
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