代佳赟　李長俊　謝 萍

1.西南石油大學　2.中石油管道聯(lián)合西部分公司

西氣東輸二線X80管線鋼內(nèi)腐蝕行為的研究

代佳赟1李長俊1謝 萍2

1.西南石油大學2.中石油管道聯(lián)合西部分公司

摘要以西二線X80管線鋼為對象，采用動電位極化和交流阻抗技術(shù)研究了不同質(zhì)量分數(shù)的Cl-和在西二線清管產(chǎn)物模擬溶液中X80鋼內(nèi)腐蝕行為，探討了西二線管道內(nèi)腐蝕機理。實驗結(jié)果表明，X80管線鋼在只含不同質(zhì)量分數(shù)的Cl-模擬溶液中的極化曲線都呈明顯的活化控制，且隨著Cl-質(zhì)量分數(shù)的增大，X80鋼的腐蝕電流密度icorr大幅增大，X80鋼的腐蝕速率增大；X80在含質(zhì)量分數(shù)為0.05%Cl-、不同質(zhì)量分數(shù)的模擬溶液中的極化曲線同樣呈明顯的活化控制，但是隨著質(zhì)量分數(shù)的增大，X80鋼的腐蝕速率呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢，質(zhì)量分數(shù)為0.50%時，腐蝕電流密度icorr達到最大值，腐蝕最為嚴重；當模擬溶液中同時含有Cl-和時，X80鋼的腐蝕電位與只含Cl-時相比均有所降低，腐蝕電流密度均增大； 當Cl-和共存時，隨著質(zhì)量分數(shù)的增加，能快速地吸附在金屬表面，阻礙Cl-的吸附，減小了Cl-對金屬的腐蝕。

關(guān)鍵詞西二線X80鋼內(nèi)腐蝕極化曲線交流阻抗內(nèi)腐蝕機理

1實驗方法

實驗鋼材為X80鋼，化學成分(質(zhì)量分數(shù))如表1所示。試片加工尺寸為10 mm ×10 mm ×5 mm(長×寬×高)，在試樣非工作面引出一條Cu導線 ，用環(huán)氧樹脂封裝。封裝時會產(chǎn)生縫隙，為防止發(fā)生縫隙腐蝕，在試樣環(huán)氧樹脂與工作面之間用專用硅膠涂覆消除縫隙。硅膠涂覆后留下的工作面積約為1 cm2。將試片清洗除油后，用600#到1 500#的砂紙對電極表面打磨至光滑，再用無水乙醇和去離子水清洗，烘干備用。

實驗采用Gamry Reference3000電化學工作站進行開路電位、極化曲線和電化學阻抗測量，測試采用三電極體系，X80鋼試樣為工作電極，石墨為輔助電極，飽和甘汞電極(SCE)為參比電極，動電位極化曲線測試時掃描范圍從-0.8 V到0.1 V(參考SCE參比電極),掃描速率為0.5 V/min，采用origin8.0軟件，利用Tafel外推原理對極化曲線進行擬合分析，得出腐蝕電流密度icorr，交流阻抗曲線測試的頻率范圍是10 mHz～100 mkHz，激勵電位10 mHz，采用ZsimWin軟件對交流阻抗數(shù)據(jù)進行擬合分析，并對電極腐蝕表面進行觀察分析。

表1 X80管線鋼化學成分表 Table1 ChemicalcompositionofX80pipelinesteel (w/%) 鋼種CSiMnPSNbTiAITMoNiCuCeqPcmX800.050.231.350.0070.0020.090.020.040.230.190.220.3480.1339

2實驗結(jié)果

2.1極化曲線

表2 X80鋼在不同Cl-質(zhì)量分數(shù)下極化曲線擬合結(jié)果Table2 FittingparametersofpolarizationcurvesinstimulatedsolutioncontainingdifferentCl-massfractionw(Cl-)/%Ecorr/mVicorr/(μA·cm-2)0.006-3582.50160.050-3943.45140.200-6055.80850.500-6238.33840.800-62810.2627

表3 X80鋼在不同SO2-4質(zhì)量分數(shù)下極化曲線擬合結(jié)果Table3 FittingparametersofpolarizationcurvesinstimulatedsolutioncontainingdifferentSO2-4massfractionw(SO2-4)/%Ecorr/mVicorr/(μA·cm-2)0.05-6263.96120.10-6488.58800.50-69012.90121.00-6386.47835.00-6626.1381

2.2電化學阻抗譜

表4 X80鋼在不同SO2-4質(zhì)量分數(shù)下交流阻抗譜擬合結(jié)果Table4FittingparametersofEISinstimulatedsolutioncontainingdifferentSO2-4massfractionw(SO2-4)/%Rt/(Ω·cm-2)Rad/(Ω·cm-2)nQdl/(S-n·cm-2)RP/(Ω·cm-2)0.0538.4933420.64390.00068693380.490.1032.2322650.71700.0012112297.230.5025.0722560.71560.0010242281.071.0020.7123770.72430.000852397.715.008.7526340.66400.00060512642.75

3分析與討論

4結(jié) 論

參 考 文 獻

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Study on internal corrosion behavior of X80 pipeline steel used in the second West-East Pipeline Project

Dai Jiayun1, Li Changjun1, Xie Ping2

(1.SouthwestPetroleumUniversity,Chengdu610500,China)

(2.CNPCPipeUnionCompanyWesternBranch,Xinjiang830013,China)

Abstract:Taking the X80 steel used in the second West-East Pipeline Project(WEPPⅡ) as a study object, this paper researched the effects of Cl-and with different concentration(wt%) on internal corrosion behavior of X80 pipeline steel in stimulated solution for pigging product，discussed the internal corrosion mechanism of WEPPⅡby potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) experimental. The results showed that, in the stimulated solution only containing different Cl-mass fraction, the polarization curves of X80 pipeline steel have typical characteristics of active dissolution, the corrosion current density(icorr) and the internal corrosion rate of X80 steel increases along with the increase of Cl-mass fraction; in the stimulated solution containing both 0.05% Cl-and different mass fraction, the polarization curves of X80 pipeline steel also have typical characteristics of active dissolution, but the internal corrosion rate firstly increases and then decreases with the increase of mass fraction. When the mass fraction of is 0.50%, the icorr reaches the maximum value while polarization resistance reaches the minimum value, and the corrosion behavior of X80 steel is the most serious at this time; when the stimulated solution contain both Cl-and ,the corrosion potential of X80 steel decreases while the icorr increases than the stimulated solution only containing Cl-, with the increase of mass fraction; when the stimulated solution contain both Cl-and , with the increase of mass fraction, can adsorb on the metal surface faster than Cl-, which decreases the corrosion aroused by Cl-.

Key words:West-East Pipeline Project(WEPPⅡ), X80 steel, internal corrosion, polarization curve, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), internal corrosion mechanism

收稿日期：2014-07-23；編輯：馮學軍

中圖分類號：TE988.2

文獻標志碼：A

DOI:10.3969/j.issn.1007-3426.2015.02.016

作者簡介：代佳赟(1990-)，女，西南石油大學油氣儲運工程碩士，主要從事天然氣長輸管道、油田防腐研究。E-mail：djyswpu@163.com

基金項目：教育部專項科研基金“高溫高壓復雜天然氣集輸工藝基礎理論研究”(20125121110003)。