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《北京科技大学》 2018年
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沟通电效果下X80钢近中性pH环境应力腐蚀行为及机理

万红霞  
【摘要】:X80钢广泛使用于西气东输工程,因为地理位置和空间的约束,管线钢和高压输电线及电气化铁路等在许多地方出现了公共走廊,沟通腐蚀越来越杰出。因此本课题在此布景下,环绕沟通电效果下X80钢在近中性pH环境中的应力腐蚀行为及机理,选用数据采集器、电化学、浸泡试验、慢应变速率拉伸试验结合外表剖析等办法和手法研讨了全波、恒电位、半波对X80钢腐蚀行为及应力腐蚀行为的影响,以及研讨了沟通电与影响土壤腐蚀关键因素的Cl-和蜡状芽孢杆菌耦合效果下X80钢的腐蚀行为及应力腐蚀行为,最终经过电化学循环伏安结合有限元Comsol Multiphysics模仿对沟通电搅扰下应力腐蚀电化学机理进行了剖析。研讨结果表明:在近中性环境中,沟通电促进X80钢腐蚀,跟着沟通电密度的增大,其腐蚀形状发作变化,由全面腐蚀转变为部分腐蚀;沟通电增大X80钢应力腐蚀灵敏性,其应力腐蚀机理表现为阳极溶解和氢脆一起机制。当沟通电密度小于10A/m2时,沟通电震动效果促进腐蚀增大应力腐蚀灵敏性;当沟通电密度大于30A/m2时,沟通电促进氢的分出而添加应力腐蚀灵敏性。负半波沟通电促进了 X80钢的阴、阳极反响,正半波沟通电促进了阳极反响,因此沟通电促进X80钢腐蚀。当负半波沟通电密度到达30A/m2时会促进氢的分出,导致氢致阳极溶解的点蚀坑,点蚀坑比较尖利;其SCC灵敏性显着增强,氢脆在SCC中占首要效果。正半波沟通电密度不低于30A/m2时,促进Fe的阳极溶解,点蚀坑出现宽且浅的凹形,X80钢表现出必定的SCC灵敏性。沟通电与Cl-协同效果促进X80钢腐蚀,增强了其应力腐蚀灵敏性。施加沟通电后其在作业电极和参比电极之间的波形发作显着的负移,沟通电参加腐蚀的进行。沟通电能促进Cl-搬迁,导致裂纹顶级Cl-的富集,裂纹顶级Cl-浓度显着大于对照组,沟通电促进离子搬迁,然后加快腐蚀。在沟通电与蜡状芽孢杆菌一起效果的系统内,沟通电会促进有机物搬迁,导致X80钢外表吸附较多有机物。蜡状芽孢杆菌在有机物和腐蚀产品膜底部无氧环境中,经过反硝化效果将NO3-离子转变为NH4+离子,促进X80钢外表发作部分腐蚀;沟通电与蜡状芽孢杆菌协同效果加快了 X80钢腐蚀,增大了 X80钢应力腐蚀灵敏性。最终经过循环伏安结合有限元模仿说明晰沟通电促进腐蚀和增大应力腐蚀的原因:沟通电会改动原有的极化电位,且在金属外表做周期震动,损坏金属外表状况,形成阳极氧化曲线与阴极复原曲线的不对称,导致阳极溶解速率大于阴极复原速率,因此在部分发作腐蚀。阴极电流的添加首要在阴极极化阶段,结合有限元模仿发现,阴极极化电流的添加促进氢部分分出,导致管线钢发作氢脆,在必定条件下发作裂纹,增大应力腐蚀灵敏性。
【学位颁发单位】:北京科技大学
【学位等级】:博士
【学位颁发年份】:2018
【分类号】:TG172

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