X70钢是西气东输工程的主要用钢,埋地管线长期与土壤接触容易发生均匀腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀开裂等多种腐蚀形式。本文在西气东输工程的大背景下,以我国典型盐渍土--库尔勒土壤为研究环境,开展X70钢在库尔勒土壤模拟溶液中剥离涂层下的腐蚀行为研究。
滞留液的pH值受距漏点距离、缝隙厚度、阴极保护电位的影响较大。自然腐蚀电位下,缝内滞留液发生酸化,且随距离增加滞留液酸化速度加快程度加重。0.1mm缝隙厚度下滞留液酸化现象比0.3mm厚度下明显。外加阴极保护电位时滞留液pH值较自然腐蚀状态下偏高,当阴极保护电位从-775mVSCE负移至-1200mVSCE时,各处滞留液pH值呈增加趋势,pH值最高处可达12以上。
滞留液离子浓度测试结果显示,半径较小的Cl-和Na+迁移变化最显着。自然腐蚀电位下,缝内Cl-浓度随距漏点距离增加而升高,Na+浓度随距离增加而降低。缝隙厚度0.1mm时缝内阴离子聚集比0.3mm时明显。外加阴极保护电位使缝内铁的阳极溶解受到抑制,相比开路电位下阴离子聚集不明显,且阴极保护电位越负,阴离子向缝内迁移的驱动力越小聚集越不明显。外加阴极保护电位时缝内滞留液中OH-浓度升高,促进了阳离子向缝内迁移。
X70钢在矩形缝内的交流阻抗结果表明,腐蚀初期,漏点处的阻抗谱表现出扩散阻抗,缝内X70钢的阻抗谱表现为单一容抗弧;到腐蚀中后期,漏点处扩散阻抗逐渐消失,表现为单一容抗弧,缝隙底部位置出现双容抗弧特性。自然腐蚀电位下X70钢剥离涂层下的腐蚀形貌以点蚀为主,点蚀程度随着距漏点距离的增加而加重。X70钢的腐蚀促进Cl-、SO42-向缝内迁移,而Cl-、SO42-这两种侵蚀性离子的聚集反过来会加速金属腐蚀。交流阻抗和点蚀形貌结果显示,与0.3mm缝隙厚度相比,0.1mm厚X70钢的腐蚀更严重。
X70钢在模拟滞留液中的SSRT结果表明,在库尔勒模拟溶液中,剥离涂层下的X70钢具有一定的应力腐蚀开裂(SCC)敏感性,且缝隙底部位置处的X70钢SCC敏感性最强。