测量管线钢的沉淀物腐蚀和抑制腐蚀作用的新型电阻技术

 　　2016年5月，作者Y. Huang等在著名期刊《Corrosion Engineering, Science and Technology》上发表了一篇名为《测量管线钢的沉淀物腐蚀和抑制腐蚀作用的新型电阻技术》的文章。

　　该文章主要研究了X65管线钢的沉积物的腐蚀行为以及其在有氧腐蚀条件下的腐蚀抑制作用。文章首先定义了沉积腐蚀（UDC）的概念，即金属表面由固体沉积物引发的局部腐蚀，如点蚀等，叫做沉积腐蚀。对于UDC的控制，一般采用清管技术和加入抑制腐蚀的化学物质的方法。作者通过对以往学者对UDC研究工作的分析，提出了有氧腐蚀在冷却水系统、油气运输系统等管道中的重要性，从而提出了本文研究的意义所在。同时，通过对以往学者研究工作的分析，提出了一种新型环装电阻探针在管线钢腐蚀监测中的应用，并通过不同方法监测结果的对比，验证了该类型电阻探针腐蚀监测的可行性。

　　作者所做实验样品原材料为API X65管线钢，样品尺寸为10×15×3 mm,其中工作面积为1.5 cm2.样品除工作端面外，其余部分用环氧树脂密封，其焊接导线为铜线，焊接位置为工作端面的背面，导线亦被密封于环氧树脂中去。实验中所用沉积物为平均尺寸为300 um硅石，电极表面沉积物厚度为4 mm.实验所用溶液为浓度为3.5%的NaCl溶液，实验温度为30℃，溶液中的溶解氧浓度维持在高于5.5 mgL-1.实验所用两种抑制剂分别为咪唑啉和氨基三甲叉磷酸。实验所用监测方法为线性极化法和电位极化法，其实验示意图如下所示：

　　图a为IPR和PDP的测量原理示意图，图b为沉积电极和裸露电极之间腐蚀测量原理示意图

　　文中用到的环形电阻探针在实体管道中的安装如下图所示：

　　图a为探针的腐蚀部分和补偿部分的结构示意图，图b为电阻探针在管线钢内部的设置图片，图c为电阻探针在管线钢外部的电极，图d为电阻探针的装配图片

　　通过一系列实验对比，文章最终得出结论如下：

　　1 在有氧环境下，沉积物覆盖电极电势往往低于裸露电极电势。其原因是电极表面氧浓度的不同；

　　2 具有一个较高浓度的氨基三甲叉膦酸抑制剂在有氧环境中对阳极反应具有抑制作用，而对阴极反应具有促进作用。

　　3 具有一个较高浓度的咪唑啉对裸露电极和沉积物覆盖电极上的反应都有抑制作用，同时可以减小裸露电极和沉积物覆盖电极之间的电流密度；

　　4 文中新型电阻探针被应用到实验室内管线钢的局部腐蚀监测，通过监测发现，低流速部分钢材的电偶腐蚀效应是由腐蚀产物的积累引起的。而当氧溶解到流体介质中时，钢材底部将会变为阳极区域。而硅沉积层可以降低底部的腐蚀速率，且底部硅沉积层的出现并未促进该部分之间电偶腐蚀效应。同时发现，在含有硅沉积层管线钢中使用氨基三甲叉磷酸应比较小心，而咪唑啉则可作为非常好的抑制剂来使用。