海洋干湿交替环境中HCO₃^-浓度对X100钢腐蚀行为的影响

来源期刊：材料导报2020年第24期

论文作者：荆婉婷 吴明

关键词：X100管线钢;海洋干湿交替环境;电化学腐蚀;应力腐蚀开裂;HCO₃^-;腐蚀机制;

摘    要：随着我国南海海域油气资源的开发,海洋油气管道里程迅速增加。然而,严苛的海洋环境极易引起油气管线钢腐蚀,特别是在海洋CO₂系统中,快速增长的CO₂排放导致海洋系统中HCO₃^-和CO₃^2-浓度增大,已成为影响海洋结构中金属材料腐蚀的重要因素之一。通过建立模拟海洋干湿交替加速腐蚀试验模型,提出薄液层中电化学测试和慢应变速率拉伸试验方法,测试干湿交替环境中不同HCO₃^-浓度下X100钢的腐蚀行为,利用SEM、XRD等方法表征试样表面腐蚀形貌和物相构成,揭示海洋干湿交替环境中HCO₃^-浓度变化对X100钢腐蚀机制的影响。研究结果表明,在模拟海洋干湿交替条件下,X100钢腐蚀行为随着HCO₃^-浓度增加呈现出先快速增长后缓慢增长的特征,其应力腐蚀敏感性随薄液层中HCO₃^-浓度增大而提高,断口形貌逐渐表现出脆性断裂特征;在HCO₃^-浓度较高的环境中,电化学腐蚀阴极反应受到抑制,但是在Bockris机制作用下,HCO₃^-离解反应为电化学阴极反应提供了额外的氢源,增大了试样的电化学腐蚀速率和应力腐蚀敏感性。