X80钢在土壤中的腐蚀行为研究
2022-05-25
自1985年欧洲钢管公司研发出X80钢并将其应用到Ruhr Gas/Megal Ⅱ项目中已有35年，期间X80钢的成分和性能得到了不断改进和完善，时至今日，X80钢仍被作为首选的管线钢材料。在服役过程中，X80钢不可避免地发生腐蚀，且环境不同其腐蚀行为也相应变化。
石油和天然气输送管线往往需要跨越不同地区，而各地区土壤条件不尽相同，这会导致服役X80管线钢发生不同形式的土壤腐蚀。因此，人们在不同的土壤环境中对X80钢的腐蚀行为开展了研究。张秋利等发现，随着土壤环境中HCO3-含量的减小，X80钢过度钝化区的阳极峰数量由2个减少为1个，腐蚀速率降低，向含0.5 mol/L HCO3-的腐蚀介质中加入Na2CO3后，腐蚀速率无变化。谢飞等根据库尔勒土壤的物化性质配制了模拟土壤溶液，采用电化学阻抗技术对不同pH环境中X80钢焊接接头的腐蚀进行研究。他们发现，当pH为10.5时，腐蚀生成的产物膜对焊接接头起到保护作用，降低了腐蚀速率；当pH为6.5时，腐蚀生成的产物膜被破坏，使Cl-可进入腐蚀坑与H+结合生成HCl，腐蚀环境恶化。张康南等以沈阳草甸土为腐蚀介质，在外加磁场下研究了X80钢的腐蚀行为。结果发现：腐蚀速率随磁场强度的增大而加快；在加入磁场初始阶段，出现腐蚀产物FeO(OH)，加大磁场强度，FeO(OH)增多，磁场强度为20 mT时，腐蚀速率进一步加快。王敬等根据榆林段土壤配制模拟溶液，通过失重法等手段探究了各种离子含量对X80钢腐蚀行为的影响。结果表明：当Cl-和CO3-含量过高或过低时，腐蚀速率均比较低，当Cl-浓度为3.08 mol/L、CO3-浓度为5.00 mol/L时，腐蚀速率达到最大值；SO42-含量增多会引起硫酸盐还原菌（SRB）的过盛繁殖，腐蚀速率加快；而Ca2+、Mg2+含量增多，会使腐蚀速率先减小后增大，当Ca2+和Mg2+质量分数分别为0.98%和2.5%时，腐蚀速率最小。LI等根据北京阳坊土壤的物化性质配制了相应的模拟土壤溶液，研究了乳酸发酵短杆菌对X80管线钢的腐蚀。结果表明，该菌能够覆盖整个基体表面，使钢材发生点蚀，基体腐蚀后的产物有FeSO4、Fe2O3和FeO(OH)。WU等采用电化学阻抗谱、X射线光电子能谱等方法研究了弹性应力和硫酸盐还原菌活性对X80钢在土壤中腐蚀的单独作用和协同作用。结果表明：弹性应力和硫酸盐还原菌活性对钢腐蚀均有促进作用；在微生物介质中，弹性应力不会直接导致腐蚀坑的出现，但会增加腐蚀产物膜的孔隙率，降低其对钢材的保护作用，导致腐蚀加快。
综上所述，虽然关于X80钢在土壤中腐蚀的研究较为充分和全面，但是大多数试验采用的腐蚀介质是根据土壤成分配制的模拟土壤溶液，以实地土壤为腐蚀介质的研究较少。为了更加贴合实际，有必要加强在试验中采用实地土壤进行研究。
