基于X70钢腐蚀检查片的交流腐蚀安全边界测试探析

以在国内6个城市埋设阴极保护腐蚀检查片开展现场测试为研究手段,结合部分室内腐蚀模拟试验结果,通过试片的阴极保护和干扰参数与腐蚀速率的关联性分析初步建立了交流干扰下埋地管道阴极保护安全边界,结论如下：交流干扰下试片的腐蚀速率随试片面积增大而减小;建立了基于极化电位的交流腐蚀安全边界：控制极化电位位于-0.85～-1.20 V(vs CSE)区间且交流电流密度小于30.0 A/m²或控制极化电位位于-0.95～-1.10 V(vs CSE)区间且交流电流密度小于100.0 A/m²;建立了基于直流电流密度的交流腐蚀安全边界：控制直流电流密度位于0.15～20.00 A/m²区间且交流电流密度小于30.0 A/m²或控制直流电流密度位于0.15～1.08 A/m²区间且交流电流密度小于100.0 A/m²;建立了基于pH值的交流腐蚀安全边界：控制pH值位于10.0～14.0区间且交流电流密度小于30.0 A/m²或控制pH值位于11.3～1...     

埋地管道阴极保护电位准则及电位测试方法

目前,埋地管道阴极保护常用-850 mV和-100 mV两大电位准则,如果阴极保护电位设置不当、测试不准会影响保护效果。结合理论与实践比较了两大电位准则的适用性;总结了常用的阴极保护电位测量方法及其适用的场合。结果表明:自腐蚀电位较正(-400 mV)时,2种准则都能有效降低保护对象的腐蚀;自腐蚀电位较负(-800 mV)时,-100 mV极化值下的保护效果更优;对城市在旧管网追加阴极保护时,可采用地表参比法监测管道防腐蚀层状况,采用断电法及-100 mV准则判断阴极保护效果。     

温度对L450管线钢最小阴极保护电位的影响

通过动电位极化以及恒电位极化试验,采用失重法、阳极Tafel直线段反推法等技术手段,针对温度对最小阴极保护电位的影响,探究了不同温度条件下模拟土壤溶液中埋地管道L450的最小阴极保护电位,以期阴极保护系统达到最佳的保护状态,避免因阴极保护不足而造成管道腐蚀穿孔的现象,从而科学有效地提升管道腐蚀防护的适用性和正确性.结果 表明:对于运行温度≤40℃的管线,最小阴极保护电位应为Ep≤-850 mV(vs CSE,下同);对于运行温度40～60℃的管线,最小阴极保护电位应为-850 mV≤Ep≤-950 mV;对于运行温度60～ 80℃的管线,最小阴极保护电位应为-950 mV≤Ep≤-1000 mY;对于运行温度＞80℃的管线,Ep≤-1000mV.     

埋地Q235钢管3LPE防蚀层耐阴极剥离及保护性能

通过室内模拟试验,分析了阴极电位对Q235埋地钢管3LPE防蚀层耐阴极剥离性能的影响;研究了土壤静载正压力对防蚀层结合强度的影响;利用电化学阻抗谱(EIS)技术,分析了管道缺陷对防蚀层保护效果的影响。结果表明:在25℃下,当阴极保护电位高于-1.28 V(vs SCE)时,3LPE防蚀层破损孔处不存在明显的阴极剥离,当阴极保护电位低于-1.28 V时出现剥离;3LPE防蚀层最佳保护电位为-0.85~-1.35 V(vs CSE);未受到压力时,防蚀层从环氧底漆与中间胶层之间剥离;当加上正压力后,剥离发生在胶层内部;在试验周期内,缺陷孔径小于4 mm时,防蚀层阻抗Rc无明显变化,保护性能良好,随着缺陷孔径的增大,Rc减小,保护性能降低,同时剥离可能性增加。     

石油储罐外底板阴极保护工程实例

将网状贵金属氧化物阳极(MMO)应用于原油罐外底板阴极保护工程中,采用高纯锌参比电极与Cu/Cu SO4参比电极对储罐外底板的阴极保护效果进行监测。从5年的阴极保护运行数据可以看出,超过95%的储罐外底板的阴极保护电位负于-0.85V(vs.CSE),储罐外底板处于良好的阴极保护状态。     

铜离子及电位对5083铝合金阴极保护行为的影响

目前有关船体防污涂料中的铜离子及阴极保护电位对铝合金船体的腐蚀电化学研究不够深入。通过极化试验、电化学阻抗谱(EIS)测试及外加恒电位阴极保护试验,并结合腐蚀形貌观察,研究了5083铝合金在有无Cu~(2+)的3.5%NaCl溶液中的极化及腐蚀特性,并结合不同电位下的阴极保护行为,探讨了其阴极保护电位范围。结果表明:防污剂中的Cu~(2+)沉积在铝合金基体表面会造成防腐蚀性能下降,降低铝合金舰船的阴极保护效果,应该避免Cu~(2+)的渗入;阴极保护电位过正,保护效果不佳,会造成铝合金表面发生点蚀,但若阴极保护电位过负,表面会发生析氢腐蚀,因此其合理的阴极保护电位范围为-1.00~-1.10 V(vs SCE)。     

交流杂散电流对机场供油管道阴极保护的影响

通过交流杂散电流干扰下的阴极保护电位分析,研究交流杂散电流存在情况下并行间距、并行长度、交叉角度及交流干扰电压对埋地管道阴极保护系统的干扰规律具有实际意义。交流干扰存在情况下,干扰源与管道并行间距、并行长度及交流干扰电压对管地电位的影响因阴极保护电压不同而发生不同趋势的改变,阴保电压为-1.1 V是一个转折电位,阴保电位较小时管地电位正移,且随着管道与交流干扰源之间距离越小正移越多,很有可能会超出最小保护电位范围;而阴极保护电压较大时管地电位受交流杂散电流干扰而负移,且随着管道与交流干扰源之间距离越小负移越多,很有可能会超出最大保护电位范围。交流干扰存在情况下干扰源与管道交叉时,交叉角度越大,对管地电位的影响越小,当交叉角度增大到90°时,阴极保护下的管地电位与无干扰时电位之间差值最小。     

用镁牺牲阳极防三相分离器内壁腐蚀的研究

针对大庆天然气公司某大队实际工矿条件下的压力容器内壁腐蚀问题,用柴油、乙二醇和水配制成模拟的混合相体系,借助静态、动态法进行了腐蚀试验,利用极化曲线法测定了体系的开路电压、腐蚀电位、腐蚀电流密度、腐蚀速率、最小保护电位和最小保护电流密度.结果16 MnR钢片的开路电位为-610.0 mV,腐蚀电位为-631.0 mV,腐蚀电流密度为7.680 μA/cm2;镁阳极开路电压为-1.507 V,腐蚀电位为-1.470 V,腐蚀电流密度为11.200 μA/cm2.确定最小保护电位为-0.981 V,最小保护电流密度为110.700 μA/cm2,镁阳极的实际保护电位为-1.200 V左右.结果证明,采用牺牲阳极法可以对该容器内壁实现保护作用.     

地下金属构筑物阴极保护效果评价准则的研究进展

简要分析了评价阴极保护效果的3个定量准则在阴极保护工程实践中存在较大差异的原因,并根据腐蚀电化学原理,探讨了100 mV极化值准则下保护对象的腐蚀速度,结果表明,100 mV极化值准则更加科学、经济,能够满足工程实际的需要.     

X80钢在库尔勒土壤水饱和溶液中阴极保护电位的快速确定

目前,选取何种阴极保护电位可实现X80钢在库尔勒土壤体系中的最佳保护效果尚无文献报道。为此,通过阴极极化曲线确定了X80管线钢在库尔勒土壤水饱和溶液中阴极保护电位的大致范围;再借助电化学阻抗技术,考察了不同电位下X80管线钢在该土壤溶液中的Nyquist曲线,并根据电荷转移电阻的拟合结果确定了最佳的阴极保护电位,并通过浸泡试验进行了验证。结果表明:X80管线钢在库尔勒土壤水饱和溶液中的阴极保护电位范围约为-0.825~-0.975 V(vs SCE,下同),而最佳的阴极保护电位约为-0.875 V,此时保护度可达86%。电化学阻抗技术可以快速确定管线钢的阴极保护电位范围,且比极化曲线更为准确。     

交流干扰对X80管线钢腐蚀电位的影响规律研究

为进一步明确交流干扰过程中埋地金属管道腐蚀电位所处极化区域的极化斜率之比对腐蚀电位偏移的影响,通过提高腐蚀电位的采集频率等方法从交流电流密度和干扰时间等角度综合分析研究了交流干扰对X80钢在库尔勒土壤模拟液中腐蚀电位的影响规律。研究表明:施加交流干扰后,1 Hz采集频率得到的相对平均腐蚀电位会发生偏移,其偏移方向与100 Hz采集频率得到的相对真实腐蚀电位处的阳极和阴极极化区的极化斜率之比r密切相关,r大于1平均电位正移,反之负移;随着干扰时间的延长,在J_(ac)=10~50A/m~2时,腐蚀电位偏移量变化较小,而在J_(ac)=100~400 A/m~2时腐蚀电位偏移量先明显减小后稳定。     

含有硫酸盐还原菌的海泥中阴极保护电位对碳钢腐蚀的影响

对含有SRB海泥中的碳钢的阴极保护的可靠性进行了评价,重点研究了不同保护电位下碳钢的交流阻抗行为,并结合失重法、MPN法细菌计数,得出极化电位、腐蚀速度以及细菌活性之间的关系。3种极化电位下碳钢的腐蚀速度与交流阻抗谱表明,在本试验条件下,碳钢在-950 mV极化电位下受到了较好的保护,腐蚀速度稳定且相对较小。细菌计数表明在较高阴极极化电位下细菌的生长活性与稳定性低于在低电位下的。分析表明,合适的保护电位应该比-950 mV更负。     

交流电流密度对X70管道钢腐蚀行为的影响

为了研究交流干扰对埋地管道腐蚀行为的影响,通过失重法和电化学测量法相结合的方法,采用自行设计的交流干扰模拟装置进行室内试验,研究了不同交流干扰强度下X70钢在土壤模拟溶液中交流腐蚀行为的变化规律。通过对试验结果的分析,发现交流干扰下试样自腐蚀电位负向偏移,发生偏移原因为:给工作电极施加交流干扰,作用于电极反应上的法拉第电流相对于工作电极就是外加电流,会造成工作电极的极化,电极反应平衡被打破;腐蚀速率随交流电流密度增大而增大;交流腐蚀产物外层为疏松状的红棕色Fe_2O_3和棕黄色Fe_2O_3·H_2O,内层为黑色的Fe_3O_4,根据电极反应和腐蚀产物组成对交流腐蚀过程进行了推导。     

埋地长输管道交流腐蚀现场状态及其风险评估

超高压输电线路对埋地管道的交流干扰问题日益突出,国内对其交流腐蚀缺乏风险评估.以裸露X65钢模拟埋地长输管道防腐蚀涂层缺陷,采用交、直流电流及电位的在线监测和腐蚀失重等方法,研究了高压输电线路交流干扰特征及其对管道阴极保护系统的影响规律.结果表明,当土壤介质条件基本不变时,电位与电流的变化存在相似性;适当调节阴极保护电...     

极化电位对高锰铝青铜表面钙质沉积层的影响研究

采用恒电位极化和电化学阻抗谱(EIS)技术研究了青岛天然海水中不同极化电位下高锰铝青铜的保护电流密度和表面状态随时间的变化过程,利用扫描电镜(SEM)和能谱X射线(EDX)分析了阴极极化产物的微观形貌和元素组成。结果表明,极化168 h后,-0.8 V和-0.5 V两种极化电位下,高锰铝青铜表面都能够形成明显的钙质沉积层,主要成分都是CaCO_3;-0.8 V的极化电位下,高锰铝青铜虽然表面形成了铁锰氧化物,但其稳定保护电流密度更低,钙质沉积层膜电阻和电荷转移电阻值更高,钙质沉积层结构也更加致密。因此,-0.8 V的极化电位比-0.5 V的极化电位对高锰铝青铜具有更高的阴极保护效率。     

输油管道杂散电流检测评价与防护实践

杂散电流干扰对油气管道造成很大的危害和破坏,如何有效地检测评价并制定合适的防护对策是油气管道杂散电流防护的关键。基于杂散电流不同检测方法和排流应用实践,开展了输油管道杂散电流综合检测评价及防护研究。结果表明:采取全线检测与专项检测相结合方式,综合运用CIPS(密间隔管地电位测试)、SCM(杂散电流智能测试仪)、电位梯度、电位和电流监测等多种检测评价方法,结合现场开挖分析,可准确确定管道杂散电流干扰类型及对管道的影响;检测的输油管道受到较严重的直流杂散电流干扰及一定的交流杂散电流干扰而发生局部腐蚀;通过管地电位测量对杂散电流排流整治措施进行了效果分析与评定,建议了管道杂散电流干扰防护对策。提出应加强管道杂散电流源头控制,同时综合运用多种检测、监测技术,有效分析各种干扰因素和腐蚀状况,制定科学合理的治理方法和防护对策,为管道完整性管理提供依据。     

On the cathodic protection of thermally insulated pipelines

Thermal insulation and corrosion protection of heated pipelines used in moving oil/gas and heated products are accomplished industry-wide by using protective and insulating coatings supplemented by cathodic protection to protect any defected coating areas. A series of tests are carried out to study how the resistivity of the applied insulating layer polyurethane (PUR) can be affected by its specific gravity (as function of its porosity), as well as, the salt (NaCl) concentration in the surrounding electrolyte (water). The current densities required for cathodic protection of insulated steel pipe at the worst condition (i.e., lower resistivity of the insulating material) at ambient and elevated temperatures were determined. The results have showed: that a lower PUR foam density has lower percentage closed cells which lead to a decrease in the PUR foam resistivity. An increase in the salt concentration up to about 3.5% NaCl leads to about 40% increase in the current intensity required for CP of the insulated steel sheets. In this investigation zinc wire of diameter 5 mm was used as a sacrificial anode in two different manners parallel and spiral. The sacrificial anode was fixed adjacent directly to the electrical insulation under the PUR foam shows a complete protection of the pipes, i.e., about – 920 mV vs. Cu/CuSO₄, in the salty water with about 3.5% NaCl; this method guarantees optimum protection. The experiments performed at different temperatures up to 60 °C showed that increasing the temperature has a slight positive effect.     

Propagation of steel corrosion in concrete: Experimental and numerical investigations

This paper focuses on experimental and numerical investigations of the propagation phase of reinforcement corrosion to determine anodic and cathodic Tafel constants and exchange current densities, from corrosion current density and corrosion potential measurements. The experimental program included studies on RC specimens with various binder compositions, concrete cover thicknesses, and concrete cover crack widths. Modelling and fitting of experimental data using an electrochemical model allowed for the determination of parameters, which are key parameters for electrochemical modelling tools. The numerical model was, furthermore, used to identify electrochemical parameters, which are independent of concrete cover thickness and crack width and at the same time allow for determination of the corrosion current density and corrosion potential of concrete structures within an acceptable error.Very good comparisons between the experimentally measured and numerically simulated corrosion current densities and corrosion potentials were found for the various RC specimens. Anodic and cathodic Tafel constant between 0.01 and 0.369 V/dec and 0.01 and 0.233 V/dec, respectively, were found in the present study through numerical simulations of the experimental data. Anodic and cathodic exchange current densities ranged from 1.0E–12 to 1.0E–09 A/mm² and 1.0E–12 to 1.1E–09 A/mm², respectively.     

交流杂散电流作用下碳钢在土壤模拟溶液中的腐蚀

深入研究碳钢在交流作用下的腐蚀状况具有十分重要的意义。采用自行设计搭建的交流电流腐蚀试验装置,通过测试碳钢接地材料在土壤模拟溶液中的腐蚀电位、电化学曲线及腐蚀失重数据,对其在交流电杂散电流作用下的腐蚀状况进行研究,以期掌握在交流杂散电流作用下土壤中碳钢的腐蚀倾向和速率。结果表明:在杂散电流作用下,碳钢在土壤模拟溶液中的腐蚀倾向增大,且碳钢的腐蚀速率随着电流密度的增大而加快。