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X70钢和16Mn钢是目前我国广泛使用的管道钢材料。国内对16Mn钢腐蚀行为有较多研究,但对X70钢的腐蚀行为了解较少。
本研究系统比较了X70钢和16Mn钢腐蚀行为的异同。通过失重法和电化学方法相结合,研究16Mn和X70钢在土壤浸出液中的电位及平均腐蚀速度;应用丝束电极并结合失重试验和表面形貌观察比较两种管道钢在点蚀和缝隙腐蚀行为上的差异;采用旋转试片电化学装置,研究不同流速、温度和pH条件下,含沙水溶液中两种管道钢的总腐蚀磨损失重及表面点蚀倾向;采用双电解池电化学方法研究不同充氢电流密度、充氢时间和温度条件下,两种管道钢的氢腐蚀行为的差异。采用电偶腐蚀计及极化图比较土壤浸出液中两种管道作为电偶对阳极的腐蚀行为。
实验表明,16Mn钢腐蚀电位比X70钢稍负约20mV,其平均腐蚀速度明显高于X70钢,X70钢的腐蚀产物膜具有短期保护性;同样腐蚀环境下X70钢表面电位极差大于16Mn钢,X70钢具有较强点蚀倾向。但试验不能肯定两者在最大缝隙深度方面是否存在差异;腐蚀磨损中两种管道钢存在相同临界流速,0.45m/s,高于临界流速时,腐蚀磨损失重明显增加。同时温度升高也使钢的失重增加。在酸性介质中,交互作用影响可占总失重量的80%以上。X70钢抗腐蚀磨损性能较好。原因是X70钢易形成致密保护膜和有较高表面硬度;硫酸溶液中,短时间高强度充氢,16Mn钢较之X70钢对氢更为敏感,长时间充氢,X70钢对氢更为敏感。在土壤浸出液中,16Mn钢的氢吸收量小于X70钢氢吸收量。同样充氢半小时,当充氢电流密度为0.5mA/cm2时,两种管道钢氢吸收量出现极大值。同时温度升高也是钢的氢吸收量增加;由于X70钢的腐蚀电位比16Mn钢正,作为电偶对的阳极时,X70钢抗电偶腐蚀性能较好。