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研究管线钢在华南酸性土壤中的腐蚀机理,为管道腐蚀寿命的预测和安全评价提供科学依据,这对珠江三角洲各城市发展管道运输业、促进液化天然气(LNG)利用、以及减少污染、保护环境等方面有着非常重要的作用。
本课题在前人研究的基础上,开发了一套可以对土壤理化性质参数和金属腐蚀电位进行在线监测的数据采集系统,实现了对土壤温度、含水量、pH值、电导率、盐分、氧化还原电位和金属腐蚀电位的变化及其大小进行在线监测和数据采集分析。
通过开展室外埋样试验对常用埋地管线材料X70、16Mn、20[#]、X60、Q235的腐蚀电位的变化及大小,以及腐蚀电位与试验所处的酸性土壤的理化性质参数之间的变化关系进行了研究。通过对采集的数据进行统计分析、线性与非线性回归分析、人工神经网络分析,建立了管线钢腐蚀电位与土壤理化性质参数之间的变化关系模型,并建立了一个可以利用土壤温度、含水量、pH值、电导率、盐分、氧化还原电位对管线钢腐蚀电位进行预测的三层BP神经网络模型。编制了“华南酸性土壤中管线钢腐蚀在线监测系统”软件,实现对土壤腐蚀性影响因素和管线钢腐蚀电位进行在线监测分析。本文研究结果表明:
土壤温度的变化会使土壤含水量、pH值、电导率、盐分、氧化还原电位发生变化;土壤温度、含水量、pH值、电导率、盐分、氧化还原电位之间存在着交互作用,共同影响管线钢腐蚀电位的变化。土壤温度是导致管线钢腐蚀电位发生变化的最主要因素,土壤温度的升高会使管线钢腐蚀电位发生负向偏移;建立的管线钢腐蚀电位预测模型消除了凭单一因素对其进行评价的局限性和不确定性,用该模型进行管线钢土壤腐蚀机理的研究和腐蚀剩余寿命的预测是可行的;本文所开发的“华南酸性土壤中管线钢腐蚀在线监测系统”实现了对土壤腐蚀性影响因素和管线钢腐蚀电位进行在线监测分析,为开展土壤腐蚀性评价和金属材料土壤腐蚀研究工作提供了一种实时在线的分析方法,本研究对地下管线和其它金属设施的腐蚀防护与安全评价工作具有一定指导意义。