氯离子浓度对土壤腐蚀速率的影响.doc

氯离子浓度对土壤腐蚀速率的影响 杜新燕1 秦风1 黄淑菊2 武博2 张建勋2 郭彦龙3 李明军3 张飞豹1 （1．克拉玛依市科比技术有限责任公司 新疆 834003；2．西安交通大学材料科学与工程学院 西安 710049；3．西安市气象局 西安 710015） 摘要 在含4种Cl－离子浓度的弱碱性中壤褐土中埋20#钢试样，经过2个月试验后，失重法测试样 平均蚀速率和局部腐蚀扩展速率，结果表明，随着土壤中Cl－离子浓度提高，腐蚀腐蚀速率增加，并且 Cl－离子浓度对局部腐蚀扩展速率的促进作用明显高于平均腐蚀速率。其中的两种Cl－离子浓度的埋样 试样再经过4个月、6个月和8个月试验，仍显示上述规律。另外，本文结合中性和碱性土壤的腐蚀过 程，讨论了Cl－离子浓度对中性和碱性土壤腐蚀速率影响的一般趋势。 关键词：20＃钢；土壤腐蚀速率；Cl－离子浓度 中国分类号：TG172.4 Influence of Cl－ Concentration in soil on the corrosion rate Abstract: The 20＃steel samples,which were buried in four different Cl－ Concentrations Alkaline soil for two months, were test by the weight method to get the unifom and the local corrosion rate. The result shows that the rate increases with the increasing Cl－ Concentration and Cl－ Concentration has more influence on the local corrosion rate than the uniform corrosion rate. The samples of the two among the four different Cl－ Concentrations duried for four,six,eight months again, also show the same result. Additionally,this paper studies ?the general trend of the Cl－ concentration on the corrosion rate of the soil of Neutral and Alkaline soil. Key Word: 20# steel; corrosion rate of the soil; Cl－Concentration 引言 油气集输管道通常埋在土壤中，可能发生土壤腐蚀。由于土壤具有多相性和不均匀性，并且具有微孔可以渗透水份和气体，所以土壤腐蚀的主要隐患是由孔蚀、溃疡腐蚀等局部腐蚀引起的油、气、水的跑、冒、漏、爆等事故[1-2]，即土壤中局部腐蚀速率的研究更具有实用价值。 土壤含离子的类型和数量是影响土壤腐蚀性的重要因素之一，多数试验结果支持在各类离子之中，以Cl－离子的影响最为重要[3-4]，也有关于Cl－离子和离子对土壤腐蚀速率相近的看法[5]。另外目前关于Cl－离子浓度对土壤腐蚀影响的研究侧重于平均腐蚀速率，而工程界更关心的是局部腐蚀扩展速率，所以本文测试了Cl－离子浓度对平均腐蚀速率和局部腐蚀扩展速率的影响，并对Cl－离子浓度对两种腐蚀速率的影响进行了比较。 关于Cl－离子对土壤腐蚀影响的多数研究结果是在Cl－离子不是很高的条件下得到的，可是有的地方，例如新疆的哈密、鄯善等地，土壤中含水量很少，而相对Cl－离子含量较高。为了更加全面的认识Cl－离子浓度对土壤腐蚀的影响，本文依据中性和碱性土壤腐蚀的电化学过程，分析讨论了Cl－离子浓度影响腐蚀速率的一般趋势。 2．试验方法和条件 单井、支线等油气田集输管道通常以20＃钢钢管制造，所以选用直径为25.4mm的20＃无缝钢管为试验材料。考察局部蚀坑情况的试样长度为80mm（大试样），测试腐蚀速率的试样长度为15mm（小试样），每种Cl－离子浓度的试验选用大小各3个试样。试样经过150＃～400＃砂纸擦磨，小试样在分析天平称重后，埋在弱碱性中壤褐土的西安气象站院内空地土壤里。 西安气象站院内空地土壤的理化性能示于表1，土壤的母质和质地属于沉积物和中壤土。在这种土壤中再添加NaCl，调成含Cl－离子浓度分别是0.055％、0.196％和0.365％的另外3种土壤。以透气、透水的玻璃丝编制袋分装这3种土壤，埋好试样，然后埋入地下