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1、·50·油气储运2004年经验交流3管道土壤腐蚀速率测试方法33罗金恒赵新伟白真权路民旭(中国石油天然气集团公司管材研究所)王荣(西安石油大学)罗金恒赵新伟等:管道土壤腐蚀速率测试方法,油气储运,2004,23(11)50～53。摘要在电阻法的基础上,通过改进测试技术,建立了一种可以获得可靠管材土壤腐蚀速率数据的测试方法。这种方法的主要特点是,可以采用较大尺寸的腐蚀试样;能够在较短的试验期间内获得稳定的腐蚀速率,测试精度高,可以达到0.3μm;对于管材的均匀腐蚀和局部腐蚀均能进行测试和分析。主题词管道土壤腐蚀腐蚀速率测试方法应用究管材
2、的自然腐蚀是符合管道实际腐蚀情况的。管一、管道土壤腐蚀速率测试中的问题材在土壤中的自然腐蚀是一个十分缓慢的过程,只有腐蚀的量积累到一定程度,才能测定其腐蚀速率。油气管道在土壤中的腐蚀是一个十分缓慢的过目前所使用的电阻探针可以在自然腐蚀条件下几天程,如何在较短的时间内获得可靠的腐蚀速率数据,内检测出腐蚀速率在0.1～0.2mm/a的变化量,为是进行管道腐蚀寿命预测的一个重要的基础性研究了达到这样的测试精度,所采用的试件的截面面积工作。要非常小,同时要提高试件的电阻,通常采用细丝金在土壤的腐蚀性评价工作中,广泛采用现场埋属,直径在2mm以
3、下。电阻探针所用的试件存在3〔1～3〕片试验法,然后用失重法测定腐蚀速率。由于个方面的问题,一是制造困难;二是试件太小,温度土壤腐蚀的埋片试验周期很长,一般为10～30年。对试件电阻的作用很大,所测定的腐蚀速率随温度因此,在较短的时间内获得可靠的土壤腐蚀速率数的变化而波动,往往得不到可靠的腐蚀速率;三是难据,是土壤腐蚀研究一直追求的目标。随着电化学以反映腐蚀的实际形态。管道腐蚀寿命预测所需要技术的发展,在许多土壤腐蚀研究中采用了线性极的腐蚀速率必须符合现场管道腐蚀过程,能够反映〔4～6〕化法或电化学极化扫描法,但很少与实际埋片实际腐蚀
4、的具体情况。从这个意义上讲,加速腐蚀的腐蚀速率结果进行对比。通常,电化学技术测定试验是不切合实际的,而埋片试验是必需的。然而,的腐蚀速率为均匀的腐蚀速率,不能反映管道在服土壤腐蚀埋片所用的试件,兼顾腐蚀形态分析应具役过程中出现的局部腐蚀情况。电偶或电解加速腐有较大的截面面积,兼顾电阻测量应具有较小的截蚀试验也是土壤腐蚀研究中常用的方法,但由于强面面积。烈的电化学极化会掩盖土壤组成的各个因素对腐蚀为了解决以上问题,在电阻法的基础上,通过改过程的作用,因此,所得到的腐蚀规律不一定符合管进测试技术,提出了改进的电阻法,可以采取较大截2道的实
5、际腐蚀情况。面面积的试件,试件的截面面积可以达到10mm,管道腐蚀是在土壤中自然产生的,在土壤中研既能反映腐蚀的形态,又能通过电阻法获得可靠的3中国石油天然气集团公司“九五”重点应用基础研究项目。33710065,陕西省西安市电子二路32号;电话:(029)8726152。第23卷第11期罗金恒等:管道土壤腐蚀速率测试方法·51·腐蚀速率数据,可以检测出试件厚度为0.3μm的的精度。变化量,从而使管材土壤腐蚀速率的测试成为可能。为了保证测试的精度,给腐蚀试件施加一恒电流作为信号源(见图1),然后测量试件给定段的电二、改进的电阻法位,给
6、定测量段的电位与测量试件段电阻符合欧姆定律:V=IR(3)1、电阻法的基本原理用电阻法测定腐蚀速率是根据金属试件因腐蚀测量试件段的电阻为:而使其横截面面积减小,从而导致试件电阻增大的R=V/I(4)式中I———提供给试件的恒电流。原理,通过测量试件在腐蚀过程中电阻的变化,计算出试件的腐蚀量和腐蚀速率。与失重法相比,具有精确、简单、不受腐蚀物干扰等优点。电阻法测定腐蚀速率所采用的腐蚀试件主要有丝状试件和片状试件两种,按下式计算腐蚀速率。丝状试件:图1施加恒电流试件的电位测试示意图r0R0对片状试件v=1-×8760(1),将式(4)代入
7、式(2),得到以试件测tRt量段电位差表示的腐蚀速率表达式:片状试件:2ΔV2ΔR(a+b)-(a+b)-4ab(a+b)-(a+b)-4abVtRtv=×2190v=×2190tt(5)(2)ΔV=Vt-V0ΔR=Rt-R0式中ΔV———试件在t时刻电位的变化量;式中v———试件的腐蚀速率,mm/a;Vt———腐蚀t时刻测定试件的电位;r0———丝状试件的初始半径;V0———腐蚀开始时试件测量段的初始t———试件厚度;电位。R0———腐蚀开始时试件的初始电阻;3、腐蚀速率测试系统Rt———腐蚀t时刻测定试件的电阻;根据改进的电阻法,
8、建立了管道材料埋片土壤a———片状试件的初始宽度;腐蚀速率测试系统,该系统由恒流源、高精度数据放b———片状试件的初始厚度;大器、A/D模数转换卡和计算机组成,系统的流程ΔR———试件在t时刻电阻的变化量。框图见图2。金
