《高強度管線鋼土壤腐蝕的關鍵影響因素及機理研究》是依託北京科技大學，由李曉剛擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：高強度管線鋼土壤腐蝕的關鍵影響因素及機理研究
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：李曉剛
- 項目類別：重點項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本課題將在實土埋樣和模擬溶液腐蝕研究的基礎上，對高強管線鋼在土壤薄液膜下的腐蝕電化學機理開展系統研究，通過對比實土埋樣、模擬溶液和土壤薄液膜下的腐蝕行為與機理，進一步加深對土壤腐蝕主要影響因素的認識；系統開展土壤薄液膜下高強管線鋼腐蝕的相電化學機制以及應力腐蝕裂紋萌生和擴展不同演化階段及其關鍵影響因素研究，進一步揭示高強管線鋼在我國土壤環境中腐蝕和應力腐蝕的關鍵影響因素；確定塗層下閉塞薄液環境對局部腐蝕的促進作用及其電化學機理，確定顯微組織所對應的微電極過程動力學過程對局部腐蝕萌生與擴展的影響機制，結合非穩態電化學理論建立並進一步發展高強鋼應力腐蝕裂紋擴展安全評價理論與測試方法。該課題不僅能為我國高強管線鋼的性能最佳化、管線防護及安全評價提供更完善的理論依據，而且能提升土壤環境腐蝕的研究水平，具有重要的實際工程價值和理論意義。
結題摘要
本課題結合室內外試驗，圍繞高強管線鋼土壤腐蝕的敏感服役環境因素及其形成機制、微觀腐蝕動力學機制、腐蝕的不同階段（均勻腐蝕-點蝕-應力腐蝕）關鍵影響因素及其電化學機制的演變過程等科學問題，系統研究了X70、X80、X100等高強管線鋼在我國典型土壤環境中的腐蝕行為規律及關鍵影響因素，取得的主要創新性結果如下： （1）在我國典型中度酸性土壤地區（鷹潭）、強酸性土壤地區（西雙版納）、乾旱鹼性鹽漬土地區（庫爾勒和格爾木）、高含水鹼性鹽土（天津大港）以及高原鹼性低鹽土地區（拉薩）進行裸試樣和帶剝離塗層的高強管線鋼現場埋片試驗及室內試驗獲得了裸樣及塗層下的管線鋼腐蝕環境的形成規律及高強管線鋼的腐蝕規律及相關影響因素。 （2）通過形成的系列化的實驗室模擬與加速實驗新技術，獲得了管線鋼剝離塗層下敏感腐蝕環境的形成規律及機理，腐蝕微區電化學動力學-力學電化學的互動作用機制，以及外加電位、微觀組織結構和微生物對腐蝕的影響等；系統描述了管線鋼外部腐蝕的孕育期及早期腐蝕行為。 （3）完善了高強管線鋼局部腐蝕-應力腐蝕萌生、發展的電化學機理，提出並完善了應力腐蝕的非穩態電化學機制，提出了弱交流雜散電流促進高強管線鋼應力腐蝕的非穩態極化狀態促進點蝕或應力腐蝕微觀電化學模型。（4）通過建立的高強管線鋼在土壤環境中的微區相電化學的原位微區電化學手段及相關研究揭示了應力腐蝕發生髮展與微觀組織結構的關係。 （5）揭示了氫致韌性作用在陰保條件下管線鋼應力腐蝕萌生及擴展中的作用機制，發現了氫致韌性效應能推遲SCC的萌生及減緩循環載荷下裂紋的擴展速率。 （6）結合現場實驗和室內模擬與加速實驗研究，確認了土壤pH、含鹽量及其成分、含水率及乾濕交替環境、剝離塗層環境、陰保電位、組織結構、微生物和受力狀態及應力水平對高強管線鋼土壤腐蝕行為機理具有重要影響，取得的系列成果對管線鋼防護工程實踐及學科發展產生了巨大推動作用。
