埋地管道3PE防蚀层的阴极剥离性能

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1、10N西nv∞．o10O埋地管道3PE防蚀层的阴极剥离性能埋地管道3PE防蚀层的阴极剥离性能张婷，龚敏。林修洲，郑兴文，熊娟(1．四川理工学院材料与化学工程学院，四川自贡643000；2．西南油气田分公司输气管理处，四川成都610500)[摘要]管道的3PE防腐蚀层长期服役时会受多种因素的影响而失效。研究了不同阴极保护电位下3PE防腐蚀层管段阴极保护电流的变化趋势，测定了不同时间、不同保护电位下的电化学阻抗谱，分析了3PE防腐蚀层电阻值的变化；通过计算3PE防腐蚀层在不同保护电位下的阴极剥离距离，研究了其抗阴极剥离的性能。结果表明：3

2、PE防腐蚀层阴极保护电流及阴极剥离距离会随着保护电位的负移而增大；防腐蚀层的电阻值随着电位负移和试验时间延长而呈减小趋势。[关键词]3PE防腐蚀层；埋地管道；阴极保护电位；阴极保护电流；阻抗；阴极剥离[中图分类号]U177．1[文献标识码]B[文章编号]1001—1560(2012)08—0060—030前言极为带3PE防腐蚀层的管材，有效工作面积为0．96cm，参比电极选用饱和甘汞电极(SCE)，辅助电极为埋地管道的3PE防腐蚀层由3层组成：外层聚乙铂电极。电化学阻抗谱的测定采用2273电化学工作烯(PE)、中间层(AD)和底层环氧

3、粉末(FBE)¨J。站，测定阻抗谱时断开施加的阴极保护电位，自然腐3PE防腐蚀层具有良好的电绝缘性、较高的抗冲击能蚀电位条件下测试，频率为1．0×(1O～～1O)Hz，交力、较强的耐化学介质腐蚀性能及低渗水率而被用于流正旋波振幅为10mV。管道防护。但是，随着埋地钢质管道服役时间的延长，3PE涂层的外层出现失效，如露点存在、阴极剥2耐蚀性能离、阴极保护屏蔽、剥离防腐蚀层膜下腐蚀等]。其中，阴极剥离会使整个防腐蚀层脱离管材，失去对2．1阴极极化曲线及保护电流管道的保护作用。因此，本工作对影响3PE防腐蚀层管道的阴极极化曲线见图1。由图1

4、可知，阴极剥离性能的因素进行了研究。一0．7一一1．1V为管材处于浓度极化与活化极化的1腐蚀与测量条件区域；而一1．0一一1．1V为敏感范围；在一1．1V后，管道发生了大量析氢。因此，管道的阴极保护电流密输油管道材料为L245钢，外表面有加强级3PE度将随着阴极保护电位的负移而增大。防腐蚀层，将管材切割成489mm×150mm，在外防_o·4腐蚀层上制造3个缺陷孔，各孔相差120。。将此件浸-0-6没于1％无水氯化钠，1％无水硫酸钠，1％无水碳酸钠—0．8言_1．0配制成的溶液中，使中孔位于浸没段中间，另外2个—1．2孔分别位于距离浸

5、没线和底端1／4处。根据SY／T一l_4—1,60037—1997搭建试验平台并连接试验装置。设阴极-1．5—1．0-0．50o．51．01．52．02．5lg[J／(A·em)】保护电位为一0．7～3．0V。采用三电极体系，工作电图1管道的阴极极化曲线[收稿日期]2012——05—05阴极保护电位设为一0．70，一0．85，一1．10，[基金项目]四川理工学院研究生创新基金(y2010021)一1．50V，试验30d；一1．0，一1．5，一2．0，一2．5，资助[通信作者]龚敏(1963一)，教授，硕士生导师，主要研一3．0V，60

6、d的阴极保护电流见图2。由图2可看究方向：腐蚀电化学及控制技术，E．mail：出，阴极保护电流会随着阴极保护电位的负移而增gongmin@8use．edu．cn大：在图2a中，一0．70，一0．85，一1．10V的阴极极化埋地管道3PE防蚀层的阴极剥离性能61曲线相互重合，阴极保护电流大小较为恒定；表13PE防腐蚀层30d电阻值的变化n一1．50V时阴极保护电流明显大于其余3条，与图1的结果一致。图2b的趋势与图2a相同。因此，在未达到析氢电位之前，3PE防腐蚀层的阴极保护电流的变化较为平缓、稳定；当阴极保护电位负于管道的析氢电位后，

7、阴极保护电流表现出一定的波动性，这与3PE防腐蚀层发生了阴极剥离有关。4种保护电位下，60d内，3PE防腐蚀层Nyquist鍪兰~，-一-1．710V要、孽20r===-3乏．0v=谱变化趋势见图4：一1．0V和一1．5V首次出现war-乙^0510l52O2530350102030405060burg阻抗的时间为第14d；一2．0，一2．5，一3．0V时，t

8、dt

9、d(a)30d(a)60d在第5d就首次出现了warburg阻抗特征，这表明电●溜图23PE防腐蚀层的阴极保护电流随时间的变化曲线解液在过负的极化电位下更容易到达防腐蚀层

10、内部。。_D一g。．一、Z_浩2．2防腐蚀层阻抗变化特征4种保护电位下，30d内3PE防腐蚀层在不同阴∞∞雾∞∞∞O∞∞：7of)极保护电位下的阻抗变化见图3。由图3可看出，3g600·5o0个电位下Nyquist谱容抗