氯离子浓度对土壤腐蚀速率的影响

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1、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

2、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：TG172.4InfluenceofCl－ConcentrationinsoilonthecorrosionrateAbstract:The20＃steelsamples,whichwereburiedinfourdifferentCl－ConcentrationsAlkalinesoilfortwomonths,weretestbytheweightmethodtoge

3、ttheunifomandthelocalcorrosionrate.TheresultshowsthattherateincreaseswiththeincreasingCl－ConcentrationandCl－Concentrationhasmoreinfluenceonthelocalcorrosionratethantheuniformcorrosionrate.ThesamplesofthetwoamongthefourdifferentCl－Concentrationsduriedforfour,six,eightmonths

4、again,alsoshowthesameresult.Additionally,thispaperstudies thegeneraltrendoftheCl－concentrationonthecorrosionrateofthesoilofNeutralandAlkalinesoil.KeyWord:20#steel;corrosionrateofthesoil;Cl－Concentration1．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

5、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5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

6、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

7、＃～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，4种Cl－离子浓度土壤中的试样距离地表的深度均为1米。表1西安气象站院内土壤的理化性质土壤属性土壤类型土壤均一性含水量,%最小电阻率,Ω•mpH值Cl－,%,%全盐量,%有机质,%中壤土褐土均匀12.

8、7027.18.20.03510.04510.17410.74图1蚀坑测试装置示意图试样经过2个月、4个月、6个月和8个月的持续腐蚀试验后，从土壤中取出，先以自来水中冲洗除泥，然