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摘要：本文通过测定开路电位随时间的变化曲线、电化学阻抗谱、塔菲尔曲线（动电位极化曲线）和Mott-Schottky曲线等4种电化学曲线研究了管线钢X70和X80在饱和Ca(OH)2溶液以及含不同浓度氯离子的饱和Ca(OH)2溶液中的电化学腐蚀行为，特别是点蚀行为。结果表明，NaCl能够促使两种管线钢在饱和Ca(OH)2溶液中发生点蚀；管线钢X80的耐腐蚀能力，特别是耐点蚀能力要优于X70。通过Mott-Schottky曲线分析，产生上述结果的原因是在两种管线钢表面形成的钝化膜不同。35825
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毕业论文关键字：管线钢X70、管线钢X80、电化学腐蚀、点蚀
Comparison of the pitting performance of X70 and X80 pipeline steel
Abstract: In saturated Ca(OH)2 solution with and without NaCl, the electrochemical corrosion, especially the pitting corrosion of X70 and X80 pipeline steel were studied by measuring the open circuit potential E-t curve, electrochemical impedance spectroscopy, tafel curve (potentiodynamic scanning) and Mott-Schottky curve. The results indicate that NaCl can induce pitting corrosion of the two steel in Ca(OH)2 solution; the corrosion resistance of X80 pipeline steel, particularly the pitting resistance is better than X70. By Mott-Schottky curve analysis, the cause of the above results is the difference of the passive film formed on the electrode surface.
Keywords: X70 pipeline steel; X80 pipeline steel; electrochemical corrosion; pitting
1. 前言
1.1. 研究背景
“西气东输”是我国一项非常重要的能源运输工程，它有效地解决了我国天然气能源分布不均匀的这个难题。长久以来，“西气东输”工程一直选择采用管道传输方式，一方面由于管道传输方式传输规模较大，另一方面也比较经济便捷。在“西气东输”一线工程中，主要采用的是管线钢X70作为管材；而在二线工程中，则大规模改用管线钢X80作为主要管材。相比于X70管线钢，具有高强度，高韧性和优良的耐腐蚀能力的X80管线钢是21世纪最具潜力的管线钢类型。随着国产钢轧制和焊接技术进入实用阶段，我国在管线钢工业中的一系列应用技术也已发展得相对成熟可靠。在“西气东输”工程中，因为管线钢铺设路线长，跨越的地区多，沿途环境复杂多变，所以管道的安全性倍受社会关注 [1]。在过去发生的管道泄露事故中，管线钢的金属腐蚀往往是其中的主要原因，给工程造成了巨大的经济损失。因此管线钢的腐蚀破坏问题已引起国内的极度重视，目前正积极开展这方面的工程调查和科学研究工作[2]。研究管线钢腐蚀的发生和发展对局部腐蚀的预防和控制具有重要的现实指导意义。
金属腐蚀所造成的损失大部分是由局部腐蚀引起的，而点蚀又是局部腐蚀的主要形式之一。点蚀会使材料的强度大幅度降低，其发生又通常难以预测，因此造成了许多重大工程事故和人身伤亡。而弄清楚影响金属点蚀的原因是防止金属点蚀的关键[3]。
点蚀又称孔蚀，是一种集中于金属表面的小范围内的腐蚀[4]。点蚀过程可分为2个阶段：蚀孔行核（发生）和蚀孔生长（发展）[5]。点蚀深入金属内部，朝纵深方向发展，具有较强的破坏性。影响管线钢点蚀行为的因素很多，内部因素包括组织结构[6]、合金元素、加工工艺等，外部因素包括介质、温度、pH值等。
目前，随着建筑物老化和环境污染的加重，混凝土环境中的金属腐蚀已经成为一个世界性的严重问题[7-8]。管线钢在混凝土环境中发生的点蚀行为与其表面钝化膜的溶解和破裂有着密不可分的关系。钝化膜的电化学行为与其内部组成和结构密切相关，同时也影响着材料的耐腐蚀性能的好坏。因此，我们有必要对管线钢X70和X80点蚀行为和钝化膜性能的关系进行深入的研究，从而为其以后的应用提供有意义的指导和参考。目前，不锈钢材料在各种介质中形成的钝化膜的半导体性能已经有了较为广泛的研究[9-10]。一般认为，钝化膜由铁、铬和镍的氧化物组成，具有n-型半导体结构[11-12]。但是对于管线钢X70和X80钝化膜的电化学行为的研究还相对较少[13]。
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