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管道、阀门、叶轮和螺旋桨等金属构件被广泛应用于海洋工程、石油化工和水利等行业中,由于其常处于含有固体颗粒的流动性腐蚀介质环境中,因此磨损腐蚀是此类金属构件的主要破坏形式之一。X65管线钢具有良好的力学性能和低廉的成本等优点,因此被广泛应用于油气输送管道的建造。但是X65管线钢的主要组织结构为铁素体和珠光体,因此在含有O2、CO2和H2 S等腐蚀性介质的环境中,X65管线钢管道容易遭受腐蚀损伤,当流质中含有固体颗粒时,机械磨损和电化学腐蚀的协同作用将会进一步导致X65钢制管道发生穿孔、壁面减薄和塑性变形,从而造成管道的失效。国内外一些学者对X65管线钢的磨损腐蚀机理开展了许多研究,然而相关研究主要关注于机械磨损和电化学腐蚀对X65管线钢的耦合损伤机制,关于X65管线钢的磨损腐蚀动态发展过程研究相对较少。因此,本文基于高速搅拌器,采用电化学阻抗谱(EIS)和动电位极化(PDP)测量技术,结合失重法和表面形貌特征观测,对X65管线钢在不同流动环境中的磨损腐蚀动态发展过程进行了研究,拟合了流动环境体系的Stern-Geary系数(B值)。本文主要工作归纳如下:(1)采用失重法、电化学阻抗谱方法以及动电位极化方法,测量了X65管线钢在不同流速下的磨损速率分量、腐蚀速率分量和金属总损失,分析了电化学腐蚀参数随实验时间的变化情况,获得了X65管线钢的磨损速率分量、腐蚀速率分量和金属总损失随流速的变化规律。(2)根据极化曲线测量结果,拟合了流动环境体系的Stern-Geary系数,拟合结果表明,在流动环境中,随着阳极极化电位的升高,X65管线钢的阳极溶解机制将从满足Butler-Volmer方程的活化极化逐渐转变为由扩散控制引起的浓差极化,造成传统的塔菲尔外推法拟合的流动环境体系的Stern-Geary系数高于真实值,从而导致计算的腐蚀速率偏高。结合在相同实验条件下获得的EIS测量结果以及阴极极化曲线拟合结果,反推得到了准确的Stern-Geary系数为30±2.4mV。(3)通过X65管线钢在磨损腐蚀后的宏观形貌和微观特征,结合不同流速下的反应动力学参数,讨论了磨损腐蚀的动态发展规律。在活化控制的腐蚀过程中,当砂砾的动能达到临界撞击能量时,X65管线钢才会发生磨损腐蚀。随着磨损的出现,X65管线钢的表面形貌从狭长的“流动痕迹”形貌转变为了连续的“火山坑”形貌。观测结果表明,磨损腐蚀是由撞击坑的生长和腐蚀产物层的剥离共同控制的动态发展过程。