【摘 要】
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当前,随着中国经济建设的蓬勃发展与能源需求的提高,油气输送管道、高压输电线路以及电气化铁路已进入了大规模建设时期,避免不了出现线路之间并行交叉现象,导致杂散电流加剧管道腐蚀,干扰阴极保护系统等。本文首先基于Comsol Multiphysics软件模拟分析杂散电流在埋地钢质管道中的传播规律,分析了各种因素对管道杂散电流流入流出点处的管地电位的影响规律,揭示了管地电位与管道腐蚀速率的相关关系。对管道
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当前,随着中国经济建设的蓬勃发展与能源需求的提高,油气输送管道、高压输电线路以及电气化铁路已进入了大规模建设时期,避免不了出现线路之间并行交叉现象,导致杂散电流加剧管道腐蚀,干扰阴极保护系统等。本文首先基于Comsol Multiphysics软件模拟分析杂散电流在埋地钢质管道中的传播规律,分析了各种因素对管道杂散电流流入流出点处的管地电位的影响规律,揭示了管地电位与管道腐蚀速率的相关关系。对管道施加阴极保护电位,分析了泄漏电压、土壤电导率、管道埋深变化对阴极保护效果的影响规律,为管道防护提供借鉴。自行设计搭建杂散电流腐蚀实验装置,结合电化学实验法和失重实验法对交、直流杂散电流腐蚀进程及影响规律进行研究。结果表明:随着交流电流密度的增大,管线钢腐蚀电位负向偏移,提升了金属腐蚀倾向性。交流干扰促进了交流电正半周期内的阳极氧化反应,管线钢产生腐蚀,而腐蚀反应是不可逆的,因此负半周期内的阴极反应无法将腐蚀产物还原,整体看管线钢腐蚀速率增大。交流频率的增加缩短了交流电正半周期管线钢发生腐蚀的时间,减小了促进金属氧化反应的法拉第电流,管线钢腐蚀速率减小。相同电流密度干扰下,直流干扰腐蚀速率约为交流干扰的100倍。另外,-0.85V阴极保护电位在X65管线钢试样受到50A/m~2交流干扰或者0.7A/m~2直流干扰时已经失效,可以通过降低阴保电位来提供更有效的保护。除此之外,试片受交流杂散电流干扰时,土壤模拟溶液酸性比碱性对腐蚀促进作用更强。
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