石油化工毕业论文

Annealing目录土壤的多相性和相对稳定性。土壤是一种由固、液、气三相构成的多相体系。其中固相重要由含多个无机矿物质以及有机物的土壤颗粒构成；液相重要是指土壤中的水分，涉及地下水和雨水等；气相即为空气。土壤的多相性还在于不同时间、不同地点各相的构成与含量也是不同的。土壤的这种多相性决定了土壤腐蚀的复杂性。土壤的不均一性。土壤性质和构造的不均一性是土壤电解质的最明显特性。这种不均一性使得土壤的多个物化性质，特别是与腐蚀有关的电化学性质也随之不同，造成土壤腐蚀性的差别。钢铁在物化性质较一致的土壤中平均腐蚀速率是很小的，（美国国标局NBS）进行的长久土壤埋件的实验成果表明，较均一的土壤中金属的平均腐蚀速率仅为0.02mm/a，最大为0.064mm/a。而在差别较大的土壤中，腐蚀速率可达0.46mm/a。土壤的多孔性。在土壤的颗粒间存在着许多微小空隙，这些毛细管空隙就成为土壤中气液两相的载体。其中水分可直接填满空隙或在孔壁上形成水膜，也能够溶解和吸附某些固体成分形成一种带电胶体。正是由于水的这种胶体形成作用，使土壤成为一种多个有机物、无机物胶凝物质颗粒构成的聚集体。土壤的孔隙度和含水量，有影响着土壤的透气性和电导率的大小。土壤的相对稳定性。土壤的固体部分对于埋设在土壤中的管道，能够认为是固定不变的，仅有土壤中的气相和液相作有限的运动。例如，土壤空隙中气体的扩散和地下水的移动等。含水量。土壤中含水量对腐蚀的影响很大。土壤中的水分对于金属溶解的离子化过程及土壤电解质的离子化的是必须的，土壤中若没有水分，则没有电解液，电化学腐蚀就不能进行。土壤是由多个矿物质和有机质所构成，因而总有一定量的水分，因此金属在土壤中的腐蚀是不可避免的。但含水量不同，造成的腐蚀速率也不同。普通而言，土壤含水量高，有助于土壤中多个可溶盐的溶解，土壤回路电阻减小，腐蚀电流增加。但含水量过高时，由于可溶盐量已全部溶解，不再有新的盐分溶解，而土壤胶粒的膨胀会制止土壤空隙，使得空气中氧不能充足扩散到金属表面，不利于氧的溶解和吸附，去极化作用因此减少，腐蚀速率反而会减小。土壤中的水分除了直接参加腐蚀的基本过程，还影响到土壤腐蚀的其它因素，诸如土壤的透气性、离子活度、电阻率以及细菌的活动等。如土壤含水量增加，土壤电阻率将减小，透气性减少，从而使氧浓差电池作用增大。实际观察到的埋地管道底部腐蚀往往比上部严重，就是由于管道底部靠近地下水位，湿度较大，含氧低，成为腐蚀电池的阳极而遭到腐蚀。而顶部因埋地较浅，含水量少，成为腐蚀电池的阴极而不腐蚀。含氧量。氧不仅作为腐蚀剂成为影响土壤腐蚀的一种重要因素，并且他还在不同的土壤和管道接触部位形成氧浓差电池而造成腐蚀。就管道材料而言，土壤含氧量越高，腐蚀速率越大，由于氧的去极化作用是随着达成阴极的氧量增加而加紧的，其去极化过程为：O2+2H2O+4e→4OH含盐量。普通土壤中的可溶盐含量在2%以内，约为0.000.8%-0.15%，它是形成土壤电解液的重要因素。含盐量愈高，土壤电阻率愈小，腐蚀速率愈大。土壤中可溶盐的种类诸多，与腐蚀关系亲密的阴离子类型重要有：CO32-、Cl-、SO42-离子，其中以氯离子对土壤腐蚀增进作用较大，因此海底管道在防护不当时腐蚀十分严重。阳离子重要有K+、Na+、Ca2+、Mg2+离子，普通来说对腐蚀的影响不大，只是通过增加土壤溶液的导电性来影响土壤的腐蚀性。但在非酸性土壤中Ca2+、和Mg2+能形成难溶的氧化物和碳酸盐，在金属表面上形成保护层，能减轻腐蚀。如埋在石灰质土壤中的管道腐蚀轻微，就是很典型的例子。酸碱度。土壤的酸碱度取决于土壤中H+浓度的高低。H+来源较多，有的来源于土壤的酸性矿物质的分解，有的来自于生物或微生物的生命活动形成的有机酸和无机酸，但其重要来源还是空气中的CO2溶于水后电离产生的H+。土壤酸碱度对腐蚀的影响十分复杂。普通认为，随着土壤的pH值减少，金属的腐蚀速率增加。由于介质酸性愈大，氢的过电位就愈小，阴极反映越易进行，因而金属腐蚀速率也愈快。管道在中性土壤中的氢过电位比在酸性土壤中要高，故中性土壤中金属的腐蚀速率普通比在酸性土壤中要慢。但在近中性土壤中，管道有可能发生应力腐蚀破裂（SCC）。近年来加拿大油气输送管线事故调查及研究表明，随着管道服役时间的延长，在近中性土壤环境中，管道发生SCC的可能性会不停增大。电阻率。土壤电阻率是表征土壤导电能力的指标，在土壤电化学腐蚀机理研究过程中是一种很重要的因素。在长输地下金属管道的宏电池腐蚀过程中，土壤电阻率起主导作用。由于在宏电池腐蚀中，电极电位可达数百毫伏，此时腐蚀电流大小受到欧姆电阻控制。因此，在其它条件相似的状况下，土壤电阻率愈小，腐蚀电流愈大，土壤腐蚀性愈强。土壤电阻率大小取决于土壤中的含盐量、含水量、有机质含量及颗粒、温度等因素。由于土壤电阻率与多个土壤理化性质有关，因此，在许多状况下，土壤的电阻率被用来评价土壤腐蚀性的强弱。普通来说，电阻率在数千Ω·cm以上，土壤对管道金属的腐蚀较轻，而当电阻率低至100甚至几十Ω·cm下列时，其腐蚀性相称强。因此管道通过低洼地段时，产生腐蚀的可能性很大。另外，土壤电阻率对阴极保护电流的分布影响很大，当土壤电阻率均匀，管道电阻忽视不计时，与阳极距离近来点的电流密度最大，距阳极愈远，电流愈小。如果沿管道土壤电阻率分布不均，则对管道电流分布产生较大影响，电阻率小的部位，保护电流较大，从而使保护电位下降，造成腐蚀。除了土壤的特有性质外，管道服役的外部环境诸如杂散电流和人为施加的外部环境如阴极保护等都会引发某些特定形式的腐蚀[4]。土壤腐蚀和其它介质中电化学腐蚀同样，金属和介质的电化学不均匀性会产生微电池而造成腐蚀。但由于土壤介质的多相性，土壤介质还会因宏观不均匀性形成宏电池而造成腐蚀，并且后者往往起更大的作用[5]。土壤介质在不同的透气条件下，氧的渗入率变化幅度很大，直接影响着和土壤相接处的金属各部分的电位，这是形成氧浓差电池的基本因素。另外，土壤的pH值、含盐量等性质的变化也会形成腐蚀宏电池[6]。在土壤介质中形成的腐蚀宏电池有下列几个类型：长距离管道穿越不同土壤形成的宏电池。在管线钢从一种土壤进入另一种土壤的地方，因土壤构成、构造不同形成的电池。若是由于氧的渗入性不同造成氧浓差电池，那么埋在密实、潮湿的土壤中管线就会作为阳极而遭受腐蚀。管体距地表距离不同而引发的腐蚀宏电池。管体不同部分距地表距离不同，氧含量不同，管线上部氧含量大，管线底部氧的含量小，底部的电极电位低，是腐蚀电池的阳极区，容易遭受腐蚀。两种不同金属与土壤接触产生的宏电池。例如钢管本体金属和焊缝金属成分不同，两者的电位差有的可达0.275V，因此埋入地下后，电位低的部位即遭受腐蚀。油田中常见的管线的焊口部位，新旧管线连接部位的腐蚀穿孔就属于这种状况。重量法：重量法是材料腐蚀最基本的定量评定办法之一。根据腐蚀前后的重量变化（增多或减少）来表达材料腐蚀的平均速率。若腐蚀产物全部牢固的附着在试样表面，或能全部收集，则惯用增重法来表达。反之，如果腐蚀产物完全脱落或易于全部去除，则往往采用失重法。平均腐蚀速率表达材料在与介质接触一定时间后，单位时间、单位面积的重量变化。其计算公式为：νw==式中，νw为腐蚀速率（mm·a-1，毫米每年）；△W=|W-W0|，为试样腐蚀前重量W0和腐蚀后重量W的变化量（g）；S为试样的表面积（m2）；t为试样腐蚀的时间（h）。深度法：选择含有足够精度的工具和仪器直接测量材料腐蚀前后或腐蚀过程中某两时刻的试样厚度或局部区域的腐蚀深度，所得深度数据直接表征的腐蚀速度（失厚或增厚）。电流密度表征法：金属的电化学腐蚀是由阳极溶解造成的，因而电化学腐蚀的速率能够用阳极反映的电流密度来表征。法拉第定律指出，当电流通过电解质溶液时，电极上发生电化学变化的物质的量与通过的电量成正比，与电极反映中转移的电荷数成反比。设通过阳极的电流为I，通电时间为t，则时间t内通过电极的电量为It，对应溶解掉的金属质量△W为：△W=式中，A为1mol金属的相对原子质量，单位为g·mol-1；n为金属阳离子的价数；F为法拉第常数，其值约为96500C·mol-1。对于均匀腐蚀状况，阳极面积为整个金属面S，因此腐蚀电流密度icorr为I/S（单位:mA·cm-2）。这样就能够得到以深度法表达的腐蚀速率νw和腐蚀电流密度icorr之间的关系：νw==金属钝化是由于表面生成氧或含氧粒子的吸附层，变化了金属／溶液界面的构造，并使阳极反映的活化能明显提高的缘故。即由于这些粒子的吸附，使金属表面的反映能力减少了，因而发生了钝化。在普通无硫酸根离子的状况下，试样在高pH值强碱性的溶液中，硫酸根离子对X80钢的均匀腐蚀速率影响很小，但是随硫酸根离子含量的增加，X80钢的均匀腐蚀速率加紧。对于点蚀来说，随着硫酸根含量增加，点蚀坑密度也会逐步增多。X80钢退火后的耐腐蚀性能低于未通过热解决时的试样。因素为X80钢经退火解决后组织内出现的块状铁素体+珠光体组织部分替代了针状铁素体．造成材料性能恶化，其耐蚀性低于原始态。[1]曹楚楠,王光雍,李兴濂.中国材料的自然环境腐蚀[M].化学工业出版社,.8[2]李晓刚，郭兴蓬，何业东.材料的腐蚀与防护[M].中南大学出版社，.3.[3]白新德.材料的腐蚀与控制[M].清华大学出版社，.1.[4]胥聪敏，陈勇，王玉柱.X80管线钢在东南酸性土壤环境中的电化学腐蚀特性研究[J].《热加工工艺》，，38（24）：1-4.[5]王文和，沈士明，於孝春.埋地管道钢土壤腐蚀研究办法进展[J].南京工业大学学报，.7，30（4）：1-6.[6]梁平，李晓刚，杜翠薇.X80管线钢在0.5mol／LNaHCO3+0.02mol／L[7]许洪汛，唐荻，江海涛.X80管线钢组织性能研究[J].《新技术新工艺》·热加工工艺技术与材料研究，，（9）：1-3.[8]李少坡，麻庆申，李家鼎.X80宽厚板机械性能与组织形态[J].首钢科技，，（5）：1-3.[9]M.DROGOWSKA,L.BROSSARD*,H.MEÂNARD.304Stainlesssteeloxid