Please wait a minute...
腐蚀科学与防护技术  2014, Vol. 26 Issue (6): 511-516    DOI: 10.11903/1002.6495.2013.388
  本期目录 | 过刊浏览 |
含水率对Q235钢在模拟酸性土壤中腐蚀行为的影响
黄涛1,2,闫爱军3,陈小平2,王向东2,苏航2,刘芮1,2
1. 昆明理工大学材料科学与工程学院 昆明 650093
2. 钢铁研究总院工程用钢研究所 北京 100081
3. 陕西电力科学研究院 西安 710000
Influence of Water Content on Corrosion Behavior of Q235 Steel in an Artificial Soil
Tao HUANG1,2,Aijun YAN3,Xiaoping CHEN2,Xiangdong WANG2,Hang SU2,Rui LIU1,2
1. School of Material Science and Engineering, Kunming University of Science and Technology,Kunming 650093, China
2. Division of Engineering Steel, Central Iron and Steel Research Institute, Beijing 100081, China
3. Shaanxi Electric Power Research Institute, Xi'an 710000, China
全文: PDF(3248 KB)   HTML
摘要: 

采用硅藻土模拟土壤实验室加速腐蚀法研究了接地网材料Q235钢在10%~50%含水率条件下埋置15 d的腐蚀行为。结果表明,土壤含水率对Q235钢腐蚀行为影响显著,随含水率的增加,腐蚀速率呈现先快后慢的趋势;低含水率 (10%) 时,Q235钢发生全面腐蚀;随含水率升高,腐蚀形态由全面腐蚀转化为不均匀腐蚀,当含水率为30%时,腐蚀速率达到最大。对腐蚀锈层进行XRD分析,腐蚀产物主要是α-FeOOH、γ-FeOOH、Fe3O4和Fe2O3,与实际土壤腐蚀产物一致,针状的α-FeOOH所占比例较大。

关键词 Q235钢土壤腐蚀含水率酸性土壤    
Abstract

The corrosion behavior of a grounding material Q235 steel was investigated in an artificial acid soil made of diatomite. Steel coupons were buried for 15 d in the artificial soil with different water contents in a range 10% to 50%. The results indicated that the water content had a great effect on corrosion behavior of Q235 steel. The corrosion rate of the steel increased initially and then reduced with the increasing water content. General corrosion occurred for the steel in the soil with 10% water. With the increasing water content in the soil the corrosion of the steel changed to local corrosion. The steel exhibited the highest corrosion rate in a soil with 30% water. XRD analysis of the corrosion rust layer showed that the corrosion products were mainly composed of α-FeOOH, γ-FeOOH, Fe3O4 and Fe2O3,which were consistent well with those detected for the steel buried in actual fields.

Key wordsQ235 steel    soil corrosion    moisture content    acid soil
    
基金资助:陕西电力科学研究院项目 (2012037) 资助

引用本文:

黄涛,闫爱军,陈小平,王向东,苏航,刘芮. 含水率对Q235钢在模拟酸性土壤中腐蚀行为的影响[J]. 腐蚀科学与防护技术, 2014, 26(6): 511-516.
Tao HUANG, Aijun YAN, Xiaoping CHEN, Xiangdong WANG, Hang SU, Rui LIU. Influence of Water Content on Corrosion Behavior of Q235 Steel in an Artificial Soil. Corrosion Science and Protetion Technology, 2014, 26(6): 511-516.

链接本文:

https://www.cspt.org.cn/CN/10.11903/1002.6495.2013.388      或      https://www.cspt.org.cn/CN/Y2014/V26/I6/511

图1  Q235钢在不同含水率条件下的宏观腐蚀形貌
Water content / % Rust layer coverage / % Mass loss / gdm-2a-1 Max pitting depth / mm
10 80.5 21.2054 0.10
20 47.1 29.3470 0.22
30 54.0 40.6439 0.25
40 37.8 27.8044 0.20
50 39.6 25.2853 0.28
表1  Q235钢在不同含水率条件下的平均锈层覆盖率、腐蚀失重率和最大蚀孔深
图2  Q235钢在不同含水率条件下的腐蚀产物SEM像及能谱图
图3  Q235钢在不同含水率模拟土壤条件下腐蚀产物的XRD谱
Water content / % α-FeOOH γ-FeOOH Fe3O4 Fe2O3
10 63.8 4.2 15.4 16.6
20 70.9 3.9 10.6 14.6
30 76.5 3.3 10.7 9.5
40 70.9 3.0 14.4 12.0
50 71.1 3.0 13.9 12.0
表2  不同含水率条件下各锈层中相结构的比例
图4  不同含水率模拟酸性土壤中Q235钢的腐蚀速率
图5  模拟土壤颗粒堆积于试样表面示意图
[1] 杨德钧,沈卓身. 金属腐蚀学[M]. 北京: 冶金工业出版社, 1999
[2] 陈旭, 杜翠薇, 李晓刚等. 含水率对X70钢在大港滨海盐渍土壤中腐蚀行为的影响[J]. 北京科技大学学报, 2008, 30(7): 730
[3] 聂向晖, 李晓刚, 李云龙等. 碳钢的土壤腐蚀模拟加速实验[J]. 材料工程, 2012, (1): 59
[4] 金名惠, 黄辉桃. 金属材料在土壤中的腐蚀速度与土壤电阻率[J]. 华中科技大学学报, 2001, 29(5): 103
[5] 陈沂. 接地网的土壤加速腐蚀与防护研究 [D]. 西安: 西安理工大学, 2009
[6] 董超芳, 李晓刚, 武俊伟等. 土壤腐蚀的实验研究与数据处理[J]. 腐蚀科学与防护技术, 2003, 15(3): 154
[7] 尹桂勤, 张莉华, 常守文等. 土壤腐蚀研究方法概述[J]. 腐蚀科学与防护技术, 2004, 16(6): 367
[8] 梁平, 杜翠微, 李晓刚. 库尔勒土壤模拟溶液的模拟性和加速性研究[J]. 中国腐蚀与防护学报, 2011, 31(2): 97
[9] 王森, 骆鸿, 李志忠等. 陕西土壤模拟溶液中3种典型接地金属材料的腐蚀行为[J]. 材料保护, 2012, 45(2): 70
[10] 姜玉芝, 贾嵩阳. 硅藻土的国内外开发应用现状及进展[J]. 有色矿冶, 2011, 27(5): 31
[11] 赵其仁, 李林蓓. 硅藻土开发应用及其进展[J]. 化工矿产地质, 2005, 27(2): 96
[12] 苏航, 闫爱军, 陈小平等. 一种模拟土壤腐蚀过程的加速腐蚀测试方法 [P]. 中国: 201310259811.9
[13] 刘智勇, 翟国丽, 杜翠薇等. X70钢在鹰潭酸性土壤中的应力腐蚀行为[J]. 四川大学学报 (工程科学版), 2008, 40(2): 76
[14] 章钢娅, 林云青, 卢再亮. Q235钢在不同湿度红壤中的腐蚀形貌研究[J]. 中国农学通报, 2010, 26(20): 393
[15] 聂向晖, 李云龙, 李记科等. Q235碳钢在滨海盐土中的腐蚀形貌、产物及机理分析[J]. 材料工程, 2010, (8): 24
[16] 廖景娱, 刘钧泉, 孙嘉瑞等. 碳钢在华南酸性土壤中的腐蚀行为研究[J]. 华南理工大学学报 (自然科学版), 2001, 29(4): 70
[17] Gardiner C P, Melchers R E. Corrosion of mild steel in porous media[J]. Corros. Sci., 2002, 44: 2459
[18] 李谋成, 林海潮, 曹楚南. 湿度对钢铁材料在中性土壤中腐蚀行为的影响[J]. 腐蚀科学与防护技术, 2000, 12(4): 218
[19] Evans U R, Taylor C A J. Mechanism of atmospheric rusting[J]. Corros. Sci., 1972, 12: 227
[20] Townsend H E, Simpson T C,Johonson G L. Structure of rust on weathering steel in rural and industrial environments[J]. Corros. Sci., 1994, 50: 546
[1] 张骁勇,张萌,王吉喆. X80管线钢在高矿化度油田采出液中的腐蚀行为[J]. 腐蚀科学与防护技术, 2019, 31(3): 272-278.
[2] 余建飞,周学杰,张予,张三平,张明. 渗锌钢在4种典型土壤环境中的腐蚀行为[J]. 腐蚀科学与防护技术, 2019, 31(2): 128-136.
[3] 闫风洁,李辛庚,姜波,樊志彬,田素兰. 纯铜在碱性土壤中的腐蚀行为[J]. 腐蚀科学与防护技术, 2019, 31(2): 155-158.
[4] 田一梅,刘春彤,郭浩,裴亮. 滨海盐土中典型供水管材腐蚀机理的土壤加速腐蚀研究[J]. 腐蚀科学与防护技术, 2019, 31(2): 181-189.
[5] 刘爱华,陈结云,梁凤婷,陈士强,徐文彬. 20#钢和球墨铸铁材质燃气管道的土壤腐蚀行为比较研究[J]. 腐蚀科学与防护技术, 2019, 31(1): 52-58.
[6] 丁长军,杨焕新,王建东,马骉,宋畅,许学贵,崔丽琨,毕克东. 接地网材料的腐蚀及其防护发展[J]. 腐蚀科学与防护技术, 2019, 31(1): 109-113.
[7] 文家新, 刘云霞, 刘克建, 李应. 六次甲基四胺与羧甲基纤维素钠的缓蚀协同效应研究[J]. 腐蚀科学与防护技术, 2018, 30(6): 601-606.
[8] 张庭兰, 潘忠稳, 张振伟, 李阳阳. HCl介质中新型表面活性剂对碳钢缓蚀性能的研究[J]. 腐蚀科学与防护技术, 2018, 30(6): 594-600.
[9] 赵君, 闫茂成, 吴长访, 舒韵, 郭爱玲. 干湿交替土壤环境中剥离涂层管线钢阴极保护有效性[J]. 腐蚀科学与防护技术, 2018, 30(5): 508-512.
[10] 冯南战, 李志忠, 李亨特, 李亚峰, 于义亮, 李英奇, 董泽华. 高压变电站接地网的腐蚀防护与监测技术研究进展[J]. 腐蚀科学与防护技术, 2018, 30(3): 331-338.
[11] 崔益顺, 谯康全, 宗政. 磺胺嘧啶和硫氰酸钠在硫酸介质中对Q235钢的缓蚀协同作用[J]. 腐蚀科学与防护技术, 2018, 30(2): 143-149.
[12] 曾永昌, 付朝阳. 氨基磺酸中肉桂醛缩甲胺席夫碱的缓蚀行为研究[J]. 腐蚀科学与防护技术, 2018, 30(1): 21-26.
[13] 王际东, 陈旭, 王志斌, 张玉刚. Q235钢在含硫污水中的腐蚀行为研究[J]. 腐蚀科学与防护技术, 2017, 29(5): 485-491.
[14] 胡杰珍,邓培昌,张际标,高虓,胡欢欢,刘泉兵,王贵. 热带滨海红壤中Q235钢的宏观非均匀腐蚀研究[J]. 腐蚀科学与防护技术, 2017, 29(3): 233-240.
[15] 陶文金,杨志炜,吴秀全,胡长英,闫茂成,于长坤,许进,孙成. 油气田老管道外腐蚀综合检测及评价方法[J]. 腐蚀科学与防护技术, 2017, 29(2): 188-194.