【摘 要】
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稠油由于具有密度高、粘度大、流动性较差等特点,大多采取加热输送的方式,为了减少热损失,管道外通常包覆有防腐保温层,其复杂的防腐保温结构会对外加阴极保护电流产生明显的屏蔽作用,这对牺牲阳极材料与阴极保护方式提出更高的要求。本研究基于分子动力学和密度泛函理论模拟计算方法,结合高温电化学特性测试,对不同铝合金牺牲阳极材料进行筛选,最终通过牺牲阳极装置设计及现场应用效果评价,分析其在稠油输送管道腐蚀防护中
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稠油由于具有密度高、粘度大、流动性较差等特点,大多采取加热输送的方式,为了减少热损失,管道外通常包覆有防腐保温层,其复杂的防腐保温结构会对外加阴极保护电流产生明显的屏蔽作用,这对牺牲阳极材料与阴极保护方式提出更高的要求。本研究基于分子动力学和密度泛函理论模拟计算方法,结合高温电化学特性测试,对不同铝合金牺牲阳极材料进行筛选,最终通过牺牲阳极装置设计及现场应用效果评价,分析其在稠油输送管道腐蚀防护中的适用性。研究结果表明:在添加Ti,B,Ce合金元素的Al-Zn-In系五种新型牺牲阳极中,具有面心立方晶胞的5#铝合金牺牲阳极材料（Al Zn In Fe Si Cu Ti BCe）形成能较负（-63.6257 e V/atom）,且与H2O、H3O+、OH-、CO32-、HCO3-、Cl-及SO42-的吸附能较高,其分别为0.7792e V、3.9446e V、5.501e V、87.303e V、65.0270e V、4.4195e V及7.9241e V;在模拟高温管输温度条件下（80℃）,5#铝合金牺牲阳极的自腐蚀电流密度最小（仅为42.64μA/cm2）,电流效率则高达89.41%,且未出现明显局部腐蚀。基于管道材质（TS/52K）的极化曲线与不同阴极保护电位下的挂片腐蚀速率测试,施加-1.05V（SCE）阴保电位,挂片腐蚀速率均低于0.01mm/a,且5#铝合金牺牲阳极在80℃条件下的工作电位负于-1.05V（SCE）的有效阴极保护电位,管道材质腐蚀速率下降了99.6%。设计改进的瓦片式铝合金牺牲阳极,可以安装在保温管道的补口位置,现场测量的阴极保护电位为-1.033V（SCE,72℃）,保护效果良好。
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