随着埋地管道在能源输送方面的广泛应用,由于土壤腐蚀导致埋地管道腐蚀失效引起的生命财产损失日益增加。污染土腐蚀性评价与治理问题是国际上尚未完全解决的热点问题,研究和评价污染土壤环境对埋地能源管道腐蚀影响具有非常重要的意义,直接关系到国家经济建设和能源输送安全等问题。现有的评价污染土腐蚀性方法主要有传统评价法和电阻率评价法,其中传统评价方法需测试污染土的参数较多,时间较长,误差相对较大。电阻率评价法虽能较准确的评价污染土的污染等级,但是只考虑了电阻率这一单一影响因素对污染土的腐蚀性影响,不能综合反映污染土的腐蚀过程动力学、双电层、电极材料、固体电解质以及腐蚀防护等内容。因此,探索新的污染土腐蚀性评价技术是非常有必要地。土壤是由土颗粒、孔隙液和孔隙气组成的复杂腐蚀体系。有关土壤腐蚀体系对埋地管道的腐蚀影响因素较多,土壤颗粒尺寸对管道钢电化学腐蚀行为的影响方面的相关报道较少,管道钢在颗粒尺寸不等的土壤腐蚀体系中的电化学腐蚀行为仍然不是很清楚。在学习总结国内外相关研究的基础上,基于电化学阻抗谱理论,通过一系列室内模拟试验,对不同影响因素下特别是土壤颗粒尺寸变化条件下的氯化钠污染砂土的腐蚀性及其对x70钢电化学腐蚀行为进行了系统分析研究,得出如下主要结论:(1)不同含水量的氯化钠污染砂土电阻率随着砂土粒径的增大而线性降低。统计分析室内试验结果,得出了污染砂土电阻率随体系含水量与砂土粒径变化的电阻率预测公式:ρ=[(3-2w)(3w-35)][(w+3)+d],其中w、d和ρ分别为体系含水量、粒径和电阻率。基于archie电阻率模型,引入迂曲度概念,分析了砂土粒径对迂曲度的影响,建立了考虑迂曲度影响的砂土电阻率模型:其中?和ρ_w分别为孔隙率和孔隙液电阻率,和与土体颗粒尺寸相关。(2)基于电化学阻抗谱理论,提出了一种新的评价污染砂土腐蚀性的方法——电化学阻抗谱法,并通过对不同影响因素(主要包括:含水量、氯化钠含量、砂土粒径、污染龄期)下氯化钠污染砂土电化学阻抗谱的室内试验测试,验证了电化学阻抗谱测试技术可以在污染砂土腐蚀性评价中进行应用。(3)单一粒径氯化钠污染砂土对x70钢腐蚀行为试验表明:x70钢在砂土腐蚀体系中的电化学腐蚀行为受到砂土颗粒尺寸的影响。x70钢在氯化钠污染砂土中的腐蚀速度随着埋样时间的增长而升高,随着颗粒尺寸的增大(从0.15mm增大到0.8mm)而降低,随着砂土粒径的进一步增大(从0.8mm增大到1.5mm)而又升高。(4)两种不同颗粒级配砂土对x70钢腐蚀行为影响的室内试验结果表明:x70钢在砂土腐蚀体系中的电化学腐蚀行为会受到砂土颗粒级配的影响。x70钢在不连续级配砂土中的腐蚀速度明显大于其在连续级配砂土中的腐蚀速度。(5)本试验研究表明分析金属材料在污染土壤环境中的电化学腐蚀行为是一种评价土壤环境腐蚀性的有效途径。