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X80钢因具有高强度、高韧性和抗应力腐蚀性能,广泛应用于输送天然气、石油,其腐蚀问题受到广泛关注,但侧重阴极过程和涂层破裂下的液膜腐蚀研究却鲜有报道。本文采用动电位极化法、电化学阻抗谱、电化学噪声、Kelvin探针法和三维视频显微镜等手段研究了p H值、溶解氧对X80钢在红壤模拟溶液中的腐蚀行为的影响,初步判断了X80钢的阴极反应,并探讨了其机理,对比分析了薄液膜和溶液中的腐蚀行为。主要研究结果如下:从热力学上阴极反应存在氢还原和氧还原反应发生的可能性,且氧还原反应的驱动力大于氢还原的。使用收集氢气法验证了阴极反应氢还原过程的存在。浸泡24h,氧浓度由4.29 ppm降至2.56 ppm,证实氧参与阴极反应。因此阴极过程中氢还原和氧还原反应同时存在,所占的比例不同。X80钢在p H值为4.0红壤模拟溶液中的不同电位下的交流阻抗谱表明,在-0.7V~-0.9V电位范围内,受氧扩散控制;当电位降至-1.1~-1.5V,反应主要受氢还原控制。随p H值的降低,X80钢自腐蚀电流增大,腐蚀加剧。在p H值为5.5的模拟红壤溶液中,X80钢的阴极过程主要受氧去极化控制,X80钢表面存在一层腐蚀产物结合层,腐蚀阻力较大,EIS由高频不完整容抗弧和低频完整容抗弧组成;随着p H值降低,阴极过程转以电化学活化控制,X80钢表面仅能形成极为疏松多孔的腐蚀产物层,且出现大量蚀点,EIS低频区出现感抗弧。溶解氧对X80钢的腐蚀行为有很大的影响。溶解氧浓度的增大,加速了阴极反应;溶解氧浓度对阳极的贡献在于影响腐蚀产物的组成、致密度和覆盖度,X80钢在溶解氧浓度为20.2ppm的模拟红壤溶液中形成的腐蚀产物覆盖度高,但疏松多孔,主要物质为Fe3O4和γ-Fe OOH;在3.60ppm的溶氧溶液中,腐蚀产物呈胞状,不完整,主要物质为Fe3O4和γ-Fe OOH;在0.85ppm的溶氧溶液中,X80钢试样表面覆盖着片状的腐蚀产物,XRD测定物质为Fe2O3和γ-Fe OOH和少量Fe CO3。在本体溶液中,X80钢腐蚀较严重,其阴极过程为析氢和耗氧联合控制,同时生成的腐蚀产物多孔且易溶解;在薄液膜下,随着薄液膜厚度减小,腐蚀程度先减小后增大,与交流阻抗得到的结论一致。除氧状态下,随薄液膜厚度减小,腐蚀逐渐减缓,且控制步骤由混合控制步骤变为扩散控制。