地下埋設鋼管の腐食に関する電気化学的研究

地下钢管腐蚀电化学研究

基本信息

批准号：
01F00084
负责人：
西方篤
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-01F00084/
关键词：
炭素鋼交流インピーダンス法腐食モニタリング土壌腐食

项目摘要

地下土壌中に埋設されたガス管などの金属施設物の腐食による劣化が評価できる技術の開発は、安全工学上や経済上、極あて重要な問題である。したがって、埋設物の金属材料の腐食速度や腐食環境のモニタリングは、これらの腐食機構の解明と材料の余寿命推定にも重要である。本研究では、金属埋設物の腐食機構の解明、特にモニタリング技術の開発のための基礎として、ACインピーダンス法による炭素鋼の腐食モニタリングを行い、炭素鋼の腐食挙動について考察を行った。主な研究結果を以下に整理した。○炭素鋼の分極特性に及ぼす酸素と塩化物イオンの影響炭素鋼(SM490A鋼)の腐食は、酸素濃度と塩化物イオン濃度によって異なる腐食挙動を示すことが分かった。酸素濃度が1%以上になると、塩化物イオンの濃度に関係せずにカソード反応は限界電流値を示す領域があらわれ、またアノード反応のターフヱル勾配は、ほぼ同じ値を示した。酸素濃度および塩化物イオン浪度の異なる組み合わせにより、腐食の律速段階は変化することが明らかになった。○大深度地下模擬環境における炭素鋼の腐食モニタリングとその腐食特性交流インピーダンス法による金属構造物の腐食モニタリング技術を開発するため、実験室での地下模擬環境中で炭素鋼の腐食モニタリングを行った緒果、各条件下でインピーダンス値は再現性良く測定され、交流インピーダンス法は腐食を予測するのに有効であることがわかった。また、酸素および塩化物イオンが炭素鋼の腐食に大きな影響を及ぼすことを示した。腐食・防食の立場から、構造物の施工時から、鋼材の腐食速度の経時変化の測定と合わせて環境因子のモニタリングが可能になれば、信頼性の高い防食対策を施すことが可能となる。また水溶液中と物質移動の制限のあるシリカ中でのインピーダンス特性についても検討し、その違いを明にした。

从安全工程和经济角度来看，开发能够评估埋在地下土壤中的燃气管道等金属设施因腐蚀而恶化的技术是一个极其重要的问题。因此，监测埋地物体中金属材料的腐蚀速率和腐蚀环境对于阐明这些腐蚀机制和估计材料的剩余寿命具有重要意义。本研究采用交流阻抗法对碳钢进行腐蚀监测，探讨碳钢的腐蚀行为，以期阐明埋地金属物体的腐蚀机理，特别是为监测技术的发展奠定基础。。主要研究成果总结如下。 ○氧和氯离子对碳钢极化特性的影响发现碳钢（SM490A钢）的腐蚀行为根据氧浓度和氯离子浓度而不同。当氧浓度超过1%时，无论氯离子浓度如何，阴极反应均表现出临界电流值，阳极反应的特夫韦尔斜率表现出几乎相同的值。研究发现，腐蚀限速步骤随着氧浓度和氯离子浓度的不同组合而变化。 ○ 模拟深部地下环境中碳钢的腐蚀监测及其腐蚀特征为了发展交流阻抗法金属结构腐蚀监测技术，我们在实验室进行了模拟地下环境中碳钢的腐蚀监测。结果，在每种条件下都以良好的重现性测量了阻抗值，并且发现交流阻抗方法可以有效地预测腐蚀。还表明氧和氯离子对碳钢的腐蚀有显着影响。从腐蚀和防腐蚀的角度来看，如果除了测量钢材腐蚀速率随时间的变化之外，还可以从结构施工时起监控环境因素，就可以实施高度可靠的防腐蚀措施。我们还研究了水溶液和传质有限的二氧化硅中的阻抗特性，并阐明了它们之间的差异。