摘(zhai)要(yao)

大量交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)腐蝕案例顯示傳統(tong)的(de)(de)(de)陰(yin)極保(bao)(bao)(bao)護(hu)有(you)效(xiao)性判據在交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)干(gan)擾存在時出現失(shi)效(xiao)，尤(you)其在高陰(yin)極保(bao)(bao)(bao)護(hu)水平(ping)下交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)腐蝕加劇，如何評判交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)干(gan)擾和(he)陰(yin)極保(bao)(bao)(bao)護(hu)協同作用下的(de)(de)(de)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)腐蝕風險，選擇合適的(de)(de)(de)陰(yin)極保(bao)(bao)(bao)護(hu)參數已成為實際生產的(de)(de)(de)迫切需求和(he)研究熱點。本文(wen)分析(xi)了近年來國際上交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)干(gan)擾評判標準的(de)(de)(de)最新發展，總(zong)結了相關文(wen)獻中(zhong)對(dui)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)干(gan)擾及陰(yin)極保(bao)(bao)(bao)護(hu)參數的(de)(de)(de)要(yao)求，并(bing)系統(tong)地闡述了高陰(yin)極保(bao)(bao)(bao)護(hu)條件下管道交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)腐蝕機理(li)的(de)(de)(de)最新研究成果，分析(xi)了目前的(de)(de)(de)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)腐蝕模型存在的(de)(de)(de)主要(yao)問題，展望了該領域(yu)的(de)(de)(de)發展趨勢(shi)。

關鍵詞： 陰極保護； 交流干擾； 腐(fu)蝕評判(pan)準(zhun)則； 交流腐(fu)蝕機理

隨著我國“一帶一路”等政策的實施，高壓交流輸電系統、交流電氣化鐵路及油氣管道得到了極大的發展[1,2]，由于地理位置的限制，油氣管道與交流電氣化鐵路或輸電線路存在并行或者交叉的情況，導致管道的交流干擾日益嚴峻，造成管道發生嚴重的交流腐蝕[3,4,5]。早在1991年，加拿大基奇納的一條高壓輸氣管道現場測量得到涂層缺陷處的腐蝕速率高達1.4 mm/a，存在交流腐蝕穿孔的風險，該管道與高壓輸電線并行超過4000 m，其陰極保護通電電位達到-1.45 VCSE，最大交流干擾電壓達到28 V[6]。2002年，美國奧斯維戈的一條天然氣管道發生腐蝕泄漏，經過調查發現，其陰極保護通電電位達到-1.3 VCSE，且該管線與4條345 kV的高壓輸電線并行5300 m，同時與一條115 kV的高壓線并行9400 m，遭受到很強的交流干擾，最后導致管道腐蝕穿孔[7]。2004年，美國科赫管道公司一條輸送液態丁烷的埋地金屬管道，在德克薩斯州羅克沃爾縣66#高速公路處因遭受高達144 A/m2的交流干擾而發生腐蝕泄露故事，檢測其陰極保護電位發現其陰極保護水平較高，斷電電位達到了-1.23 VCSE[8]。2006年，位于阿拉加斯州北部的管道由于發生交流腐蝕，致使原油泄漏，造成不可估量的損失[9]。2018年，Junker等[10]指出位于歐洲南部地中海區域一條陰極保護 （陰極保護通電電位為Eon=-1.3 VCSE） 較高管道交流腐蝕速率達到~0.2 mm/a，其腐蝕速率不可忽略。隨著大量的交流腐蝕案例的出現，為了更加準確地理解高陰極保護水平下的交流腐蝕現象，國內外的學者在實驗室進行了大量的研究。Ormellese等[11]在土壤模擬液 （細沙+1 g/L Na2SO4） 中研究不同陰極保護水平下碳鋼的交流腐蝕行為，研究結果表明，當陰極保護電流密度達到10 A/m2 （即陰極保護電位負于-1.3 VCSE），交流電流密度超過100 A/m2，碳鋼的腐蝕速率高于0.1 mm/a。Junker等[10]在7種不同環境中進行實驗室模擬實驗，研究結果表明，在陰極保護水平達到-1.4 VCSE，碳鋼的交流腐蝕速率超過0.1 mm/y，交流腐蝕風險較大。Du等[12]在4 g/L Na2SO4溶液中進(jin)行了陰(yin)極保(bao)護(hu)(hu)水平與交(jiao)流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du)對碳(tan)鋼(gang)腐蝕(shi)規律的(de)研究(jiu)，結果(guo)表明，在(zai)同一交(jiao)流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du)下，當陰(yin)極保(bao)護(hu)(hu)電(dian)位負于-1.1 VCSE，隨著陰(yin)極保(bao)護(hu)(hu)水平的(de)增(zeng)加，碳(tan)鋼(gang)的(de)交(jiao)流(liu)(liu)(liu)(liu)腐蝕(shi)速(su)率逐漸提高。另外(wai)，部分學者從陰(yin)極保(bao)護(hu)(hu)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du)的(de)角度(du)(du)提出了限值，Hosokawa等[13]的(de)實(shi)驗(yan)結果(guo)表明，當陰(yin)極保(bao)護(hu)(hu)電(dian)極密(mi)(mi)(mi)度(du)(du)達到10 A/m2，交(jiao)流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du)為100 A/m2，碳(tan)鋼(gang)的(de)交(jiao)流(liu)(liu)(liu)(liu)腐蝕(shi)速(su)率超過0.01 mm/a。類似地，Ormellese等[11]的(de)研究(jiu)表明，當陰(yin)極保(bao)護(hu)(hu)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du)超過1 A/m2時，即使交(jiao)流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)(mi)度(du)(du)僅為10 A/m2，交(jiao)流(liu)(liu)(liu)(liu)腐蝕(shi)速(su)率仍不可(ke)忽略。

以上(shang)交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)腐(fu)蝕案例及實驗室研究(jiu)成果均顯示，在(zai)(zai)交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)干(gan)(gan)擾(rao)下(xia)(xia)(xia)，傳(chuan)統的(de)(de)(de)陰極(ji)(ji)保(bao)護(hu)(hu)判據失(shi)效，且(qie)過高(gao)的(de)(de)(de)陰極(ji)(ji)保(bao)護(hu)(hu)水(shui)平(ping)反而(er)導(dao)致埋(mai)地(di)金屬管道(dao)的(de)(de)(de)交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)腐(fu)蝕風險(xian)增大，如何評(ping)估交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)干(gan)(gan)擾(rao)和陰極(ji)(ji)保(bao)護(hu)(hu)協同作(zuo)(zuo)用下(xia)(xia)(xia)的(de)(de)(de)交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)腐(fu)蝕風險(xian)，合理(li)選(xuan)取陰極(ji)(ji)保(bao)護(hu)(hu)參(can)數(shu)已成為(wei)實際生產中的(de)(de)(de)迫(po)切需求，近年來國(guo)際上(shang)對陰極(ji)(ji)保(bao)護(hu)(hu)下(xia)(xia)(xia)的(de)(de)(de)交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)腐(fu)蝕進行(xing)了(le)(le)深(shen)入(ru)的(de)(de)(de)研究(jiu)[14,15,16,17,18,19,20]，標準(zhun)方(fang)面取得了(le)(le)較大的(de)(de)(de)進步(bu)，但國(guo)內(nei)在(zai)(zai)交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)干(gan)(gan)擾(rao)下(xia)(xia)(xia)陰極(ji)(ji)保(bao)護(hu)(hu)參(can)數(shu)選(xuan)擇上(shang)有待完(wan)善，為(wei)了(le)(le)對陰極(ji)(ji)保(bao)護(hu)(hu)下(xia)(xia)(xia)埋(mai)地(di)金屬管道(dao)交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)腐(fu)蝕風險(xian)的(de)(de)(de)評(ping)估提(ti)供參(can)考，本文系統闡述了(le)(le)交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)干(gan)(gan)擾(rao)與陰極(ji)(ji)保(bao)護(hu)(hu)協同作(zuo)(zuo)用下(xia)(xia)(xia)腐(fu)蝕評(ping)判準(zhun)則與機理(li)的(de)(de)(de)研究(jiu)進展，同時指出了(le)(le)該(gai)研究(jiu)領域存在(zai)(zai)的(de)(de)(de)主要問題，為(wei)業內(nei)人士進一步(bu)研究(jiu)提(ti)供一些建(jian)議。

1 交流干擾(rao)下(xia)陰(yin)極(ji)保護評判準(zhun)則的研(yan)究(jiu)

隨著(zhu)工(gong)程上出(chu)現大量的交(jiao)(jiao)流(liu)腐蝕失效(xiao)案例，歐洲標(biao)(biao)準委(wei)員會通(tong)過總結分析交(jiao)(jiao)流(liu)腐蝕的研(yan)究(jiu)成(cheng)(cheng)果(guo)，形成(cheng)(cheng)交(jiao)(jiao)流(liu)干(gan)擾下陰極保護評判標(biao)(biao)準CEN/TS 15280-2006[21]，該標(biao)(biao)準從交(jiao)(jiao)流(liu)干(gan)擾電壓(ya)、交(jiao)(jiao)流(liu)電流(liu)密度(du)及交(jiao)(jiao)直流(liu)電流(liu)之比三方(fang)面提出(chu)了(le)避免(mian)交(jiao)(jiao)流(liu)腐蝕的限值：

（1） 交(jiao)流干(gan)擾電壓VAC。當局部(bu)(bu)土壤電阻率(lv)＞25 Ω·m時(shi)，VAC＜10 V；當局部(bu)(bu)電阻率(lv)＜25 Ω·m時(shi)，VAC＜4 V。

（2） 交流(liu)(liu)電(dian)流(liu)(liu)密度(du)IAC。當(dang)IAC＜30 A/m2，低交流(liu)(liu)腐蝕風險(xian)；當(dang)30 A/m2≤IAC≤100 A/m2，中度(du)交流(liu)(liu)腐蝕風險(xian)；IAC＞100 A/m2，高交流(liu)(liu)腐蝕風險(xian)。

（3） 交直流(liu)電流(liu)之比IAC/IDC。當(dang)IAC/IDC＜5，低(di)交流(liu)腐(fu)(fu)蝕(shi)風險；當(dang)5≤IAC/IDC≤10，交流(liu)腐(fu)(fu)蝕(shi)可能發生；當(dang)IAC/IDC＞10，交流(liu)腐(fu)(fu)蝕(shi)風險高。

CEN/TS 15280-2006標(biao)準(zhun)(zhun)[21]自提出(chu)以來廣泛地(di)應(ying)用(yong)于埋(mai)地(di)金屬(shu)(shu)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)風(feng)(feng)險(xian)評判中，但隨著對(dui)交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)干擾與陰(yin)極(ji)(ji)保(bao)(bao)護協同(tong)作用(yong)下埋(mai)地(di)金屬(shu)(shu)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)規律進行深入的(de)(de)(de)(de)研究[22,23]，發現(xian)陰(yin)極(ji)(ji)保(bao)(bao)護水(shui)平(ping)對(dui)埋(mai)地(di)金屬(shu)(shu)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)存在不可忽(hu)略的(de)(de)(de)(de)影響：在同(tong)一交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)電流(liu)密(mi)度(du)下，陰(yin)極(ji)(ji)保(bao)(bao)護水(shui)平(ping)的(de)(de)(de)(de)提高(gao)反(fan)而導致埋(mai)地(di)金屬(shu)(shu)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)速率增加(jia)(jia)。而在CEN/TS 15280-2006標(biao)準(zhun)(zhun)[21]中，沒有充分考慮陰(yin)極(ji)(ji)保(bao)(bao)護水(shui)平(ping)對(dui)交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)影響，因而歐(ou)洲標(biao)準(zhun)(zhun)委員(yuan)會在2013年對(dui)該(gai)標(biao)準(zhun)(zhun)進行修訂，并提出(chu)了(le)CEN/TS 15280-2013標(biao)準(zhun)(zhun)[24]，隨后(hou)ISO 18086-2015[25]提出(chu)了(le)相似的(de)(de)(de)(de)評判準(zhun)(zhun)則(ze)，且該(gai)標(biao)準(zhun)(zhun)包含以下內容：（1） 埋(mai)地(di)金屬(shu)(shu)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)在一段時間范圍內 （如(ru)24 h） 的(de)(de)(de)(de)VAC＜15 V，低交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)風(feng)(feng)險(xian)；（2） 埋(mai)地(di)金屬(shu)(shu)管(guan)(guan)道(dao)(dao)(dao)涂層缺陷處的(de)(de)(de)(de)IAC＜30 A/m2，低交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)風(feng)(feng)險(xian)；（3） 當IAC＞30 A/m2，則(ze)需要維(wei)持陰(yin)極(ji)(ji)保(bao)(bao)護電流(liu)密(mi)度(du)IDC＜1 A/m2，低交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)風(feng)(feng)險(xian)；（4） IAC/IDC＜5，或(huo)者(zhe)采(cai)用(yong)更加(jia)(jia)嚴苛的(de)(de)(de)(de)條件，當IAC/IDC＜3時，低交(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)風(feng)(feng)險(xian)。

隨著對(dui)具有陰(yin)極(ji)保護系(xi)統的(de)管道(dao)發(fa)生交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)腐(fu)蝕認(ren)識的(de)不斷加(jia)深(shen)，陰(yin)極(ji)保護工作者(zhe)提(ti)出，當交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)電流(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)(mi)度高于(yu)某(mou)一極(ji)限(xian)值(zhi)時(shi)，無論(lun)怎么調整陰(yin)極(ji)保護電流(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)(mi)度也無法抑制交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)腐(fu)蝕[26,27,28,29]，而標準(zhun)CEN/TS 15280-2013[24]和ISO 18086-2015[25]對(dui)此并沒有進行(xing)規定。為此，在2018年NACE對(dui)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)干擾(rao)下(xia)埋地金屬管道(dao)陰(yin)極(ji)保護評判準(zhun)則進行(xing)修訂，提(ti)出了NACE SP21424-2018[30]標準(zhun)，該標準(zhun)補充了陰(yin)極(ji)保護電流(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)(mi)度和交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)電流(liu)(liu)(liu)密(mi)(mi)(mi)度的(de)限(xian)值(zhi)：（1） 當IDC≥1 A/m2時(shi)，IAC＜30 A/m2，交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)腐(fu)蝕風險(xian)低；（2） 當IDC＜1 A/m2時(shi)，IAC＜100 A/m2，交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)腐(fu)蝕風險(xian)低。

隨著國內外(wai)學(xue)者(zhe)對陰(yin)(yin)極保(bao)護(hu)下埋(mai)(mai)地(di)金屬管道交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)腐(fu)蝕(shi)理解的(de)(de)(de)不(bu)斷(duan)深(shen)入，形成(cheng)一個(ge)共識(shi)，即(ji)過高或過低(di)的(de)(de)(de)陰(yin)(yin)極保(bao)護(hu)水平均會加速交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)腐(fu)蝕(shi)，且交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)電流(liu)(liu)密度(du)存在(zai)一個(ge)上限值，超過該值，交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)腐(fu)蝕(shi)不(bu)可忽略，基(ji)于此(ci)，國際(ji)上對交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)干擾下的(de)(de)(de)陰(yin)(yin)極保(bao)護(hu)評判準則進(jin)行(xing)了(le)完善(shan)，以獲得(de)更為合理的(de)(de)(de)評判標(biao)準。然而GB/T 50698-2011[31]僅(jin)采用交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)電流(liu)(liu)密度(du)評估埋(mai)(mai)地(di)金屬管道的(de)(de)(de)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)腐(fu)蝕(shi)風險(xian)，無法體(ti)現標(biao)準的(de)(de)(de)先進(jin)性與全面(mian)性，且近(jin)年來國內的(de)(de)(de)陰(yin)(yin)極保(bao)護(hu)工作者(zhe)如北(bei)京科技大學(xue)、中國石油大學(xue)等團隊對交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)腐(fu)蝕(shi)有了(le)較深(shen)的(de)(de)(de)認(ren)識(shi)，故基(ji)于實際(ji)的(de)(de)(de)需求，國內、國際(ji)的(de)(de)(de)研(yan)究發展，國際(ji)標(biao)準的(de)(de)(de)更新等多個(ge)方面(mian)對國內標(biao)準提出修訂需求，以確(que)(que)保(bao)準確(que)(que)評估埋(mai)(mai)地(di)金屬管道的(de)(de)(de)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)腐(fu)蝕(shi)風險(xian)，保(bao)障管道的(de)(de)(de)安全運行(xing)。

2 高陰(yin)極(ji)保護水平(ping)下碳鋼的交流(liu)腐(fu)蝕機理研究(jiu)

交流腐(fu)蝕(shi)自發現以來一直是國(guo)內外(wai)研究的(de)熱點(dian)，但是由于交流腐(fu)蝕(shi)的(de)復雜多(duo)變，埋(mai)地金屬管道的(de)交流腐(fu)蝕(shi)機(ji)(ji)(ji)理至今(jin)為止仍存(cun)在(zai)較(jiao)大的(de)爭議。世界(jie)各(ge)國(guo)的(de)腐(fu)蝕(shi)學者圍繞交流干擾與陰極保(bao)護相互作用下(xia)的(de)腐(fu)蝕(shi)機(ji)(ji)(ji)理進(jin)行了(le)大量的(de)研究，并提(ti)出(chu)了(le)許多(duo)的(de)假說，如堿(jian)化機(ji)(ji)(ji)理、自循環機(ji)(ji)(ji)理、電位震蕩(dang)機(ji)(ji)(ji)理、膜(mo)層(ceng)演變機(ji)(ji)(ji)理及膜(mo)層(ceng)破壞機(ji)(ji)(ji)理等，下(xia)面分別對不同的(de)交流腐(fu)蝕(shi)機(ji)(ji)(ji)理假設(she)進(jin)行介紹。

2.1 堿化機理

2004年，Nielsen等[32,33,34,35,36]提出了堿化機理，他認(ren)為陰(yin)(yin)極保護下的(de)(de)交流腐蝕主要(yao)是由于(yu)管(guan)道(dao)(dao)缺陷附近的(de)(de)高pH值和(he)交流電引起的(de)(de)電位震蕩共同作用結果。堿化機理認(ren)為管(guan)道(dao)(dao)處于(yu)陰(yin)(yin)極保護時，由于(yu)陰(yin)(yin)極反(fan)應（式 （1） 和(he) （2）） 的(de)(de)作用，OH-在管(guan)道(dao)(dao)缺陷處累積，從而導致局部環境堿化，如圖1所示。

圖1   涂層缺陷(xian)附近陰(yin)極保護產生的(de)OH-的(de)物質平衡圖[35]

此時，交流干(gan)擾(rao)的(de)(de)作(zuo)用(yong)引起管(guan)道(dao)電位在布(bu)拜圖(tu)中的(de)(de)免蝕(shi)(shi)(shi)區(qu)(qu)、鈍(dun)化區(qu)(qu)以及強堿(jian)性腐蝕(shi)(shi)(shi)區(qu)(qu) （HFeO2-穩定區(qu)(qu)） 間波動，如圖(tu)2所示。由(you)于鐵基體的(de)(de)溶(rong)解反應(ying) （式 （3）） 和致密性氧化膜形成 （式 （4） 和 （5）） 的(de)(de)時間常數存(cun)在差異，引起管(guan)道(dao)的(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)，隨著陰極保護的(de)(de)持續作(zuo)用(yong)，管(guan)道(dao)缺陷處(chu)的(de)(de)局部環境(jing)過(guo)堿(jian)化，管(guan)道(dao)進入(ru)Pourbaix圖(tu)的(de)(de)強堿(jian)性腐蝕(shi)(shi)(shi)區(qu)(qu)，從而導致管(guan)道(dao)的(de)(de)腐蝕(shi)(shi)(shi)。

圖2   Pourbaix圖中與交(jiao)流(liu)腐蝕相(xiang)關(guan)的腐蝕區域(yu)[35]

堿(jian)化機(ji)理(li)的(de)(de)提(ti)出對陰極保護(hu)條件下埋地(di)金屬管道(dao)交流腐蝕的(de)(de)認識起(qi)到了推動作用，為陰極保護(hu)下交流腐蝕機(ji)理(li)的(de)(de)研(yan)究奠定了基礎，提(ti)供了方(fang)向(xiang)，但堿(jian)化機(ji)理(li)側重于從熱力學發生(sheng)的(de)(de)可能性對交流腐蝕機(ji)理(li)進行解(jie)釋，略顯(xian)不足(zu)，需(xu)要進行進一步的(de)(de)探究。

2.2 自(zi)催化(hua)機理

Nielsen等[3,37,38]在堿化機理的(de)基礎(chu)上，通過大量(liang)的(de)實驗(yan)室及現(xian)場(chang)實驗(yan)，進(jin)一(yi)步(bu)提出了自催化機理，該機理涉及到交流腐蝕過程中另一(yi)重(zhong)要的(de)參(can)數——擴散電(dian)阻Rs，作者認為擴散電(dian)阻可通過式（3），（4），（5），（6） 進(jin)行計算：

式中，VAC為交流(liu)電壓，V；IAC為交流(liu)電流(liu)，A/m2。

自(zi)催化機理認為高(gao)陰極保(bao)護水平(ping)導致埋(mai)地金屬管道涂層缺(que)陷(xian)處的(de)環境堿化，堿化的(de)環境導致擴(kuo)散(san)(san)電(dian)(dian)阻減低，如(ru)圖(tu)3所示(shi)[37]。而(er)擴(kuo)散(san)(san)電(dian)(dian)阻的(de)降低將在(zai)一定(ding)(ding)(ding)程(cheng)度(du)(du)上提高(gao)埋(mai)地金屬管道涂層缺(que)陷(xian)處的(de)交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)(du)，交(jiao)流(liu)電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)(du)的(de)提高(gao)導致埋(mai)地金屬管道去極化，這就(jiu)意味著需要更(geng)多的(de)陰極保(bao)護電(dian)(dian)流(liu)來維持陰極保(bao)護電(dian)(dian)位的(de)穩定(ding)(ding)(ding)，如(ru)此循環，如(ru)圖(tu)4所示(shi)[30]，管道缺(que)陷(xian)處的(de)pH值(zhi)(zhi)和交(jiao)直流(liu)電(dian)(dian)流(liu)密(mi)度(du)(du)將會提高(gao)到(dao)一個特定(ding)(ding)(ding)值(zhi)(zhi)，進而(er)誘發交(jiao)流(liu)腐(fu)蝕。

圖3   陰極保(bao)護電流密度與擴散電阻關(guan)系(xi)圖[37]

圖4   陰極保護下(xia)埋地金屬管道交(jiao)流腐(fu)蝕的(de)自催(cui)化系統[30]

在堿化(hua)機(ji)理的基礎(chu)上，Nielsen[37]提出了(le)自催化(hua)機(ji)理，該機(ji)理從(cong)擴散電(dian)阻的角度對(dui)交流腐蝕的發(fa)生和發(fa)展(zhan)進(jin)行了(le)解釋，然而(er)自催化(hua)機(ji)理缺乏自催化(hua)的直接(jie)證據，并(bing)沒有對(dui)交流電(dian)流密度的增大(da)又進(jin)一(yi)(yi)步增大(da)陰極保護電(dian)流密度給出直接(jie)的證據，需要進(jin)一(yi)(yi)步的討論。

2.3 電(dian)位震蕩機理

Panossian等[38]認(ren)同陰極(ji)保護將會導致管道(dao)缺陷(xian)處局部環境(jing)的(de)pH升(sheng)高，并基于pH和陰極(ji)保護電位的(de)共同作(zuo)用，提出了陰極(ji)保護下的(de)交(jiao)流腐蝕(shi)機理。循(xun)環伏安測試結果顯示Fe2++2e??Fe為不可(ke)逆反應。

如(ru)圖(tu)5所(suo)示，在(zai)酸性(xing)和(he)中性(xing)環境中，管(guan)(guan)道(dao)(dao)處于A區(qu)(qu)，交(jiao)流電(dian)引起管(guan)(guan)道(dao)(dao)的(de)電(dian)位(wei)在(zai)免蝕(shi)區(qu)(qu)和(he)活化(hua)區(qu)(qu)之間(jian)波動。為了進一(yi)步了解在(zai)該條件(jian)下，交(jiao)流電(dian)震蕩過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)對腐蝕(shi)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)的(de)影響，作者進行了循環伏安測試，結(jie)果如(ru)圖(tu)6a和(he)b所(suo)示。在(zai)陽極(ji)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)中管(guan)(guan)道(dao)(dao)發生鐵基(ji)體的(de)溶(rong)解反(fan)應，在(zai)陰極(ji)過(guo)程(cheng)(cheng)(cheng)，Fe2+被還原，但由(you)于鐵腐蝕(shi)反(fan)應的(de)不可逆性(xing)，管(guan)(guan)道(dao)(dao)遭受(shou)腐蝕(shi)。

圖(tu)5   陰極保護(hu)管道/土壤界(jie)面上的pH值和電位(wei)波(bo)動(dong)區域[38]

圖6   不(bu)同(tong)pH值下，Fe在硫(liu)酸鈉溶(rong)液中的循環(huan)伏(fu)安曲線[38]

當管道缺陷處pH值不超過14，處于圖5的B區，交流電引起管道的電位在免蝕區和鈍化區之間波動，作者在該條件下進行循環伏安測試，結果如圖6c所示。碳鋼表面存在缺陷時，在陽極過程中，由于Fe（OH）2的溶解度 （Kps=4.8×10-12） 遠高于Fe（OH）3的溶解度 （Kps=3.8×10-38），因而Fe（OH）2只存在于高pH值的環境中，隨著實驗的進行，部分的Fe（OH）2被氧化成Fe（OH）3沉淀，形成綠色和紅色混合的氫氧化物沉淀，該氫氧化物沉淀沒有粘結性，將從試樣表面脫落，當頻率較低時，沒有粘結性的腐蝕產物將有足夠的時間掉落，在陰極過程，沒有氫氧化物被還原，導致腐蝕持續發生；當頻率較高時，部分腐蝕產物在陰極過程被還原，腐蝕依舊發生。

當管道缺(que)陷(xian)處的(de)(de)pH值高(gao)(gao)于(yu)14，處于(yu)圖5的(de)(de)C區(qu)(qu)，交(jiao)流(liu)電(dian)導(dao)致(zhi)管道電(dian)位(wei)在免蝕區(qu)(qu)、鈍化(hua)(hua)區(qu)(qu)和高(gao)(gao)鐵酸(suan)鹽(yan)活化(hua)(hua)區(qu)(qu)之間波動。在該(gai)條件下的(de)(de)循環(huan)伏安測試結(jie)果如圖6d所示。在陽(yang)極過程，碳鋼(gang)表(biao)面(mian)生成紅(hong)(hong)(hong)色的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕產(chan)(chan)物(wu)膜(mo)層，該(gai)腐(fu)(fu)蝕產(chan)(chan)物(wu)膜(mo)層在陰極過程被(bei)還(huan)原，紅(hong)(hong)(hong)色消失。為(wei)了驗(yan)(yan)證該(gai)紅(hong)(hong)(hong)色的(de)(de)腐(fu)(fu)蝕產(chan)(chan)物(wu)是否為(wei)高(gao)(gao)鐵酸(suan)鹽(yan)，設計對比實(shi)驗(yan)(yan)，檢(jian)測實(shi)驗(yan)(yan)后(hou)溶液(ye)中(zhong)的(de)(de)離子種類，未發現溶液(ye)中(zhong)含有高(gao)(gao)鐵酸(suan)鹽(yan)，因而作者認為(wei)交(jiao)流(liu)腐(fu)(fu)蝕主(zhu)要是由電(dian)位(wei)的(de)(de)波動導(dao)致(zhi)碳鋼(gang)表(biao)面(mian)的(de)(de)氧化(hua)(hua)膜(mo)不斷被(bei)形成與還(huan)原而引起的(de)(de)，并非Nielsen[32,33,34,35,36]在堿(jian)化(hua)(hua)機理(li)中(zhong)提出的(de)(de)進入高(gao)(gao)鐵酸(suan)鹽(yan)活化(hua)(hua)區(qu)(qu)導(dao)致(zhi)的(de)(de)交(jiao)流(liu)腐(fu)(fu)蝕。

Panossian等[38]在(zai)不(bu)同(tong)條(tiao)件下(xia)的(de)(de)(de)循環(huan)伏(fu)安測試結果(guo)顯(xian)示，不(bu)同(tong)條(tiao)件下(xia)循環(huan)震蕩(dang)(dang)對腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)行為(wei)影(ying)響規(gui)律(lv)不(bu)同(tong)，結合布拜(bai)圖(tu)解釋交(jiao)流(liu)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)發(fa)生發(fa)展的(de)(de)(de)過(guo)程(cheng)，提出了(le)震蕩(dang)(dang)機(ji)理(li)。震蕩(dang)(dang)機(ji)理(li)認可陰極保(bao)護(hu)導致管道涂層缺陷處的(de)(de)(de)pH值(zhi)升(sheng)高(gao)，但Panossian[38]不(bu)贊(zan)同(tong)Nielsen[32,33,34,35,36]的(de)(de)(de)堿(jian)化機(ji)理(li)，他認為(wei)在(zai)高(gao)pH值(zhi)條(tiao)件下(xia)交(jiao)流(liu)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)發(fa)生并非進入高(gao)鐵酸鹽活(huo)化區，且(qie)震蕩(dang)(dang)機(ji)理(li)只(zhi)進行了(le)循環(huan)伏(fu)安測試，對腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)產物的(de)(de)(de)演變過(guo)程(cheng)，不(bu)同(tong)陰極保(bao)護(hu)水平(ping)的(de)(de)(de)影(ying)響沒有(you)(you)系(xi)統的(de)(de)(de)實驗，此外將高(gao)陰極保(bao)護(hu)造成的(de)(de)(de)局部環(huan)境(jing)過(guo)堿(jian)化等同(tong)于高(gao)pH值(zhi)環(huan)境(jing)，有(you)(you)待(dai)進一(yi)步的(de)(de)(de)研究(jiu)。

2.4 膜層(ceng)演變(bian)機(ji)理(li)

文獻[39,40,41]根據實驗結果提出了簡單的交流腐蝕模型，同時，他們在高pH值環境進行交流腐蝕實驗，結果顯示，在pH值為14的環境中，即使IAC達到1200 A/m2，碳鋼腐蝕速率仍可忽略，因此，作者提出陰極保護條件導致的高pH值的環境并非導致嚴重交流腐蝕的首要因素，同時，作者認為高pH值導致的低擴散電阻的環境也不是導致交流腐蝕的主要因素，而導致交流腐蝕的內在因素為碳鋼表面膜層在電流作用下的演變。文獻[39,40,41]認為在陰極保護電流較低的條件下，從熱力學的角度出發，碳鋼的表面能生成鈍化膜，而交流電的正半軸加強了鈍化膜的生成，交流負半軸的電流或過多的陰極保護電流優先改變碳鋼表面膜層的狀態。當陰極保護和交流干擾共同作用時，交流腐蝕過程遵循圖7過程，作者認為在交流干擾正半周，電流會流出管道表面，引起管道基體 （Fe） 的氧化，從而形成一層鈍化膜 （如Fe2O3）；在交流干擾的負半周，鈍化膜被還原成二價Fe的氫氧化物 （如Fe（OH）2），該腐蝕產物層沒有保護作用，周而復始，管道基體不斷被氧化，導致管道壁厚不斷減薄，持之已久，管道發生腐蝕穿孔。DD CEN/TS 15280-2013[24]通過總結前人的研究成果，提出了相似的交流腐蝕機理模型，鈍化膜層不斷被氧化還原從而導致較高的腐蝕速率。

圖7   交流腐蝕(shi)機理(li)[40]

無獨有偶(ou)，Wang等[42]也認(ren)同上述(shu)的(de)(de)交流(liu)腐蝕(shi)模型，但作者認(ren)為，當陰極保護水平較大時，碳鋼表(biao)面(mian)膜層(ceng)在演變的(de)(de)過(guo)程還(huan)受析氫反應所產(chan)生(sheng)的(de)(de)H原子(zi)的(de)(de)影響(xiang)，H原子(zi)進(jin)入(ru)金(jin)屬內部時會導致金(jin)屬的(de)(de)內能下降，Fe原子(zi)間的(de)(de)鍵受損引(yin)起(qi)陽極溶(rong)解，且H原子(zi)能加(jia)速(su)膜層(ceng)的(de)(de)溶(rong)解，整體來說，碳鋼表(biao)面(mian)疏松的(de)(de)腐蝕(shi)產(chan)物膜層(ceng)加(jia)厚，腐蝕(shi)加(jia)重。

隨著對(dui)交(jiao)流(liu)腐(fu)蝕(shi)(shi)認識(shi)的(de)(de)(de)不斷加深，陰極保護工作(zuo)(zuo)者對(dui)交(jiao)流(liu)干擾下，碳鋼的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)產物膜(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)嚴重(zhong)影響著交(jiao)流(liu)腐(fu)蝕(shi)(shi)已(yi)經達成了共識(shi)，膜(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)演變機理從(cong)(cong)更深層(ceng)(ceng)(ceng)次的(de)(de)(de)角度(du)解(jie)讀(du)交(jiao)流(liu)腐(fu)蝕(shi)(shi)發(fa)展過(guo)程，但是該機理偏重(zhong)于認為(wei)(wei)交(jiao)流(liu)電引起碳鋼表(biao)面腐(fu)蝕(shi)(shi)產物膜(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)狀態的(de)(de)(de)變化為(wei)(wei)均(jun)勻腐(fu)蝕(shi)(shi)過(guo)程，而未能(neng)充(chong)分考(kao)慮到碳鋼表(biao)面腐(fu)蝕(shi)(shi)產物膜(mo)層(ceng)(ceng)(ceng)在電場、應力或者H原(yuan)子的(de)(de)(de)作(zuo)(zuo)用下發(fa)生局部破裂，從(cong)(cong)而發(fa)生局部腐(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)可能(neng)性，有(you)待進一步的(de)(de)(de)研究(jiu)。

2.5 膜層(ceng)破環機理

相較于(yu)膜(mo)層(ceng)演變機(ji)(ji)(ji)理(li)，Brenna等[43,44]則認(ren)為交(jiao)流腐蝕模(mo)型更偏重局部腐蝕，作者提出(chu)交(jiao)流腐蝕包括兩個(ge)部分：（1） 交(jiao)流電(dian)導致(zhi)碳鋼(gang)表面(mian)的(de)(de)鈍(dun)化(hua)膜(mo)發生(sheng)(sheng)機(ji)(ji)(ji)械(xie)破(po)壞(huai)；（2） 鈍(dun)化(hua)膜(mo)被破(po)壞(huai)之后(hou)，碳鋼(gang)在陰極保護引起(qi)的(de)(de)過堿化(hua)環(huan)境中發生(sheng)(sheng)腐蝕。根據早期Vetter等[45]和(he)Sato[46]提出(chu)的(de)(de)鈍(dun)化(hua)膜(mo)機(ji)(ji)(ji)械(xie)破(po)壞(huai)理(li)論，電(dian)極電(dian)位的(de)(de)突(tu)然改變將(jiang)會導致(zhi)鈍(dun)化(hua)膜(mo)的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)械(xie)破(po)壞(huai)，侵蝕性離子直接到達(da)沒(mei)有保護的(de)(de)金屬表面(mian)。從熱力(li)(li)(li)學上考慮，膜(mo)層(ceng)的(de)(de)壓(ya)力(li)(li)(li) （σ） 主(zhu)要是由大氣壓(ya)力(li)(li)(li) （σ0）、膜(mo)層(ceng)表面(mian)張(zhang)力(li)(li)(li) （σγ）、高(gao)強度的(de)(de)電(dian)場(chang) （E） 導致(zhi)電(dian)致(zhi)伸縮張(zhang)力(li)(li)(li) （σE） 共同決定，如(ru)式 （7） 所示：

式中，ε0為(wei)(wei)真空介電(dian)常(chang)數，εR為(wei)(wei)氧化膜的相對介電(dian)常(chang)數，γ為(wei)(wei)單位長度的表面張力，L為(wei)(wei)膜層厚度。

外(wai)電(dian)(dian)場的(de)作用下，電(dian)(dian)致(zhi)伸縮張力隨著外(wai)部電(dian)(dian)場的(de)增強(qiang)而增大，膜層的(de)壓力也隨之增大，當外(wai)部電(dian)(dian)場強(qiang)度增大到(dao)一定值EBD時(shi)，膜層應力將(jiang)會達(da)到(dao)其破(po)(po)裂(lie)(lie)極限應力σR，此時(shi)膜層將(jiang)會破(po)(po)裂(lie)(lie)，臨(lin)界電(dian)(dian)場EBD可通過式 （8） 計算。隨著氧(yang)化(hua)膜相對介電(dian)(dian)常數的(de)增加或(huo)(huo)力學性能(neng)的(de)降低，臨(lin)界電(dian)(dian)場EBD降低，Sato[46]和(he)Strehblow等[47]指出，金屬氧(yang)化(hua)物或(huo)(huo)氫氧(yang)化(hua)物形成的(de)膜層發生機(ji)械破(po)(po)裂(lie)(lie)的(de)臨(lin)界電(dian)(dian)場為(wei)106 V/cm：

通過(guo)對不同陰(yin)極(ji)保護(hu)下的(de)(de)管道進行交流(liu)(liu)電(dian)壓測試，獲得交流(liu)(liu)電(dian)在金屬(shu)氧化(hua)膜(mo)(mo)兩(liang)側產生(sheng)的(de)(de)極(ji)限電(dian)場(chang)(chang)，且(qie)該(gai)電(dian)場(chang)(chang)隨著陰(yin)極(ji)保護(hu)水平的(de)(de)提高而增大(da)。當陰(yin)極(ji)保護(hu)電(dian)位達(da)到-1.2 VCSE時，膜(mo)(mo)層兩(liang)側的(de)(de)極(ji)限電(dian)場(chang)(chang)強(qiang)度可達(da)到1.4×106 V/cm，超過(guo)臨界電(dian)場(chang)(chang)而導(dao)致膜(mo)(mo)層發(fa)生(sheng)機(ji)械破裂(lie)。膜(mo)(mo)層發(fa)生(sheng)破裂(lie)后(hou)，相當于(yu)在碳鋼(gang)的(de)(de)表面形(xing)成(cheng)了腐(fu)蝕(shi)坑(keng)，與點(dian)蝕(shi)的(de)(de)情況相似(si)，腐(fu)蝕(shi)坑(keng)與其他區域(yu)形(xing)成(cheng)腐(fu)蝕(shi)系統，腐(fu)蝕(shi)坑(keng)內(nei)部環(huan)境(jing)發(fa)生(sheng)酸(suan)化(hua)，而陰(yin)極(ji)保護(hu)的(de)(de)持(chi)續施加，導(dao)致腐(fu)蝕(shi)坑(keng)內(nei)部的(de)(de)pH值(zhi)(zhi)升(sheng)高，隨著局部環(huan)境(jing)pH值(zhi)(zhi)的(de)(de)提高，碳鋼(gang)將(jiang)進入布拜圖中(zhong)高鐵(tie)酸(suan)鹽(yan)的(de)(de)活化(hua)區，碳鋼(gang)發(fa)生(sheng)嚴重(zhong)的(de)(de)交流(liu)(liu)腐(fu)蝕(shi)。

Zhu等(deng)[48]基(ji)本贊同Brenna等(deng)[43,44]的(de)(de)(de)研究成果，在此基(ji)礎上，作者提出了(le)管(guan)道(dao)在堿(jian)性(xing)(xing)環境中的(de)(de)(de)交流腐蝕(shi)機理，作者認為交流電(dian)的(de)(de)(de)存在將使碳鋼(gang)在堿(jian)性(xing)(xing)環境中典型的(de)(de)(de)點蝕(shi)電(dian)位負(fu)向偏移，且能減薄碳鋼(gang)表(biao)面(mian)的(de)(de)(de)鈍(dun)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)。交流電(dian)對碳鋼(gang)表(biao)面(mian)鈍(dun)化(hua)膜(mo)(mo)(mo)致(zhi)密性(xing)(xing)與(yu)均(jun)勻性(xing)(xing)的(de)(de)(de)影響將增大膜(mo)(mo)(mo)層(ceng)機械破裂的(de)(de)(de)可能性(xing)(xing)，從(cong)而引起管(guan)道(dao)的(de)(de)(de)交流腐蝕(shi)。

膜(mo)層(ceng)破壞機(ji)理結合電場(chang)的作(zuo)用(yong)，從(cong)局部腐蝕的角(jiao)度提出了交流(liu)腐蝕發(fa)(fa)生發(fa)(fa)展的過程，但該(gai)機(ji)理傾向(xiang)于(yu)認(ren)為腐蝕產物膜(mo)層(ceng)是在(zai)陰(yin)極保護條(tiao)件(jian)下產生的，而交流(liu)電的作(zuo)用(yong)只是讓膜(mo)層(ceng)發(fa)(fa)生機(ji)械(xie)破壞，這與此前(qian)交流(liu)腐蝕機(ji)理的認(ren)識存(cun)在(zai)矛(mao)盾，需要(yao)進行更為詳細的研(yan)究(jiu)。

隨著對陰(yin)(yin)(yin)極保(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)下埋地金屬管道交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)認識的(de)不斷加深，國(guo)內(nei)外學(xue)(xue)者提(ti)出(chu)(chu)了(le)不同的(de)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)機(ji)(ji)(ji)理(li)(li)模型，但依舊存在(zai)(zai)一定的(de)問題。堿化(hua)(hua)(hua)機(ji)(ji)(ji)理(li)(li)從局(ju)部(bu)(bu)pH值的(de)變化(hua)(hua)(hua)與交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)的(de)耦合作(zuo)用(yong)，從熱力(li)學(xue)(xue)的(de)可(ke)能(neng)性上(shang)解(jie)(jie)釋了(le)高陰(yin)(yin)(yin)極保(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)水平下交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)發生(sheng)的(de)原(yuan)因(yin)，但并(bing)未涉(she)及到交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)過程(cheng)中動力(li)學(xue)(xue)方面的(de)內(nei)容(rong)。隨后(hou)自循(xun)環(huan)機(ji)(ji)(ji)理(li)(li)的(de)提(ti)出(chu)(chu)對堿化(hua)(hua)(hua)機(ji)(ji)(ji)理(li)(li)進(jin)(jin)(jin)(jin)行補充，自循(xun)環(huan)機(ji)(ji)(ji)理(li)(li)認為高陰(yin)(yin)(yin)極保(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)下的(de)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)是(shi)一個自催化(hua)(hua)(hua)過程(cheng)，但是(shi)該(gai)機(ji)(ji)(ji)理(li)(li)缺(que)乏直接證據(ju)，無法給出(chu)(chu)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)流(liu)(liu)(liu)的(de)增大(da)進(jin)(jin)(jin)(jin)一步導致陰(yin)(yin)(yin)極保(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)電(dian)流(liu)(liu)(liu)密(mi)度增大(da)的(de)直接證據(ju)。在(zai)(zai)此(ci)基礎上(shang)，電(dian)位(wei)震(zhen)蕩機(ji)(ji)(ji)理(li)(li)結(jie)合電(dian)位(wei)震(zhen)蕩和碳(tan)鋼(gang)表(biao)面化(hua)(hua)(hua)學(xue)(xue)反(fan)應(ying)對交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)過程(cheng)進(jin)(jin)(jin)(jin)行解(jie)(jie)釋，但電(dian)位(wei)震(zhen)蕩機(ji)(ji)(ji)理(li)(li)簡(jian)(jian)單地依據(ju)循(xun)環(huan)伏(fu)安的(de)測試結(jie)果(guo)，并(bing)沒(mei)有對腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產物(wu)的(de)演(yan)變過程(cheng)進(jin)(jin)(jin)(jin)行解(jie)(jie)釋，且簡(jian)(jian)單地采用(yong)高pH值環(huan)境(jing)模擬(ni)高陰(yin)(yin)(yin)極保(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)水平環(huan)境(jing)的(de)合理(li)(li)性需要進(jin)(jin)(jin)(jin)一步討論。而(er)(er)膜層(ceng)(ceng)演(yan)變機(ji)(ji)(ji)理(li)(li)開(kai)始從交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)電(dian)導致碳(tan)鋼(gang)表(biao)面腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產物(wu)膜層(ceng)(ceng)的(de)不斷氧化(hua)(hua)(hua)還原(yuan)的(de)角(jiao)度解(jie)(jie)讀(du)高陰(yin)(yin)(yin)極保(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)條件下的(de)交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)過程(cheng)，但該(gai)機(ji)(ji)(ji)理(li)(li)未能(neng)充分考慮在(zai)(zai)高陰(yin)(yin)(yin)極保(bao)(bao)(bao)(bao)護(hu)(hu)條件下，電(dian)場、內(nei)應(ying)力(li)或氫原(yuan)子可(ke)能(neng)會引起腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)產物(wu)膜發生(sheng)局(ju)部(bu)(bu)破裂(lie)，進(jin)(jin)(jin)(jin)而(er)(er)引起局(ju)部(bu)(bu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)。膜層(ceng)(ceng)破環(huan)機(ji)(ji)(ji)理(li)(li)則(ze)試圖從電(dian)場力(li)學(xue)(xue)的(de)角(jiao)度解(jie)(jie)釋交(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)發生(sheng)發展的(de)過程(cheng)，然而(er)(er)該(gai)機(ji)(ji)(ji)理(li)(li)并(bing)未直接解(jie)(jie)釋碳(tan)鋼(gang)表(biao)面鈍化(hua)(hua)(hua)膜的(de)來源，有待進(jin)(jin)(jin)(jin)一步研究。

3 結束語

近年(nian)來(lai)，隨著(zhu)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)電氣(qi)化鐵(tie)路(lu)和油氣(qi)管道行業的(de)(de)不斷(duan)發(fa)展，由于(yu)(yu)公(gong)共走廊的(de)(de)存在(zai)，埋地(di)金(jin)屬管道的(de)(de)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)干(gan)擾(rao)越(yue)來(lai)越(yue)嚴(yan)重，大(da)量(liang)的(de)(de)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)案(an)例不斷(duan)涌現(xian)(xian)，基(ji)于(yu)(yu)現(xian)(xian)場(chang)測試與實驗(yan)室研(yan)究(jiu)成(cheng)果，國(guo)際上(shang)對交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)干(gan)擾(rao)和陰極(ji)(ji)保(bao)(bao)護(hu)(hu)協同作用下(xia)的(de)(de)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)評判標準(zhun)進(jin)行了修訂。為了更準(zhun)確地(di)理(li)解陰極(ji)(ji)保(bao)(bao)護(hu)(hu)水平下(xia)的(de)(de)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)過程，國(guo)內外學(xue)者進(jin)行了大(da)量(liang)的(de)(de)研(yan)究(jiu)，提出了不同的(de)(de)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)機理(li)模(mo)型(xing)，但高陰極(ji)(ji)保(bao)(bao)護(hu)(hu)條件下(xia)的(de)(de)不同交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)機理(li)模(mo)型(xing)仍需要(yao)進(jin)一(yi)(yi)步(bu)完(wan)善。通過歸納總結交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)案(an)例，國(guo)際上(shang)陰極(ji)(ji)保(bao)(bao)護(hu)(hu)與交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)干(gan)擾(rao)下(xia)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)評判標準(zhun)的(de)(de)變更，以(yi)及腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)學(xue)者們對高陰極(ji)(ji)保(bao)(bao)護(hu)(hu)水平下(xia)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)腐(fu)(fu)(fu)(fu)蝕(shi)機理(li)研(yan)究(jiu)成(cheng)果，發(fa)現(xian)(xian)在(zai)以(yi)下(xia)幾個方(fang)面(mian)仍存在(zai)許多問題，有(you)待進(jin)一(yi)(yi)步(bu)研(yan)究(jiu)。

（1） 國際(ji)上(shang)最新的(de)(de)(de)陰(yin)極保(bao)護與交(jiao)流(liu)(liu)干(gan)擾(rao)協同作用下的(de)(de)(de)腐蝕評(ping)判標(biao)準(zhun)(zhun)，都考慮了埋地(di)金屬管道交(jiao)流(liu)(liu)電流(liu)(liu)密度與陰(yin)極保(bao)護電流(liu)(liu)密度的(de)(de)(de)限值，但是國內(nei)的(de)(de)(de)標(biao)準(zhun)(zhun)僅從交(jiao)流(liu)(liu)電流(liu)(liu)密度的(de)(de)(de)角度評(ping)估埋地(di)金屬管道在陰(yin)極保(bao)護下的(de)(de)(de)交(jiao)流(liu)(liu)腐蝕，存(cun)在一定的(de)(de)(de)片(pian)面性(xing)，有待更新。

（2） 國際上最新標準(zhun)對交(jiao)流電(dian)流密(mi)度與陰極保護(hu)電(dian)流密(mi)度的限值主要(yao)依賴(lai)于少數學者(zhe)的研究，但(dan)隨著不同條(tiao)件(jian)下碳鋼腐蝕速率數據庫(ku)的增大，該限制值的合理(li)性需(xu)要(yao)進一(yi)步討論(lun)。

（3） 對(dui)于(yu)高(gao)陰極保護下的交流腐(fu)蝕過程中，埋地金屬管道涂層缺陷處(chu)局(ju)部(bu)環(huan)境過堿化(hua)已經(jing)達成共識，基(ji)于(yu)此，部(bu)分交流腐(fu)蝕模型將高(gao)pH值環(huan)境等同于(yu)高(gao)陰極保護造(zao)成的過堿化(hua)環(huan)境，其合(he)理(li)性需要進一步的探討。

（4） 大部分高(gao)陰極(ji)保護條件下的交(jiao)流(liu)腐蝕模型偏(pian)向(xiang)于(yu)認(ren)為(wei)(wei)交(jiao)流(liu)腐蝕過程為(wei)(wei)均(jun)勻腐蝕，但(dan)已有少量研究表明，交(jiao)流(liu)腐蝕趨(qu)向(xiang)于(yu)局部腐蝕，但(dan)其發(fa)生的原因及過程需要更深入的探討。

（5） 隨(sui)著對交(jiao)流(liu)腐(fu)蝕認(ren)識的不斷加深，國(guo)內外學者(zhe)提(ti)出的高陰極保護下的交(jiao)流(liu)腐(fu)蝕機理模型聚(ju)焦于埋地金屬管(guan)道涂層(ceng)缺(que)陷處(chu)腐(fu)蝕產物膜層(ceng)的轉(zhuan)變(bian)，但這(zhe)些(xie)交(jiao)流(liu)腐(fu)蝕模型缺(que)乏(fa)更直接的證據證明，有待(dai)有效的測試分析手段作(zuo)進一(yi)步的驗證。