بررسي تاثير حفاظت كاتدي پالسي بر خوردگي و شرايط الكتروشيميايي در زيرپوشش جداشده از فولاد خط لوله

Effect of Pulse Cathodic Protection on Corrosion and Electrochemical Conditions under Coating Disbondment of Pipeline Steel

در اين پژوهش به بررسي تأثير حفاظت كاتدي پالسي در مقايسه با حفاظت كاتدي اعمال‌شده به روش معمول برخوردگي و شرايط الكتروشيميايي ايجادشده در زيرپوشش جداشده از فولاد خط لوله API X-52 پرداخته‌شده است. در اين راستا تجهيز آزمايشگاهي كه بتواند شرايط زيرپوشش را در اثر اعمال حفاظت كاتدي شبيه‌سازي نمايد، طراحي و ساخته شد. كوپن‌هايي از فولاد خط لوله X-52 در ابعاد mm 5×10×20 تهيه‌شده و بافاصله 3 ميلي‌متر در زيرپوشش جداشده كه طول آن 20 سانتي‌متر تعيين‌شده بود، قرار داده شدند. تجهيز در داخل محلول شبيه‌سازي‌شده خاك قرار گرفت و پتانسيل حفاظتي mVSCE870- به دو روش حفاظت كاتدي پالسي و معمول در دهانه شيار اعمال گرديد. درروش اعمال حفاظت كاتدي پالسي، پتانسيل حفاظتي با فركانس‌هاي 1000، 5000 و 10000 هرتز به دهانه شيار اعمال گرديد. نتايج نشان داد كه در اثر اعمال حفاظت كاتدي به روش معمول، پتانسيل حفاظتي در فاصله 7 سانتي‌متري از دهانه شيار به‌شدت افت مي‌كند و به مقادير نزديك پتانسيل مدارباز (OCP) مي‌رسد. در حفاظت كاتدي به روش پالسي در فركانس 10 كيلوهرتز برخلاف حفاظت كاتدي به روش معمول هيچ‌گونه افت پتانسيلي در زيرپوشش جداشده مشاهده نشد. درواقع گراديان پتانسيلي كه همواره در حفاظت كاتدي به روش معمول بين دهانه وانتهاي پوشش جداشده وجود داشت، حذف گرديد. همچنين، بررسي شرايط شيميايي و الكتروشيميايي ايجادشده در زيرپوشش جداشده نشان داد كه با افزايش فركانس پالس اعمال‌شده، محيط زيرپوشش جداشده از توزيع پتانسيل و pH يكنواخت‌تري در مقايسه با حفاظت كاتدي به روش معمول برخوردار مي باشد.

This study investigates the effect of pulse Cathodic protection as compared to conventional Cathodic protection on corrosion and electrochemical conditions under disbonded coating of X-52 pipeline steel. In this regard, a laboratory cell that can simulate the underlying conditions by applying cathodic protection was designed and made. Coupons with dimensions of 20×10×5 mm, made from X-52 pipeline steel were placed under the simulated coating disbondment while the length and gap size of disbondment was 200 mm and 3 mm respectively. By placing the cell in a simulated soil solution C2, conventional & pulse CP of -870mVSCE was applied to the open mouth (OM) of simulated coating disbondment. For pulse Cathodic protection, frequencies of 1000, 5000, and 10000 Hz were utilized. Result showed for conventional CP, potential failed sharply to Open Circuit Potential (OCP) at 7 cm from the OM of the simulated coating disbondment. For pulse Cathodic protection, at the frequency of 10 kHz, in contrast to conventional CP, no drop in potential was observed under the simulated coating disbondment. In fact, the potential gradient which normally is observed under simulated coating disbondment with conventional CP being applied was not observed. Aslo, investigating the chemical and electrochemical conditions under coating disbondment, showed that there was more uniform distribution of pH and potential with increase in frequency of pulse Cathodic protection, as compared to the conventional Cathodic protection being applied.