摘要：分別從交流電腐蝕的特點(diǎn)、機(jī)理、影響因素以及對(duì)陰極保護(hù)和微生物腐蝕影響的角度，對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外開展的交流電腐蝕研究進(jìn)行系統(tǒng)綜述。通過(guò)對(duì)目前研究中存在的重點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行綜合分析，展望這一領(lǐng)域的研究前景及發(fā)展趨勢(shì)，為相關(guān)領(lǐng)域的研究人員提供新思路。

關(guān)鍵詞： 交流電； 埋地管道； 腐蝕機(jī)理； 影響因素； 陰極保護(hù)

近年來(lái)，隨著西電東送、西氣東輸工程的建設(shè)和城市軌道交通的快速發(fā)展，高壓、特高壓輸電工程與埋地油氣管道鄰近的并行或交叉鋪設(shè)情況已不可避免，甚至都集中在一個(gè)局部地區(qū)形成所謂的“公共走廊”。輸電線路對(duì)鄰近埋地油氣管道的交流電 （AC） 腐蝕和直流電 （DC） 腐蝕影響問(wèn)題日益突出，甚至已威脅到國(guó)家能源輸送安全。2014年，西氣東輸二線廣東段管道多個(gè)閥室引壓管放電，引壓管絕緣卡套燒蝕，個(gè)別閥室甚至出現(xiàn)引壓管燒穿事故[1]。對(duì)日照-東明管道中的三個(gè)區(qū)段進(jìn)行交流干擾數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)時(shí)顯示，較大的管道交流干擾存在于管道與鐵路近距離平行與交叉鋪設(shè)區(qū)域[2]。2000年美國(guó)一條鋼管線雖然管道有著良好的溶結(jié)型環(huán)氧粉末防護(hù)層，然而因高壓交流輸電線路的干擾，1年后檢測(cè)發(fā)現(xiàn)該涂層破損處的管道局部腐蝕速率高達(dá)10 mm/a[3]。埋地管道的交流電腐蝕問(wèn)題日益嚴(yán)重，已成為材料腐蝕領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

國(guó)內(nèi)外在AC腐蝕的研究方面起步均較晚。早期研究[4-7]表明，交流干擾對(duì)金屬管道腐蝕的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于等量的直流干擾，AC腐蝕的效率也比較低。一般認(rèn)為埋地管道的陰極保護(hù)系統(tǒng)可以有效地抑制腐蝕的發(fā)生，因此埋地管道的AC腐蝕問(wèn)題在早期并沒(méi)有得到較大的重視。然而，近十幾年來(lái)，在國(guó)內(nèi)外多地發(fā)生了多起由于AC腐蝕而造成石油天然氣管道泄漏及穿孔的案例[8-10]。埋地管道的AC腐蝕問(wèn)題變得日益嚴(yán)重，逐漸引起人們重視。長(zhǎng)期以來(lái)，圍繞金屬管道AC腐蝕問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者進(jìn)行了有益的嘗試，取得了一定的成果。然而，由于AC腐蝕機(jī)理十分復(fù)雜，在AC腐蝕的機(jī)理、評(píng)價(jià)、檢測(cè)方面仍存在許多難點(diǎn)問(wèn)題亟待解決[11-15]，需要進(jìn)行系統(tǒng)的深入研究。本文綜述了AC腐蝕問(wèn)題的研究成果和最新進(jìn)展，討論了AC腐蝕研究中存在的重點(diǎn)問(wèn)題，對(duì)這一領(lǐng)域的研究前景及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望，為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供借鑒。

1 AC干擾類型及腐蝕特點(diǎn)

1.1 AC干擾類型

不同條件與環(huán)境下，高壓交流輸電線路對(duì)埋地金屬管道的交流干擾類型有著明顯的差別，主要有3種情況[16-18]，如圖1所示。（1） 電容耦合干擾：由于管線外表面有防護(hù)層的存在，造成高壓交流輸電系統(tǒng)與埋地管道之間產(chǎn)生了一個(gè)由高壓交流輸電線路對(duì)管線的耦合電容和埋地管線對(duì)地的電容兩者通過(guò)串連而成的電容。在管線建設(shè)期發(fā)生，當(dāng)初處于埋地且良好接地時(shí)，可以忽略不計(jì)[19]。（2） 電阻耦合干擾：這種干擾是偶然的，并不是常態(tài)。只有在高壓交流輸電線路出現(xiàn)故障，接地極材料的電流流入地下，形成干擾地電場(chǎng)時(shí)才會(huì)發(fā)生。（3） 電感耦合干擾：運(yùn)用Faraday電磁感應(yīng)定律，埋地管道上產(chǎn)生感應(yīng)電壓和感生電流，這種類型稱為電感耦合干擾。干擾持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，是埋地管道受到的主要的交流干擾方式。輸電線路中不平衡電流的大小、與輸電線路平行的管道長(zhǎng)度、管道與輸電線路間的距離長(zhǎng)短、土壤電阻率及防護(hù)層電阻等決定著管道的感應(yīng)電壓。高壓交流輸電線路中的供電電流及電流不平衡度越大，并且與埋地管道間的距離越小，造成交流干擾腐蝕的危險(xiǎn)性大幅度上升，對(duì)保護(hù)電位的測(cè)量造成一定的影響，嚴(yán)重的話會(huì)導(dǎo)致判斷失誤，使陰極保護(hù)失效或者直接損壞。

圖1   電容耦合，電阻耦合和電感耦合干擾示意圖

1.2 AC腐蝕的特點(diǎn)

AC腐蝕屬于干擾腐蝕，與自然腐蝕相比存在明顯的差異，主要表現(xiàn)為[20,21]：（1） 交流電流大小和方向瞬間變化比自然腐蝕的電化學(xué)反應(yīng)時(shí)間要小幾個(gè)數(shù)量級(jí)；（2） AC腐蝕是在有外電場(chǎng)的存在下發(fā)生的，比自然腐蝕過(guò)程的內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度大很多，強(qiáng)度高的線路感應(yīng)造成的交流電壓幅值要比電極自身是直流自然極化電位高十?dāng)?shù)倍；（3） 在改變迅速且強(qiáng)度十分大的交流電場(chǎng)作用下，特定化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的幾率顯著上升，發(fā)生反應(yīng)的速度加快；（4） AC腐蝕發(fā)生在管道上交流電流過(guò)的地方，一般在涂層缺陷處發(fā)生，有局部腐蝕的特點(diǎn)，極易造成穿孔腐蝕。自然條件下的腐蝕一般都是均勻腐蝕，穿孔腐蝕不易發(fā)生。

盡管AC腐蝕和DC腐蝕都屬于雜散電流干擾腐蝕，然而由于交流電流密度的大小和方向在極短的時(shí)間間隔內(nèi)不斷發(fā)生變化使得AC腐蝕與DC腐蝕有著明顯不同[22,23]：（1） DC腐蝕規(guī)律服從Faraday定律，可以計(jì)算它的腐蝕量。但由于AC腐蝕在交流電場(chǎng)的作用下金屬的電化學(xué)過(guò)程與上述不同，交流的電量與金屬腐蝕量間不是單一的對(duì)應(yīng)關(guān)系。（2） AC腐蝕效率遠(yuǎn)低于DC腐蝕，約只有DC腐蝕的2%，但這并不能說(shuō)明交流電腐蝕的危害性更小。一些實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果表明[24-27]，由于交流電腐蝕多發(fā)生小孔腐蝕而直流腐蝕多發(fā)生均勻腐蝕，此時(shí)若簡(jiǎn)單通過(guò)例如失重法來(lái)判斷是非常不科學(xué)的。（3） AC腐蝕不但會(huì)遭受交流干擾強(qiáng)度的影響，波形和頻率 （f ） 對(duì)金屬的交流電腐蝕行為也存在影響，而對(duì)于直流干擾腐蝕來(lái)說(shuō)，一般情況下只和干擾強(qiáng)度如電壓、電流的大小相關(guān)。

2 AC腐蝕機(jī)理的發(fā)展

AC腐蝕機(jī)理的研究在20世紀(jì)70，80年代得到了較多的發(fā)展。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)交流電腐蝕機(jī)理還存在爭(zhēng)議，截至目前交流電誘使金屬發(fā)生腐蝕的原因尚未十分明確，主要可劃分為以下幾種。

2.1 Faraday整流效應(yīng)

李明等[24]研究結(jié)論與McCollum等[28]提出的“整流說(shuō)”相符，認(rèn)為：腐蝕反應(yīng)不可逆地導(dǎo)致了交流電腐蝕的產(chǎn)生，正半周期金屬腐蝕的增加量大于負(fù)半周期的減小量，陽(yáng)極電流不等于陰極電流，產(chǎn)生凈Faraday電流，進(jìn)而促進(jìn)金屬腐蝕。Kulman[9]提出了在AC作用下的電解法整流機(jī)理，整流電流的流動(dòng)方向?yàn)榻饘俚诫娊赓|(zhì)。翁永基等[15]的研究結(jié)果支持了根據(jù)Faraday整流效應(yīng)和活化控制下的動(dòng)力學(xué)極化理論所得出的結(jié)論，即腐蝕電位會(huì)因?yàn)榇嬖贏C的干擾而產(chǎn)生偏移，陽(yáng)極和陰極Tafel斜率之比為r，當(dāng)r＞1時(shí)腐蝕電位會(huì)正向偏移，r＜1時(shí)則負(fù)向偏移。需要說(shuō)明的是，這些模型并沒(méi)有考慮環(huán)境介質(zhì)電阻等因素。但這個(gè)理論和模型的提出具有進(jìn)步意義。

也有研究人員不贊同“整流說(shuō)”。Williams[23]、Yunovich等[29]與Bruckner[30]認(rèn)為交流腐蝕的產(chǎn)生完全是由于金屬離子在正半周期擴(kuò)散造成的，金屬電極的腐蝕膜上不存在整流的跡象，整流效應(yīng)機(jī)理解釋圖見圖2。由此可見，F(xiàn)araday整流效應(yīng)機(jī)理并不能使交流電腐蝕得到很好的解釋，但對(duì)揭示AC腐蝕機(jī)理存在著積極作用。

圖2   整流效應(yīng)機(jī)理解釋圖[29]

2.2 陽(yáng)極反應(yīng)的不可逆性

Goidanich等[31]通過(guò)對(duì)交流電對(duì)金屬電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究結(jié)果表明，金屬與介質(zhì)界面間的電化學(xué)過(guò)程不是完全可逆時(shí)，F(xiàn)araday整流效應(yīng)不能用來(lái)描述金屬被交流電腐蝕所造成的影響，如圖3所示。對(duì)于不受干擾的試樣，通過(guò)失重和Tafel圖推導(dǎo)得到的腐蝕速率有很好的一致性。在AC存在的情況下，Tafel推導(dǎo)得到的值明顯低于失重得到的。因此，在存在交流干擾的情況下，Tafel推導(dǎo)似乎不適用于Icorr的計(jì)算。這也意味著交流電腐蝕不能簡(jiǎn)單地用觀察到的動(dòng)力學(xué)參數(shù)的變化來(lái)解釋。交流干擾過(guò)程中腐蝕速率提高的一個(gè)可能原因是，正半和負(fù)半周期的電化學(xué)過(guò)程并不完全可逆，所以造成金屬溶液界面雙電層結(jié)構(gòu)變化，金屬表面的化學(xué)成分也隨之改變。與之不同，曹楚南[32]認(rèn)為AC作用下金屬陽(yáng)極溶解時(shí)陽(yáng)極溶解反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)機(jī)制、Tafel斜率和交換電流密度都保持不變。但是，因?yàn)殛P(guān)于陽(yáng)極溶解的E-I曲線不是線性的，AC造成的最終現(xiàn)象是導(dǎo)致金屬陽(yáng)極溶解速率增大。

圖3   由失重實(shí)驗(yàn)得到的腐蝕速率和通過(guò)對(duì)極化曲線的線性回歸獲得的值進(jìn)行比較[31]

2.3 陽(yáng)極反應(yīng)的去極化作用

Jones[33]最先提出了陽(yáng)極反應(yīng)去極化作用的腐蝕機(jī)理，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是由于Tafel斜率的不同導(dǎo)致了局部腐蝕，見圖4。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，AC會(huì)造成金屬的陽(yáng)極溶解反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生影響。李巖等[34]和王霞[35]等的研究也證明了這一觀點(diǎn)。但是，交流電產(chǎn)生這種去極化現(xiàn)象的原因并沒(méi)有詳細(xì)的解釋，此機(jī)理并不完善，需要后續(xù)的改進(jìn)。

圖4   陽(yáng)極反應(yīng)的去極化作用示意圖[33]

2.4 堿化機(jī)理

隨著陰極保護(hù)下管道交流電腐蝕問(wèn)題的增多，人們對(duì)陰極保護(hù)下管道的腐蝕機(jī)理開展研究。Nielsen等[36,37]通過(guò)實(shí)驗(yàn)和失效案例分析認(rèn)為，埋地管道有陰極保護(hù)時(shí)，因?yàn)樵诠艿辣砻嫒毕萏幇l(fā)生陰極極化會(huì)產(chǎn)生OH-，使缺陷處的pH升高進(jìn)而造成附近土壤的堿性化，并提出了“堿化機(jī)理”。該機(jī)理認(rèn)為，對(duì)于陰極下管道的AC腐蝕是由于交流干擾引起的電流振蕩和管道外防腐層缺陷處較高的pH共同引起的。在交流干擾的周期波動(dòng)下，管道腐蝕電位會(huì)隨著波動(dòng)進(jìn)入Pourbaix圖中的堿性腐蝕區(qū)，pH高時(shí)，金屬表面的氧化膜會(huì)被交流電壓的循環(huán)振蕩破壞然后發(fā)生腐蝕。Panossian等[38]研究了不同pH下金屬的AC腐蝕行為，模型是根據(jù)熱力學(xué)預(yù)估交流電腐蝕發(fā)生的原因，研究表明交流電腐蝕是由于在活化區(qū)和免蝕區(qū)或鈍化區(qū)和免蝕區(qū)間的反復(fù)交替變化，但是具體動(dòng)力參數(shù)的影響規(guī)律卻沒(méi)有明確的模型可以解釋。

2.5 自催化機(jī)制

Nielsen在“堿化機(jī)理”之上，進(jìn)一步提出了“自催化機(jī)制”[36,37,39]。這個(gè)機(jī)制的前提條件是：管道陰極保護(hù)恒電位儀電位控制點(diǎn)附近存在防腐層缺陷，且在該位置存在交流干擾。認(rèn)為施加了陰極保護(hù)的埋地管道發(fā)生交流電腐蝕一般需要3個(gè)必須具備的條件：交流感應(yīng)電壓、管道防腐層存在微小的缺陷和過(guò)負(fù)的陰極保護(hù)極化電位。因?yàn)榇嬖谥涣鞲袘?yīng)電壓，交流電流會(huì)流過(guò)管道防腐層的破損處，造成管道的去極化。此時(shí)，為了保持管道電位的穩(wěn)定需增加陰極保護(hù)電流。但是，增大陰保電流會(huì)有管道缺陷處局部土壤過(guò)堿化的后果，使得管道缺陷處的擴(kuò)散電阻Rs變小。由Ohm定律可知，一定的交流干擾電壓下，管道缺陷的Rs變小會(huì)造成缺陷處的交流電流密度增大，而交流電流密度的增大又會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)去極化作用，所以又需再加大管道的陰極保護(hù)電流。這又會(huì)使防腐層缺陷的Rs減小，陷入不斷惡性循環(huán)，交流腐蝕只會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重，最終造成管道的穿孔。

2.6 腐蝕產(chǎn)物膜層演變

交流電會(huì)引起雙層化學(xué)成分的變化，從而引起平衡電位的變化和表面腐蝕產(chǎn)物膜的生長(zhǎng)[25,40]。如圖5所示，在交流干擾的正半周期中，陽(yáng)極極化結(jié)果是金屬被溶解生成Fe2+，F(xiàn)e2+和溶液中的OH-在電極表面結(jié)合形成多孔且疏松的Fe（OH）2，被氧化為Fe3O4。在交流干擾的負(fù)半周期中，陰極極化的結(jié)果是腐蝕產(chǎn)物的還原。Fe3O4被還原為Fe（OH）2 （圖5中d）。隨著下一個(gè)周期的開始，一部分Fe（OH）2在下一次陽(yáng)極極化過(guò)程中被氧化為Fe3O4，另一部分則轉(zhuǎn)變?yōu)镕e（OH）3 （圖5中e）。因此，腐蝕產(chǎn)物的內(nèi)層為黑色的Fe3O4，腐蝕產(chǎn)物的外層為Fe（OH）3 （圖5中g(shù)和h），隨著腐蝕的進(jìn)一步發(fā)生，F(xiàn)e（OH）3轉(zhuǎn)變?yōu)镕e2O3和FeOOH。由此可知，腐蝕產(chǎn)物層的外層是由Fe（OH）2，F(xiàn)e（OH）3和FeOOH組成的沒(méi)有阻礙金屬腐蝕作用的多孔介質(zhì)，腐蝕產(chǎn)物層底層緊挨金屬基體的是致密的、有利于保護(hù)管線鋼基體的Fe3O4[38]。

圖5   腐蝕產(chǎn)物膜層演變示意圖[25]

綜上所述，現(xiàn)有的各種AC腐蝕機(jī)理的模型都有它的局限性和特殊性。截至目前，AC腐蝕機(jī)理尚未統(tǒng)一，有待深入研究。

3 AC腐蝕的影響因素

3.1 交流電流密度

交流電流密度是影響金屬腐蝕行為的主要因素之一。一些研究人員[41,42]認(rèn)為，金屬的腐蝕速率隨著交流電流密度的增大而升高（見圖6）。Kim等[43]的研究表明，施加低交流電流密度20 A/m2，碳鋼的腐蝕速率比較小，隨著交流電流密度的增加，管道的腐蝕速率甚至可以高達(dá)1.3 mm/a。Goidanich等[40]的實(shí)驗(yàn)表明，與無(wú)交流電干擾時(shí)相比，當(dāng)交流電流密度為10 A/m2時(shí)，碳鋼的腐蝕速率增加了一倍；當(dāng)交流電流密度大于30 A/m2時(shí)，腐蝕速率呈指數(shù)增長(zhǎng)。Wu等[44]認(rèn)為由于交流電流密度增加導(dǎo)致了氧還原加快，提高了極限擴(kuò)散電流密度，析氫反應(yīng)容易被激發(fā)，進(jìn)而加速金屬的腐蝕。Reyes等[45]的研究表明，隨著交流干擾的不斷加強(qiáng)，由于交流電自身不斷增強(qiáng)的攪拌和加熱作用，腐蝕速率增加。

圖6   交流電流密度與腐蝕速率的關(guān)系[42]

除此之外，交流電流密度的變化還會(huì)影響金屬的腐蝕行為，如均勻腐蝕、點(diǎn)蝕、應(yīng)力腐蝕。Fu等[26]和李明等[24]研究表明，在交流電流密度較低時(shí)，發(fā)生的是以均勻腐蝕為主的腐蝕形態(tài)；在交流電流密度較高時(shí)，點(diǎn)蝕反而普遍發(fā)生。碳鋼在低電流密度 （100 A/m2） 作用下發(fā)生的是均勻腐蝕，當(dāng)在高電流密度 （如500 A/m2） 作用下管線鋼發(fā)生嚴(yán)重的局部腐蝕。Guo等[25]的研究也證明了這一觀點(diǎn)。Kuang等[27]研究證明在堿性環(huán)境中，交流干擾下，存在著臨界電流密度0.002 A/cm2，交流電流密度較小時(shí)，鈍化膜可以阻擋腐蝕；交流電流密度較大時(shí)，由于陰極極化造成鈍化膜被破壞，加速了金屬腐蝕尤其是點(diǎn)蝕的產(chǎn)生。楊燕[46]的研究結(jié)果表明，同等條件下交流電流密度越大，蝕坑越深；交流電流密度小于臨界值時(shí)，隨著電流密度增加，腐蝕越劇烈，如圖7和8所示。Liu等[47]和Wan等[48]研究表明，在交流干擾下，隨著交流電流密度的不斷上升，應(yīng)力腐蝕敏感性也不斷上升。交流電干擾的存在使得吸氧和析氫反應(yīng)加速發(fā)生，腐蝕速率也隨之增加。

圖7   不同交流電流密度干擾24 h后X80鋼的腐蝕形貌[35]

圖8   不同交流電流密度干擾10 d后X70鋼試樣腐蝕形貌[46]

另外，交流電流密度大小對(duì)于金屬的鈍性和化學(xué)反應(yīng)的控制步驟也存在著影響。Chin等[49]研究表明，在AC的作用下堿性環(huán)境中低碳鋼的陽(yáng)極極化曲線的形狀發(fā)生了變化，隨著交流電流密度的增加，致鈍電流的密度不斷增加，致鈍電位負(fù)移。和宏偉等[50]研究表明，交流干擾越大，對(duì)氧擴(kuò)散的影響作用越明顯，但增加到一定程度后陽(yáng)極溶解會(huì)替代氧擴(kuò)散步驟變?yōu)樾碌目刂撇襟E。由此可見，一般來(lái)說(shuō)，交流電流密度愈大，腐蝕傾向愈加嚴(yán)重，并且容易發(fā)生嚴(yán)重點(diǎn)蝕且應(yīng)力敏感性增加。

3.2 交流電頻率

交流電是周期變化的，這也就影響著電極反應(yīng)的速率。因此，交流電頻率對(duì)金屬腐蝕形態(tài)、蝕坑形態(tài)大小和密度等都有著重要的影響。目前，對(duì)于交流電頻率對(duì)腐蝕的影響還沒(méi)有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。常見的AC腐蝕涉及的頻率范圍較小，通常腐蝕發(fā)生在工頻 （50~60 Hz） 下，在此范圍內(nèi)金屬的腐蝕速率隨著頻率的增長(zhǎng)而下降。但也有研究人員提出了不同的意見。Bertocci[51]認(rèn)為，在電路中只有少數(shù)交流電流發(fā)生了電荷轉(zhuǎn)移，非Faraday交流電流因頻率的不斷升高使得通過(guò)雙電層的次數(shù)不斷增多，導(dǎo)致腐蝕速率很小，而且也會(huì)影響金屬的鈍性[52]。Liu等[47]研究結(jié)果表明，在30 Hz時(shí)反應(yīng)速率最大，因?yàn)轭l率的改變對(duì)于產(chǎn)生的反應(yīng)產(chǎn)物有周期性的吸附和擴(kuò)散的影響。Radeka等[53]研究認(rèn)為，在AC的作用下船舶用鋼的腐蝕臨界頻率為2000 Hz。但Dyer等[54]研究鋁箔的交流腐蝕表明，當(dāng)頻率小于臨界值時(shí)，頻率越大，蝕坑越小越密；當(dāng)頻率大于臨界值時(shí)，有較大腐蝕坑產(chǎn)生，導(dǎo)致金屬變薄。

3.3 交流電波形

交流電波形也是金屬腐蝕行為的重要影響因素之一。目前，關(guān)于交流電波形對(duì)腐蝕影響的研究較少。Chin等[49]分別使用三角波、正弦波和方波的交流電 （頻率均為60 Hz） 進(jìn)行Fe的腐蝕實(shí)驗(yàn)。相同條件下，在降低金屬鈍性和腐蝕嚴(yán)重性的方面，從大到小的順序?yàn)椋喝遣ǎ菊也ǎ痉讲?；而?yīng)力敏感性從大到小的順序?yàn)椋赫也ǎ痉讲ǎ救遣?。郭敏等[55]研究交流電波形對(duì)低壓腐蝕鋁箔微觀形貌的影響結(jié)果顯示，正弦波和三角波的孔徑在大小和間隔大致相同尺寸大而淺，方波所產(chǎn)生的孔徑小而密；波形有一段平穩(wěn)不變期時(shí)，易產(chǎn)生并孔。對(duì)于電流處于不斷變化中的三角波與正弦波，并孔較少；三角波使蝕坑有縱向發(fā)展加深的機(jī)會(huì)，并且電流數(shù)值上始終不發(fā)生變化，又能誘導(dǎo)新點(diǎn)蝕的萌生。所以就腐蝕速率而言，三角波造成的腐蝕最為嚴(yán)重。

3.4 環(huán)境參數(shù)

一些學(xué)者的研究[30,56]表明，金屬的溫度隨交流電流密度的增大而升高。大家普遍認(rèn)為，在交流電流密度約為0~835 A/m2時(shí)，溫度可升至約40 ℃。但是在現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有明確證據(jù)說(shuō)明AC會(huì)引起溫度升高[57]，僅僅是在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)時(shí)得到此結(jié)論。

此外，溶液成分也是重要的影響因素。一些離子可以通過(guò)直接或間接參與電極反應(yīng)，如CaCO3和NaHCO3，由于CO32-與HCO3-參與電極反應(yīng)而導(dǎo)致腐蝕加劇。流動(dòng)的介質(zhì)腐蝕更嚴(yán)重[27,58,59]。Cl-可以使腐蝕的程度加劇[26,60,61]，且有研究[46,62]表明，當(dāng)Cl-與SO42-共存時(shí)，SO42-具有緩蝕性，可減弱Cl-對(duì)金屬點(diǎn)蝕的影響，減少點(diǎn)蝕的數(shù)量。另一些離子在金屬表面生成致密的腐蝕產(chǎn)物膜覆蓋在金屬表面，最終影響電極反應(yīng)的傳質(zhì)過(guò)程[63,64]。

3.5 微生物

交流電能夠影響微生物新陳代謝，進(jìn)而影響金屬的微生物腐蝕行為。然而，相關(guān)研究鮮有報(bào)道。卿永長(zhǎng)等[65]利用電化學(xué)方法和腐蝕形貌觀察法對(duì)Q235鋼在交流電和微生物共同影響下的腐蝕行為研究表明，在交流電流密度為50 A/m2，交流電頻率為50 Hz的條件下，正弦波對(duì)硫酸鹽還原菌 （SRB） 的生長(zhǎng)未造成較大的影響 （圖9），交流電的存在使得SRB微生物膜的吸附性降低并加速了微生物膜的脫附。在實(shí)驗(yàn)前期，活性的微生物膜抑制了金屬的腐蝕，但在實(shí)驗(yàn)后期微生物膜失去活性，發(fā)生脫附，和SRB的代謝產(chǎn)物一并加速試樣的腐蝕。在交流電的作用下，由于整流效應(yīng)的存在，點(diǎn)蝕的自催化效應(yīng)越發(fā)嚴(yán)重，局部腐蝕更加嚴(yán)重。SRB的生理代謝過(guò)程使得Q235鋼的局部腐蝕敏感性增大。AC的存在造成試樣腐蝕產(chǎn)物疏松，點(diǎn)蝕等局部腐蝕傾向加劇。此外，Qing等[66]的研究還表明，對(duì)X80鋼施加10 mA/cm2的AC電流抑制了懸浮在溶液中和吸附在金屬基體上SRB的生長(zhǎng)和代謝，間接地促進(jìn)了金屬基體的腐蝕，認(rèn)為SRB存在下交流電腐蝕的機(jī)理是由Fe的活性溶解和生物膜的降解共同控制的。

圖9   實(shí)驗(yàn)中細(xì)菌數(shù)量隨時(shí)間的變化[65]

4 AC腐蝕防護(hù)措施的實(shí)驗(yàn)研究

4.1 陰極保護(hù)

一般來(lái)說(shuō)，管道上施加的最小陰極保護(hù)電位為-0.85 V （CSE）[67]。當(dāng)管道承受交流干擾時(shí)，由于交流干擾也會(huì)對(duì)埋地管道的電位等造成嚴(yán)重的影響，所以也會(huì)影響陰極保護(hù)的參數(shù)，這可能就會(huì)造成陰極保護(hù)數(shù)值的變化。只有在了解AC對(duì)埋地管道陰極保護(hù)的影響規(guī)律和臨界值后才能更好地保護(hù)埋地管道，真正的起到保護(hù)管道完整性的作用。目前，已經(jīng)有很多學(xué)者進(jìn)行了AC對(duì)埋地管道陰極保護(hù)的影響規(guī)律的研究，并得到了一些結(jié)論。

學(xué)者們一致認(rèn)為，AC會(huì)使陰極保護(hù)的效果減弱甚至失效。但是，對(duì)于陰極保護(hù)在遭受交流電干擾時(shí)使用更負(fù)的保護(hù)電位是否可以保持管道完整性卻存在著兩種不同意見。一些學(xué)者認(rèn)為，陰極保護(hù)之所以會(huì)失效是因?yàn)楸Ｗo(hù)程度不夠，只要保護(hù)電位是足夠負(fù)的，交流電腐蝕是完全可以被避免的。Hosokawa等[68]和Kajiyama等[69]認(rèn)為，管道即使?jié)M足-0.85 V （CSE） 的陰極保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)電位，也會(huì)遭受嚴(yán)重的AC腐蝕。AC的存在會(huì)降低陰極保護(hù)的防腐效果，只有當(dāng)陰極保護(hù)電位為更負(fù)時(shí)才能完全保護(hù)管道。Ibrahim等[70]認(rèn)為交流干擾在兩個(gè)方面降低陰極保護(hù)效果：一是金屬腐蝕電位負(fù)向波動(dòng)，二是交流電流的流入使陰極保護(hù)效率降低。Guo等[71]認(rèn)為在交流電流密度較小時(shí)，原有的陰極保護(hù)-0.85 V （CSE） 有效；當(dāng)電流密度較大時(shí)，若想抑制腐蝕，則需要更負(fù)的陰極保護(hù)電位，如-0.95 V （CSE）。Kim等[43]認(rèn)為，只要陰極保護(hù)足夠負(fù)，AC腐蝕是完全可以避免的。當(dāng)陰極保護(hù)電位為-1.1 V （CSE），交流電流密度小于100 A/m2時(shí)，造成的腐蝕都可以忽略不計(jì)。Xu等[72]的研究也證實(shí)了這一觀點(diǎn)。Kuang等[73]選用了3種陰極保護(hù)電位：-0.85，-0.925和-1.0 V （CSE），得到結(jié)論是：施加交流電干擾后，陰極保護(hù)電位并不是保持施加值而不發(fā)生改變；并且在陰極保護(hù)電位為-0.85 V （CSE），當(dāng)電流密度小于10 A/m2時(shí)，不發(fā)生腐蝕；陰極保護(hù)電位為-0.925 V （CSE），電流密度在10~50 A/m2時(shí)，不會(huì)發(fā)生腐蝕；而在陰極保護(hù)電位為-1.0 V （CSE） 時(shí)，電流密度再高也不會(huì)造成腐蝕。

與之相反，另一些學(xué)者認(rèn)為，陰極保護(hù)電位過(guò)負(fù)不但不會(huì)減弱對(duì)金屬的腐蝕反而會(huì)加劇金屬的腐蝕。Vagramyan等[56]研究得到，當(dāng)陰極保護(hù)電位高于-0.95 V （SCE） 或-1.20 V （SCE） 時(shí)，在施加交流電后反而會(huì)促進(jìn)金屬的腐蝕，起不到防腐的作用。交流電流密度與直流密度之比同腐蝕速率之間的關(guān)系如圖10[74]所示，由圖中規(guī)律提出了加大陰極保護(hù)電流和施加弱保護(hù)電流這兩種減小金屬腐蝕速率的方法。唐志德等[75]研究認(rèn)為，當(dāng)金屬“欠保護(hù)”時(shí)，由于金屬表面沒(méi)有形成完整的保護(hù)膜，金屬暴露在交流電下進(jìn)而造成了腐蝕；當(dāng)金屬“過(guò)保護(hù)”時(shí)，雖然形成了完整的保護(hù)膜但是由于交流電的震蕩作用和實(shí)時(shí)電位的波動(dòng)，最終保護(hù)膜破裂，金屬遭到腐蝕。和宏偉[76]研究得出，交流干擾的存在不但會(huì)使腐蝕程度大大增加還會(huì)使陰極電流顯著增長(zhǎng)，管道還會(huì)面臨腐蝕加速、氫脆、陰極剝離等風(fēng)險(xiǎn)。

圖10   碳鋼腐蝕速率隨交直流電流密度之比和陰保極化電位變化圖[74]

對(duì)于新的歐洲標(biāo)準(zhǔn)[77]，Ormellese等[78]通過(guò)研究存在AC干擾的陰極保護(hù)系統(tǒng)得出：（1） 由于AC干擾的存在，管道電位正移，-850 mV標(biāo)準(zhǔn)并不能給管道提供足夠的保護(hù)。（2） 對(duì)于存在陰極保護(hù)的管道，只采用交流腐蝕電流密度這一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是不正確的，還需考慮交流、直流電流密度比值與管道電位，這也是十分重要的。（3） 當(dāng)陰極保護(hù)電位處于-1.0~-1.2 V （CSE） 之間，不存在過(guò)保護(hù)的情況，交流、直流電流密度比值小于20時(shí)，可以認(rèn)為陰極保護(hù)是有效的。除此之外，Di Biase等[79]也指出，因?yàn)楣艿郎厦恳稽c(diǎn)的極化特性都不是固定不變的，而是隨著時(shí)間而改變，這使得標(biāo)準(zhǔn)中的極化特性即使十分必要但也難以在實(shí)際中應(yīng)用。目前交流電對(duì)陰極保護(hù)影響的評(píng)判指標(biāo)[80,81]也在不斷完善，還有待進(jìn)一步的研究。

4.2 涂層保護(hù)

埋地管道采用涂層和外加陰極保護(hù)聯(lián)合使用是最為經(jīng)濟(jì)有效的控制腐蝕發(fā)生的措施。涂層的主要作用是使管道與外界環(huán)境產(chǎn)生物理阻隔，避免基體與周圍環(huán)境產(chǎn)生相互作用。然而，由于涂層本身在制作完成時(shí)就會(huì)有如針孔等缺陷的存在，在實(shí)際施工與運(yùn)行中涂層會(huì)無(wú)法避免地受到破壞。當(dāng)涂層破損處有交流雜散電流流過(guò)時(shí)，容易造成埋地管道的局部腐蝕，使管道形成穿孔。目前，埋地管道防腐層大多采用具有較高絕緣電阻率的溶結(jié)環(huán)氧粉末涂層或三層聚乙烯涂層，該類防腐層的效率可達(dá)到99.9%。雖然這能有效將管道與腐蝕環(huán)境進(jìn)行隔離，避免環(huán)境介質(zhì)對(duì)管道的腐蝕。但是，當(dāng)管道附近存在交流干擾源時(shí)，管道防腐層絕緣性能越好，管道上的感應(yīng)電壓就越不容易像以前容易存在涂層破碎的管道那樣通過(guò)防腐層缺陷將其排出到大地中。Li等[82]研究結(jié)果表明，在交流干擾下，涂層破損面積小的開路電位小，涂層破損面積大的開路電位大，所以缺陷面積小的更容易被腐蝕，而且隨著交流干擾的不斷增大，缺陷面積小的地方腐蝕程度加深，缺陷面積大的地方腐蝕速率下降。丁清苗等[83]研究表明，交流干擾增加了剝離涂層下試樣的腐蝕傾向性及腐蝕速率，且破損點(diǎn)處試樣的腐蝕速率受其影響較大，腐蝕形態(tài)為局部腐蝕。這是由于固定的外加交流電在小缺口處產(chǎn)生了較高的交流電流密度，并且腐蝕產(chǎn)生的陽(yáng)離子很難從局部的狹小缺陷中擴(kuò)散出來(lái)。另外，Wang等[84]的研究表明，交流電干擾還會(huì)使涂層發(fā)生分層剝離的現(xiàn)象，且交流電流密度越大，涂層的分層越多越明顯，涂層的剝離現(xiàn)象越嚴(yán)重。如圖11[37]所示，通過(guò)對(duì)兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，在土壤電阻率不變的情況下，交流電流密度與破損面積呈倒數(shù)關(guān)系。

圖11   涂層破損面積與交流電流密度之間關(guān)系[37]

4.3 接地排流

接地排流是將管道與接地體相連接，以排除管道所受到的交流干擾。常用的接地方式為：直接接地、負(fù)電位接地、固態(tài)去耦合器接地。目前，國(guó)內(nèi)外最常用的交流緩解措施是交流緩解地床+去耦合裝置 （常用的緩解線材料為鋅帶），鋅帶通過(guò)去耦合器與管道相連，去耦合器具有阻直通交的作用，避免了陰極保護(hù)電流的流失。對(duì)此，國(guó)內(nèi)外也進(jìn)行了一些計(jì)算分析工作及實(shí)驗(yàn)研究。Lu等[85]研究得到，去耦合裝置和鋅帶共同使用時(shí)管道的腐蝕速率比單獨(dú)使用鋅帶時(shí)要小很多。孫磊峰認(rèn)為[86]，目前對(duì)固態(tài)去耦合器排流設(shè)施全面性檢測(cè)評(píng)價(jià)依據(jù)國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)缺乏詳細(xì)內(nèi)容，需要在排流設(shè)施基本狀況調(diào)查檢測(cè)、排流去耦合器性能檢測(cè)評(píng)價(jià)、排流位置陰極保護(hù)效果檢測(cè)評(píng)價(jià)等方面的詳細(xì)內(nèi)容上完善或補(bǔ)充現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)有陰極保護(hù)管道，為了陰極保護(hù)的良好效果，建議排流地床材料盡量選擇負(fù)電位材料如鋅帶。劉波等[87]認(rèn)為利用固態(tài)去耦合器連接銅線或鋅帶，在排流方面鋅帶更好，多個(gè)固態(tài)去耦合器同時(shí)使用可以得到更加明顯的排流效果。劉國(guó)[88]認(rèn)為，排流點(diǎn)的數(shù)量及設(shè)計(jì)工程量遠(yuǎn)大于真正的需求，不但造成了資金的浪費(fèi)，又給管道后續(xù)的防腐層和陰極保護(hù)檢測(cè)帶來(lái)負(fù)面影響。

4.4 其他保護(hù)方法

多年來(lái)研究人員致力于想要防止埋地金屬管道可能遭受到的交流干擾，減少對(duì)管道可能產(chǎn)生的危害，以及避免對(duì)相關(guān)操作人員可能引起危險(xiǎn)的發(fā)生。目前，實(shí)際當(dāng)中廣泛應(yīng)用的防護(hù)方法還有：增加埋地管道與強(qiáng)電線路的間距、電屏蔽等。但在長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐應(yīng)用和生產(chǎn)使用過(guò)程當(dāng)中，這些方法都或多或少的出現(xiàn)了一些問(wèn)題，也都存在各自的局限性，這些還有待實(shí)驗(yàn)人員不斷地進(jìn)行研究和解決。

5 結(jié)語(yǔ)與展望

（1） 交流電對(duì)埋地管道的腐蝕熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)過(guò)程及保護(hù)效果都有著重要的影響作用，其中主要參數(shù)包括交流電密度、波形以及頻率。由于交流電干擾的存在，會(huì)不同程度地促進(jìn)金屬的腐蝕與增加局部腐蝕敏感性。然而，已有的研究成果在臨界條件上并沒(méi)有得到統(tǒng)一的結(jié)論。

（2） 目前已提出多個(gè)交流電腐蝕機(jī)理模型，包括：Faraday整流效應(yīng)、陽(yáng)極反應(yīng)的不可逆性、陽(yáng)極的去極化作用、堿化機(jī)理、自催化機(jī)制及腐蝕產(chǎn)物膜層演變。雖然這幾種機(jī)理被廣泛認(rèn)同，但是幾種機(jī)理的內(nèi)在聯(lián)系始終沒(méi)被突破，每種機(jī)理都各自受環(huán)境介質(zhì)或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象產(chǎn)生原因不明等問(wèn)題的影響，不同條件下并沒(méi)有統(tǒng)一適用的模型。因此，今后的研究重點(diǎn)應(yīng)該放在機(jī)理研究方面，特別是交流電腐蝕機(jī)理的本質(zhì)、內(nèi)在聯(lián)系和統(tǒng)一性，這會(huì)促進(jìn)交流腐蝕預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)及防護(hù)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

（3） 埋地管道在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的過(guò)程中，不僅僅只受交流干擾這一種因素影響，目前所做的實(shí)驗(yàn)研究干擾因素過(guò)于單一，只考慮到了土壤環(huán)境、陰極保護(hù)或微生物腐蝕的影響，忽略了實(shí)驗(yàn)結(jié)論的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用性，應(yīng)進(jìn)行例如陰極保護(hù)與微生物協(xié)同作用下對(duì)交流電腐蝕影響等的多因素實(shí)驗(yàn)研究。因此，在研究的過(guò)程中應(yīng)該注重在埋地管道鋪設(shè)現(xiàn)場(chǎng)不同影響因素與交流電的協(xié)同作用。

參考文獻(xiàn)

1 Han C C, Cao G F, Qin H M, et al. Analysis of failures induced by the discharge ablation of pressure-guiding tubes in valve chambers [J]. Nat. Gas Ind., 2016, 36(10): 118

1 韓昌柴, 曹國(guó)飛, 覃慧敏等. 閥室引壓管放電燒蝕失效分析 [J]. 天然氣工業(yè), 2016, 36(10): 118

2 Ren Z J. Detection and protection of stray current interference of Rizhao-Dongming oil pipeline [J]. Oil Gas Storage Transport., 2015, 34: 111

2 任增珺. 日東管道雜散電流干擾檢測(cè)與防護(hù) [J]. 油氣儲(chǔ)運(yùn), 2015, 34: 111

3 Hanson H R, Smart J. AC corrosion on a pipeline located in a HVAC utility corridor [A]. Corrosion 2004 [C]. New Orleans, Louisiana, 2004

4 Song X L, Lin H. Analysis on the research status of AC interference criterion for pipeline under the condition of Yin protection [J]. China Petrol. Chem. Stand. Qual., 2019, 39(16): 6

4 宋曉露, 林海. 陰保狀態(tài)下管道交流干擾準(zhǔn)則研究現(xiàn)狀分析 [J]. 中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量, 2019, 39(16): 6

5 Zhang H P. Assessment and control of alternating current corrosion on steel pipelines [J]. Total Corros. Control, 2018, 32(11): 107

5 張合平. 埋地鋼質(zhì)管道交流腐蝕的評(píng)估與控制 [J]. 全面腐蝕控制, 2018, 32(11): 107

6 Xia H, Liu J, Wang K C, et al. Investigation of electrochemical corrosion for long distance pipeline and its protection [J]. Guangdong Chem. Ind., 2018, 45(9): 163

6 夏輝, 劉俊, 王科鈔等. 電化學(xué)腐蝕對(duì)長(zhǎng)輸管道影響的探討與防護(hù) [J]. 廣東化工, 2018, 45(9): 163

7 Liu Z J, Chen D Q, Jin Z, et al. Assessment code for AC corrosion of buried steel pipe [J]. Oil Gas Storage Transport., 2011, 30: 690

7 劉志軍, 陳大慶, 金哲等. 埋地鋼質(zhì)管道交流腐蝕的評(píng)價(jià)準(zhǔn)則 [J]. 油氣儲(chǔ)運(yùn), 2011, 30: 690

8 Wakelin R G, Gummow R A, Segall S M. corrosion-case histories AC, testprocedures & mitigation [A]. Corrosion 98 [C]. San Diego, California, 1998

9 Kulman F E. Effects of alternating currents in causing corrosion [J]. Corrosion, 1961, 17: 34

10 Wakelin R G, Sheldon C. Investigation and mitigation of AC corrosion on a 300 MM natural gas pipeline [A]. Corrosion 2004 [C]. New Orleans, Louisiana, 2004

11 Ding Q M, Wang H, Lv H L, et al. Electrochemical study on impact of AC on cathodic protection potential for X70 steel [J]. Corros. Prot., 2011, 32: 984

11 丁清苗, 王輝, 呂亳龍等. 電化學(xué)方法研究交流干擾對(duì)陰極保護(hù)電位的影響 [J]. 腐蝕與防護(hù), 2011, 32: 984

12 Li Y, Zhang L J, Tao G, et al. Experiment analysis of influence factors of corrosion induced by alternating current interference for buried steel pipelines [J]. Total Corros. Control, 2011, 25(11): 38

12 李源, 張禮敬, 陶剛等. 埋地鋼質(zhì)管道交流干擾腐蝕影響因素實(shí)驗(yàn)分析 [J]. 全面腐蝕控制, 2011, 25(11): 38

13 Wang Y M, Zhang L J, Tao G, et al. Safety research on corrosion induced by AC interference for buried pipeline based on fuzzy theory [J]. Ind. Saf. Environ. Prot., 2011, 37(9): 47

13 王益敏, 張禮敬, 陶剛等. 基于模糊理論的埋地管道交流干擾腐蝕安全性研究 [J]. 工業(yè)安全與環(huán)保, 2011, 37(9): 47

14 Jiang Z T, Du Y X, Dong L, et al. Effect of AC current on corrosion potential of Q235 steel [J]. Acta Metall. Sin., 2011, 47: 997

14 姜子濤, 杜艷霞, 董亮等. 交流電對(duì)Q235鋼腐蝕電位的影響規(guī)律研究 [J]. 金屬學(xué)報(bào), 2011, 47: 997

15 Weng W J, Wang N. Carbon steel corrosion induced by alternating current [J]. J. Chin. Soc. Corros. Prot., 2011, 31: 270

15 翁永基, 王寧. 碳鋼交流電腐蝕機(jī)理的探討 [J]. 中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào), 2011, 31: 270

16 Hu S X. Present status and prospect of cathodic protection for pipeline [J]. Corros. Prot., 2004, 25(3): 93

16 胡士信. 管道陰極保護(hù)技術(shù)現(xiàn)狀與展望 [J]. 腐蝕與防護(hù), 2004, 25(3): 93

17 Zhang J Y, Wang F C, Zhang Y M. Discussion on the safety distance and space of high-tension transmission line over buried pipelines [J]. Oil Gas Storage Transport., 2006, 25(4): 47

17 張俊義, 王富才, 張彥敏. 高壓輸電線與埋地管道相互影響的安全問(wèn)題 [J]. 油氣儲(chǔ)運(yùn), 2006, 25(4): 47

18 Li W, Du Y X, Jiang Z T, et al. Research progress on AC interference of electrified railway on buried pipeline [J]. J. Chin. Soc. Corros. Prot., 2016, 36: 381

18 李偉, 杜艷霞, 姜子濤等. 電氣化鐵路對(duì)埋地管道交流干擾的研究進(jìn)展 [J]. 中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào), 2016, 36: 381

19 Ouyang X H, Yan M, Liu Q Z, et al. Criteria of high-voltage transmission lines to discriminate AC corrosion of buried pipelines [J]. Sci. Technol. Innovat. Herald, 2015, (34): 67

19 歐陽(yáng)孝含, 閻明, 劉全楨等. 高壓輸電線對(duì)埋地管道交流腐蝕相關(guān)判別的準(zhǔn)則 [J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào), 2015, (34): 67

20 Zhang W Y. Stray current corrosion and protection [J]. Total Corros. Control, 2017, 31(5): 1

20 張文毓. 雜散電流的腐蝕與防護(hù) [J]. 全面腐蝕控制, 2017, 31(5): 1

21 Yin K H, Xiong X J, Zhang D C. Interference of power frequency electromagnetic field to underground oil and gas pipeline [J]. Chengdu Kejidaxue Xuebao, 1979, (1): 150

21 尹可華, 熊祥健, 張達(dá)昌. 工頻電磁場(chǎng)對(duì)地下石油天然氣管道的干擾 [J]. 成都科技大學(xué)學(xué)報(bào), 1979, (1): 150

22 Lalvani S B, Zhang G. The corrosion of carbon steel in a chloride environment due to periodic voltage modulation: Part I [J]. Corros. Sci., 1995, 37: 1567

23 Williams J F. Corrosion of metals under the influence of alternating current [J]. Mater. Prot., 1966, 5: 52

24 Li M, Shu Y, Yan M C, et al. Corrosion electrochemical behavior of X80 pipeline steel under AC current interference [J]. Total Corros. Control, 2017, 31(8): 54

24 李明, 舒韻, 閆茂成等. 交流電干擾下X80管線鋼的腐蝕電化學(xué)行為 [J]. 全面腐蝕控制, 2017, 31(8): 54

25 Guo Y B, Meng T, Wang D G, et al. Experimental research on the corrosion of X series pipeline steels under alternating current interference [J]. Eng. Fail. Anal., 2017, 78: 87

26 Fu A Q, Cheng Y F. Effects of alternating current on corrosion of a coated pipeline steel in a chloride-containing carbonate/bicarbonate solution [J]. Corros. Sci., 2010, 52: 612

27 Kuang D, Cheng Y F. Understand the AC induced pitting corrosion on pipelines in both high pH and neutral pH carbonate/bicarbonate solutions [J]. Corros. Sci., 2014, 85: 304

28 McCollum B, Ahlborn G H. The influence of frequency of alternating or infrequency reversed current on electrolytic corrosion [J]. J.Frankl. Inst., 1916, 182(1): 108

29 Yunovich M, Thompson N G. AC corrosion: Mechanism and proposed model [A]. Proceedings of the 2004 IPC [C]. Calgary, 2004

30 Bruckner W H. The effect of 60 cycle alternating current on the corrosion of steels and other metals buried in soils [R]. Illinois: Engineering Experiment Station Bulletion 470, University of Illi-nois, Urbana, 1964

31 Goidanich S, Lazzari L, Ormellese M. AC corrosion. Part 2: Parameters influencing corrosion rate [J]. Corros. Sci., 2010, 52: 916

32 Cao C N. Principle of corrosion electrochemistry [M]. 3rd Ed. Beijing: Chemical Industry Press, 2008

32 曹楚南. 腐蝕電化學(xué)原理 [M]. 第三版. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 2008

33 Jones D A. Effect of alternating current on corrosion of low alloy and carbon steels [J]. Corrosion, 1978, 34: 428

34 Li Y, Wang Y C, Liang J L. Research of corrosion behavior of X70 pipeline steel in AC environment [J]. Petrochem. Ind. Technol., 2017, 24(3): 78

34 李巖, 王一程, 梁金祿. 在交流電作用下X70管線鋼腐蝕行為研究 [J]. 石化技術(shù), 2017, 24(3): 78

35 Wang X, Zhang P, Wang F, et al. Alternating current corrosion behavior of X80 steel in 0.5 mol/L NaHCO3 solution [J]. Corros. Prot., 2015, 36: 846

35 王霞, 張鵬, 王飛等. X80鋼在0.5 mol/L NaHCO3溶液中的交流電流腐蝕行為 [J]. 腐蝕與防護(hù), 2015, 36: 846

36 Nielsen L V. Role of alkalization in AC induced corrosion of pipelines and consequences hereof in relation to CP requirements [A]. Corrosion 2005 [C]. Houston, Texas, 2005

37 Nielsen L V, Nielsen K V, Baumgarten B, et al. AC induced corrosion in pipelines: detection, characterization and mitigation [A]. Corrosion 2004 [C]. New Orleans, Louisiana, 2004

38 Panossian Z, Filho S E A, de Almeida N L, et al. Effect of alternating current by high power lines voltage and electric transmission systems in pipelines corrosion [A]. Corrosion 2009 [C]. Atlanta, Georgia, 2009

39 Tang D Z. Study of alternating current interference on cathodic protection system of buried pipeline [D]. Beijing: University of Science and Technology Beijing, 2016

39 唐德志. 交流電流對(duì)埋地管道陰極保護(hù)系統(tǒng)的影響規(guī)律及作用機(jī)制研究 [D]. 北京: 北京科技大學(xué), 2016

40 Goidanich S, Lazzari L, Ormellese M. AC corrosion-Part 1: Effects on overpotentials of anodic and cathodic processes [J]. Corros. Sci., 2010, 52: 491

41 Ma J, Zhu M, Yuan Y F, et al. Corrosion behavior of X100 pipeline steel with different microstructures in simulated solution of Golmud soil under AC interference [J]. Surf. Technol., 2019, 48(8): 272

41 馬俊, 朱敏, 袁永鋒等. 交流干擾下不同組織X100鋼在格爾木土壤模擬溶液中的腐蝕行為 [J]. 表面技術(shù), 2019, 48(8): 272

42 Wang X H, Yang G Y, Huang H, et al. AC stray current corrosion law of buried steel pipeline [J]. J. Chin. Soc. Corros. Prot., 2013, 33: 293

42 王新華, 楊國(guó)勇, 黃海等. 埋地鋼質(zhì)管道交流雜散電流腐蝕規(guī)律研究 [J]. 中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào), 2013, 33: 293

43 Kim D K, Muralidharan S, Ha T H, et al. Electrochemical studies on the alternating current corrosion of mild steel under cathodic protection condition in marine environments [J]. Electrochim. Acta, 2006, 51: 5259

44 Wu W, Pan Y, Liu Z Y, et al. Electrochemical and stress corrosion mechanism of submarine pipeline in simulated seawater in presence of different alternating current densities [J]. Materials, 2018, 11: 1074

45 Reyes T, Bhola S, Olson D L, et al. Study of corrosion of super martensitic stainless steel under alternating current in artificial seawater with electrochemical impedance spectroscopy [J]. AIP Conf. Proc., 2011, 1335: 1241

46 Yang Y. A corrosion behavior and mechanism of X70 pipeline steel[D]. Qingdao: China University of Peroleum (East China), 2013

46 楊燕. X70鋼交流腐蝕行為及機(jī)理研究 [D]. 青島: 中國(guó)石油大學(xué)(華東), 2013

47 Liu Z Y, Du C W, Li C, et al. Stress corrosion cracking of welded API X70 pipeline steel in simulated underground water [J]. J. Mater. Eng. Perform., 2013, 22: 2550

48 Wan H X, Song D D, Liu Z Y, et al. Effect of alternating current on stress corrosion cracking behavior and mechanism of X80 pipeline steel in near-neutral solution [J]. J. Nat. Gas Sci. Eng., 2017, 38: 458

49 Chin D T, Sachdev P. Corrosion by alternating current: Polarization of mild steel in neutral electrolytes [J]. J. Electrochem. Soc., 1983, 130: 1714

50 He H W, Cao B, Bai D J, et al. Influence of AC stray current on corrosion electrochemistry behavior [J]. Corros. Prot., 2014, 35: 721

50 和宏偉, 曹備, 白冬軍等. 交流雜散電流對(duì)金屬腐蝕電化學(xué)行為的影響 [J]. 腐蝕與防護(hù), 2014, 35: 721

51 Bertocci U. AC induced corrosion. The effect of an alternating voltage on electrodes under charge-transfer control [J]. Corrosion, 1979, 35: 211

52 Wendt J L, Chin D T. The a. c. corrosion of stainless steel—II. The polarization of SS304 and SS316 in acid sulfate solutions [J]. Corros. Sci., 1985, 25: 901

53 Radeka R, Zorovic D, Barisin D. Influence of frequency of alternating current on corrosion of steel in seawater [J]. Anti-Corros. Methods Mater., 1980, 27: 13

54 Dyer C K, Alwitt R S. Surface changes during A.C. etching of aluminum [J]. J. Electrochem. Soc., 1981, 128: 300

55 Guo M, Yang Q. Effects of AC etching waveforms on micro-photography and properties of the low-voltage etched aluminum foil [J]. Electr. Comp. Mater., 2013, 32(2): 26

55 郭敏, 楊琴. 交流電波形對(duì)低壓腐蝕鋁箔微觀形貌及性能的影響 [J]. 電子元件與材料, 2013, 32(2): 26

56 Vagramyan A T, Sutyagina A A. The effect of alternating current on the electrodeposition of nickel [J]. Bull. Acad. Sci. USSR, Div. Chem. Sci., 1952, 1: 399

57 Pookote S R, Chin D T. Effect of alternating current on the under ground corrosion of steels [J]. Mater. Perform., 1978, 17: 9

58 Zhu M, Du C W, Li X G, et al. Effect of alternating current frequency on corrosion behavior of X65 steel in CO32-/HCO3- solution [J]. J. Mater. Eng., 2014, (11): 85

58 朱敏, 杜翠薇, 李曉剛等. 交流電頻率對(duì)X65鋼在CO32-/HCO3-溶液中腐蝕行為的影響 [J]. 材料工程, 2014, (11): 85

59 Helm G, Heim T, Heinzen H, et al. Investigation of corrosion of cathodically protected steel subjected to alternating currents [J]. 3R Int., 1993, 32: 246

60 Fu Y, Kou J, Du C W. Fractal characteristics of AC corrosion morphology of X80 pipeline steel in coastal soil solution [J]. Anti-Corros. Methods Mater., 2019, 66: 868

61 Tu C Y, Liu Q. Study on alternating current corrosion behavior of X80 coating steel [J]. Total Corros. Control, 2017, 31(12): 69

61 涂承媛, 劉強(qiáng). 交流雜散電流作用下X80涂層鋼的腐蝕行為研究 [J]. 全面腐蝕控制, 2017, 31(12): 69

62 Zhang H, Du Y X, Li W, et al. Investigation on AC-induced corrosion behavior and product film of X70 steel in aqueous environment with various ions [J]. Acta Metall. Sin., 2017, 53: 975

62 張慧, 杜艷霞, 李偉等. 不同環(huán)境介質(zhì)中X70鋼的交流腐蝕行為及腐蝕產(chǎn)物膜層分析 [J]. 金屬學(xué)報(bào), 2017, 53: 975

63 Torstensen A. AC corrosion on cathodically protected steel [D]. Trondheim: Norwegian University of Science and Technology, 2012

64 Lilleby L. Effect of AC current on calcareous deposits [D]. Trondheim: Norwegian University of Science and Technology, 2009

65 Qing Y C, Yang Z W, Xian J, et al. Corrosion behavior of Q235 steel under the interaction of alternating current and microorganisms [J]. Acta Metall. Sin., 2016, 52: 1142

65 卿永長(zhǎng), 楊志煒, 鮮俊等. 交流電和微生物共同作用下Q235鋼的腐蝕行為 [J]. 金屬學(xué)報(bào), 2016, 52: 1142

66 Qing Y C, Bai Y L, Xu J, et al. Effect of alternating current and sulfate-reducing bacteria on corrosion of X80 pipeline steel in soil-extract solution [J]. Materials, 2019, 12: 144

67 NACE SP0169 Control of external corrosion on underground or submerged metallic piping systems [S]. NACE, 1996

68 Hosokawa Y, Kajiyama F, Nakamura Y. New CP criteria for elimination of the risks of AC corrosion and overprotection on cathodically protected pipelines [A]. Corrosion 2002 [C]. Denver, Colorado, 2002

69 Kajiyama F, Nakamura Y. Effect of induced alternating current voltage on cathodically protected pipelines paralleling electric power transmission lines [J]. Corrosion, 1999, 55: 200

70 Ibrahim I, Takenouti H, Tribollet B, et al. Harmonic analysis study of the AC corrosion of buried pipelines under cathodic protection [A]. Corrosion 2007 [C]. Nashville, Tennessee, 2007

71 Guo Y B, Tan H, Meng T, et al. Effects of alternating current interference on the cathodic protection for API 5L X60 pipeline steel [J]. J. Nat. Gas Sci. Eng., 2016, 36: 414

72 Xu L Y, Su X, Cheng Y F. Effect of alternating current on cathodic protection on pipelines [J]. Corros. Sci., 2013, 66: 263

73 Kuang D, Cheng Y F. Effects of alternating current interference on cathodic protection potential and its effectiveness for corrosion protection of pipelines [J]. Corros. Eng. Sci. Technol., 2017, 52: 22

74 Ormellese M, Lazzari L, Goidanich S, et al. CP criteria assessment in the presence of AC interference [A]. Corrosion 2008 [C]. New Orleans, Louisiana, 2008

75 Tang D Z, Du Y X, Lu M X, et al. Progress in the mutual effects between AC interference and the cathodic protection of buried pipelines [J]. J. Chin. Soc. Corros. Prot., 2013, 33: 351

75 唐德志, 杜艷霞, 路民旭等. 埋地管道交流干擾與陰極保護(hù)相互作用研究進(jìn)展 [J]. 中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào), 2013, 33: 351

76 He H W. Influence of AC stray current on corrosion of anti-corrosion layer defect [J]. Gas Heat, 2018, 38(11): B06

76 和宏偉. 交流雜散電流對(duì)防腐層缺陷的腐蝕影響 [J]. 煤氣與熱力, 2018, 38(11): B06

77 UNI CEN/TS 15280 Evaluation of A.C. corrosion likelihood of buried pipelines-Application to cathodically protected pipelines [S]. 2006

78 Ormellese M, Lazzari L, Brenna A, et al. Proposal of CP criterion in the presence of AC-interference [A]. Corrosion 2010 [C]. San Antonio, Texas, 2010

79 Di Biase L, Cigna R, Fumei O. AC corrosion and cathodic protection of buried pipelines [A]. Corrosion 2010 [C]. San Antonio, Texas, 2010

80 , Corrosion of metals and alloys-Determination of AC corrosion-Protection criteria [S]. 2015

81 NACE SP0169-2013, Control of external corrosion on underground or submerged metallic piping systems [S]. 2013

82 Li Z, Li C Y, Qian H C, et al. Corrosion behavior of X80 steel with coupled coating defects under alternating current interference in alkaline environment [J]. Materials, 2017, 10: 720

83 Ding Q M, Wang Y J, Cui Y Y, et al. Effect of AC interference on the corrosion behavior of pipeline steel under disbonded coatings [J]. Corros. Prot., 2018, 39: 349

83 丁清苗, 王宇君, 崔艷雨等. 交流干擾對(duì)剝離涂層下管線鋼腐蝕行為的影響 [J]. 腐蝕與防護(hù), 2018, 39: 349

84 Wang L W, Cheng L J, Li J R, et al. Combined effect of alternating current interference and cathodic protection on pitting corrosion and stress corrosion cracking behavior of X70 pipeline steel in near-neutral pH environment [J]. Materials, 2018, 11: 465

85 Lu M X, Tang D Z, Du Y X, et al. Investigation on corrosion of zinc ribbon under alternating current [J]. Corros. Eng. Sci. Technol., 2015, 50: 256

86 Sun L F. Practice of comprehensive detection and evaluation of AC stray current discharged by solid state decoupler combined with ground bed material [J]. Total Corros. Control, 2019, 33(8): 62

86 孫磊峰. 固態(tài)去耦合器接地排流設(shè)施全面性檢測(cè)評(píng)價(jià)的實(shí)踐 [J]. 全面腐蝕控制, 2019, 33(8): 62

87 Liu B, Zhao Y G, Zhao S H, et al. Analysis of interference of high-speed rail current with cathodic protection of pipeline and countermeasures [J]. Corros. Sci. Prot. Technol., 2018, 30: 94

87 劉波, 趙永剛, 趙書華等. 高鐵運(yùn)行電流對(duì)管道陰極保護(hù)干擾分析與防護(hù)措施 [J]. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù), 2018, 30: 94

88 Liu G. Application of solid state-decoupler in AC interference mitigation of pipelines [J]. Oil Gas Storage Transport., 2016, 35: 449

88 劉國(guó). 固態(tài)去耦合器在管道交流干擾防護(hù)中的應(yīng)用 [J]. 油氣儲(chǔ)運(yùn), 2016, 35: 449