对45#钢管道的缝隙腐蚀模拟研究

目的预测埋地金属管道缝隙表面电位分布和腐蚀速度。方法造金属管道缝隙腐蚀的几何模型,对腐蚀管道采取阴极保护,推导腐蚀管道的电化学反应动力方程式。对几何仿真模型的初始条件及边界条件进行约束,采用MATLAB软件对阴极保护电位分布规律和表面缝隙腐蚀速度的几何模型进行了仿真,并且与实验测量结果进行对比,得出了仿真结果与实验结果的相对误差。结果采用阴极保护金属管道表面缝隙腐蚀的底部仿真电位随时间的增加而反向增大,在极化时间50 h内最大电位为-8.6 V。采用阴极保护金属管道表面缝隙腐蚀的仿真电位随缝隙深度的增加而反向减小,在距离缝隙表面10 cm内最小值为-0.78 V。采用阴极保护金属管道表面缝隙的仿真腐蚀速度随时间的增加而逐渐减小,在前5年内腐蚀速度最小值达到0.334 mm/a。同时,电位分布和腐蚀速度的仿真值与实验测量值的相对误差在5%以内,误差较小。结论采用矩形缝隙模型可以近似预测阴极保护的电位分布和缝隙表面腐蚀速度,从而降低了金属管道腐蚀速度,避免了金属管道发生灾难性的事故。     

3C钢腐蚀速度与海水环境参数关系的人工神经网络分析

采用电化学方法测定了3C钢在不同海水环境参数下的腐蚀速度，并根据四层BP神经网络分析了3C钢腐蚀速度与海水环境参数的相关性，建立了3C钢在海洋环境中腐蚀速度的人工神经网络模型。     

BP神经网络在碳钢、低合金钢海水腐蚀中的应用

根据实海环境数据及材料腐蚀数据,利用BP结构神经网络建立了碳钢、低合金钢在实海环境中腐蚀速度与环境因素、材料成份之间神经网络预测模型,并探讨了建立预测模型中遇到的一些问题.结果表明该模型可以较准确的预测碳钢、低合金钢在不同海域的腐蚀速度.      

储罐底板腐蚀的预测研究

影响储罐底板腐蚀的因素很多，它的腐蚀深度和腐蚀速度是随时间变化的灰色量。为了预测储罐底板的腐蚀状况，掌握储罐底板腐蚀的基本规律，应用灰色理论中的GM(1，1)模型对储罐底板腐蚀速度的实际统计数据进行了灰色动态拟合，建立了相应的预测方程，对储罐底板的腐蚀深度和腐蚀速度进行了预测，并建立了残差值的GM(1，1)模型对原预测值进行补偿，从而提高了预测精度和平稳度，为储罐腐蚀防护提供了科学的依据。     

喷射腐蚀试验装置流体力学模型的建立与试验验证

设计了一套高速喷射腐蚀装置,喷射液流速度达150 m/s,并且在喷射过程中可以精确控制喷射速度。该装置能与电化学工作站联机,进行电化学测试。根据流体力学理论,建立喷射流体力学模型,确立了喷射速度、喷射冲击力和表面切应力与喷射压力之间的关系,并采用实验方法验证了流体力学模型的正确性。利用失重法和电化学方法,进行了喷射腐蚀实验。结果表明,由喷射液流产生的冲击力对喷射腐蚀及其形貌有很大的影响,并且与表面切应力共同作用引起阳极极化过程改变,加速电化学腐蚀。采用冲击力描述喷射腐蚀规律较表面切应力更为合理。     

DELPHI在金属材料流动腐蚀研究中的应用

采用DELPHI语言,通过建立材料在流动海水中腐蚀综合模型,对金属流动腐蚀实验进行了仿真化研究.结果表明：动态仿真实验较好地模拟了流动介质对材料腐蚀的影响,探讨了表面流体力学参数与腐蚀的关系.仿真得到的腐蚀速度与实测值基本一致,说明通过建立的腐蚀综合模型,开发管流式和旋转流式材料流动腐蚀的仿真软件是可行的,能够对将材料流动腐蚀,特别是在高流速、高温条件下流动腐蚀进行模拟研究.      

常用金属海水腐蚀数据管理及预测系统

使用Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ语言在Ｗｉｎｄｏｗｓ环境下编制了金属海水腐蚀数据管理和预测系统。该系统除包括数据浏览,录入,编辑等常用的管理功能外还具备关系型查询功能以及一定的预测功能。预测模块包括人工神经模型预测和灰色模型预测,使该系统不仅可查阅常用金属在我国典型海域的腐蚀行为,还能够预测材料的长期腐蚀速度及新材料在其它海域的腐蚀速度。     

用电化学方法研究低碳钢在粘土中的腐蚀行为

本文用动电位扫描法及电子计算机曲线拟合和交流阻抗技术研究了低碳钢在含水35%的粘土中的腐蚀行为,得到了实验周期内的腐蚀速度随时间变化的回应关系式,提出了腐蚀过程的等效电路及腐蚀机理的动力学模型.     

一种预测异径管流动加速腐蚀速率的新模型

通过将稳态传质模型和一维电偶腐蚀模型耦合,提出了预测异径管流动加速腐蚀速率的新模型。该模型先由稳态传质模型得到异径管近壁面处的自腐蚀电流密度分布和速度极值点处的自腐蚀电位,而后将极值点处自腐蚀电位代入到一维电偶腐蚀模型中,计算该壁面处的电偶腐蚀电流密度。应用此新模型对某一异径管流动加速腐蚀速率进行计算,发现异径管大端的腐蚀电流密度比小端腐蚀电流密度大两个数量级,据此可以解释台湾某核电站蒸汽冷凝水管线统计得出异径管大端出现最大减薄量的现象。与壁面剪切应力理论和稳态传质理论计算流动加速腐蚀速率分布相比,该模型的计算结果更贴近实际情况。     

CP6型腐蚀速度监测仪研制

CP6型腐蚀速度监测仪采用电化学的方法对腐蚀体系进行监测,可观察到Rp-t曲线、Lcorr-t曲线和Vcorr-t曲线,可看到瞬时腐蚀速度和平均腐蚀速度。配上远距离通讯接口,可组成远距离监测和大面积腐蚀监测网,本文介绍了CP6腐蚀速度监测仪的研制过程。。     

恒流脉冲技术检测管线钢土壤腐蚀

采用恒流脉冲技术测量X80高强管线钢在酸性红壤中的腐蚀速率,并与极化曲线结果对照。结果表明,两种方法所得腐蚀速率有较好的相关性;恒流脉冲法可快速获取金属材料土壤腐蚀界面的腐蚀动力学参数,且对体系扰动小,不受材料真实暴露面积的影响,适合于管线钢土壤腐蚀现场监测。     

铁素体/奥氏体双相钢在旋转单相流体中腐蚀的数值模拟

引入现代流体力学方法，建立流体力学、传质过程、腐蚀电化学反应的综合数学模型，对双相钢在流动3．5％NaCl水溶液的腐蚀过程进行了数值模拟．探讨了近壁处流体力学参数对双相钢腐蚀过程的作用，模拟结果表明：双相钢的腐蚀主要受阳极过程控制，其中钝化膜中的传质过程是腐蚀的主要控制步骤．计算的腐蚀速度与实测值基本一致,验证双相钢的流体腐蚀机构．     

工艺条件对碳钢表面化学镀Ni-P质量的影响

碳钢在工业中有着非常广泛的应用,但耐腐蚀性能欠佳使其应用受到了一定的限制,而化学镀就是提高碳钢耐腐蚀性的一种重要方法。以碳钢为基底进行酸性化学镀镍磷工艺的研究,考察了工艺条件温度、pH值对碳钢化学镀镍层沉积速率及腐蚀速率的影响,并通过扫描电镜和能谱分析对镀层的形貌及成分作了分析研究。结果发现,碳钢化学镀镍最佳工艺条件为：pH值4．5～5．2,温度在70℃左右。在该工艺条件下对碳钢表面进行化学镀镍,可获得光亮、细致、均匀、附着力强、耐蚀性好的镀层。由镀层成分分析可知,镀层中Ni质量分数为87．53％,P为9．26％。     

碳钢、低合金钢大气腐蚀的灰色模型预测及灰色关联分析

用灰色模型GM(1,1)对碳钢、低合金钢的大气腐蚀速率建立了预测模型,结果显示,该模型具有较高的精度,同时用灰色关联分析方法研究了环境因素对大气腐蚀影响的程度,表明RH>80%的年时数、相对湿度RH、温度是影响大气腐蚀的主要因素.     

盐雾腐蚀环境对38CrMoAl钢动态力学性能的影响

对不同周期盐雾腐蚀后38Cr Mo Al钢开展了应变速率为0.001～3000 s-1的准静态和冲击拉伸试验,研究了盐雾腐蚀环境对38Cr Mo Al钢材料在高应变率条件下动态力学性能的影响,借助数字显微镜、FT-IR、SEM、EDS等手段对盐雾腐蚀后的38Cr Mo Al钢表面形貌、腐蚀坑深度、腐蚀产物成分和断口形貌等进行了分析。结果表明,腐蚀速率与盐雾腐蚀时间正相关,腐蚀加速过程遵循幂函数特征,腐蚀产物层对38CrMoAl钢的腐蚀起到促进作用;38Cr Mo Al钢的屈服强度随着应变率的提高而提高,随着腐蚀周期的增加而降低,盐雾腐蚀后的38CrMoAl钢断口呈现多处撕裂状特征,腐蚀时间越长,撕裂状痕迹越多,撕裂状断裂使得试件断口颈缩不再是均匀发展,导致屈服后抗拉强度下降,屈强比升高。对J-C本构模型中的应变率强化项和绝热软化项进行了修正,并加入了腐蚀修正参数,使得新模型可以准确地表征38CrMoAl钢在盐雾腐蚀环境中动态力学行为。     

丙烯酸系乳胶用于钢筋混凝土的防腐蚀研究

用电化学阻抗谱研究了丙烯酸系乳胶作为混凝土添加剂或钢筋表面涂层时对钢筋腐蚀行为的影响,加速腐蚀试验结果表明混凝土中添加乳胶后能够延缓钢筋表面钝化层的破坏,而对混凝土的渗透性能影响不大,乳胶涂层能够显著减小钢筋腐蚀速率,涂层的存在改变了钢筋表面的腐蚀状态,在此基础上提出了改善钢筋混凝土抗蚀能力的措施。     

腐蚀高强Q690D钢板耐腐蚀性能及其机理研究

针对矿井用耐蚀高强钢的开发,介绍了新型耐蚀高强Q690D钢板化学成分、组织及力学性能。主要通过盐雾试验及电化学试验对普通Q690D、耐蚀Q690D钢板的耐蚀性能进行了测试,分析了耐蚀钢的多因素耦合的腐蚀规律,揭示了耐蚀钢的腐蚀机制。结果表明:耐蚀Q690D钢板中较高的Cr元素有利于降低试验钢基体表面的电位差,降低腐蚀倾向;钢板组织状态不同,表面电位差也有一定差异,耐蚀Q690D钢板经淬火+回火处理后得到的回火马氏体/贝氏体组织,强韧良好,耐蚀性较普通Q690D钢板提高1.5倍。EBSD表征结果表明:小角度晶界由于其高度有序结构,具有较小的自由体积和较低的界面能,能够打断大角度晶界的连通性,能够有效地阻断腐蚀沿着大角度晶界的扩展,所以腐蚀速率会随着小角度晶界比例的上升而下降。     

水环境混凝土中钢筋腐蚀及其研究的现状与趋势

本文主要对混凝土中钢筋腐蚀的机理及其测量方法的研究现状进行论述。讨论了钢筋腐蚀与混凝土碳化这两种引起混凝土构件破坏的主要因素、基本机理与特征,简要介绍了各种环境因素,尤其是氯离子与碳化对钢筋腐蚀的影响,介绍了几种钢筋腐蚀的电化学原位快速无损检测方法,分析目前钢筋腐蚀研究存在的问题并提出今后发展方向。     

基于电化学方法5Cr钢熔化焊接头CO2腐蚀行为

为了获得5Cr钢熔化焊焊接接头的动态腐蚀特性,采用基于电极电位的电化学方法进行5Cr钢焊接接头耐CO₂腐蚀行为的研究,建立了基于极化曲线下的腐蚀模型,研究了不同填充材料的焊接接头的耐腐蚀性. 研究发现,在温度为40 ℃,CO₂分压为10个大气压等加速腐蚀条件下,低铬焊丝的焊缝区域的自腐蚀电位最正,腐蚀速率最小,高铬焊丝的焊缝区域的自腐蚀电位较正,腐蚀速率较小,无铬焊丝的焊缝自腐蚀电位最负,腐蚀速率最大. 对比只反应腐蚀前后质量变化的失重法,电化学方法反映了腐蚀周期任一时刻的动态腐蚀速率,基于电化学腐蚀模型下的腐蚀速率与失重法测量结果相吻合. 验证了电化学腐蚀模型的正确性. 结果表明,低铬钢匹配适当的低铬焊丝可使得焊接接头具有较强的耐CO₂腐蚀性能.     

Corrosion behavior of each phase in low carbon microalloyed ferrite–bainite dual-phase steel: Experiments and modeling

In situ observation of the initial corrosion behavior of a low carbon microalloyed ferrite–bainite dual-phase steel showed that the corrosion originated from the inside of ferrite and ferrite boundary. In addition, a model for describing the corrosion behavior of each phase in multiphase steel was established. Based on this model, a method to quantitatively assess the corrosion rate of each phase was presented by white light interference, and the relationship between the surface roughness and corrosion morphology was also established. Meanwhile, the galvanic corrosion at phase-scale and the influence of phase distribution on service safety of multiphase steel were discussed.