SRB对X100钢在鹰潭土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

采用失重法、线性极化曲线和阻抗谱电化学技术,结合扫描电子显微镜和能谱分析仪研究了X100钢在有/无SRB的鹰潭土壤模拟溶液中的腐蚀行为.结果表明:X100钢在无菌与有菌时的腐蚀速率随时间延长均为:减小→增大→减小,腐蚀速率有菌时小于无菌,SRB的存在减缓了 X100钢的腐蚀;腐蚀速率的控制主要由腐蚀产物膜的均匀性与致密性决定,无菌介质中,腐蚀产物膜不致密、不均匀,保护性较差,在有菌介质中,钢表面形成致密均匀的结合膜,致密的膜对传质有一定的阻碍作用,从而减轻了X100钢的腐蚀;无菌时腐蚀产物主要为Fe2O3,Fe3O4,α-FeO(OH),有菌时腐蚀产物为Fe3O4,FeS.     

苏里格大气田土壤湿度对Q235钢腐蚀行为的影响

土壤的干湿变化直接影响到土壤中金属材料的腐蚀.为此,应用失重法研究了土壤湿度对Q235钢在苏里格大气田土壤中腐蚀行为的影响,结合电镜、能谱等手段对腐蚀产物进行表征,并对腐蚀机理进行了初步探讨.结果表明:土壤湿度对Q235钢的腐蚀影响很严重,在湿度为10%时,出现最大腐蚀速率.腐蚀形貌观察发现Q235钢点腐蚀倾向较为严重;钢的腐蚀产物主要是铁的氧化物(Fe2O3,Fe3O4).     

CO2分压对20#钢在CO2/H2O气液两相塞状流中腐蚀行为的影响

利用失重法、SEM、EDS、XRD和 XPS等分析方法在自主设计的动态腐蚀实验装置上研究了 CO2分压对20#钢在CO2/H2O 气液两相塞状流中腐蚀行为的影响,对腐蚀试样进行了腐蚀速率分析、腐蚀形貌特征观察以及腐蚀产物成分与膜层结构特征分析.结果表明:随CO2分压的增加腐蚀速率增加,0.04 MPa、0.28 MPa下分别达到腐蚀速率最小值(1.1609 mm/a)和最大值(1.8988 mm/a);上管壁腐蚀产物随着CO2分压的增加最终形成颗粒较大的节瘤状产物,下管壁腐蚀产物由球形颗粒形成初始致密的单层膜逐渐转变为由致密的内层膜和具有网状连通裂纹的片状疏松外层膜构成;经 EDS元素分析可知上下壁面的腐蚀产物均由Fe、C、O 三种元素构成,XPS分峰图谱显示C 1 s、O 1 s和Fe 2 p均出现了三个拟合峰位,结合XRD分析可知腐蚀产物的主要组成相有 Fe3C、FeCO3、Fe2O3、Fe3O4、FeOOH.     

近中性土壤中20^#钢管道材料腐蚀行为与机理的研究

通过实验室内埋片实验研究了20#钢在近中性土壤中的腐蚀规律和机理.在三种不同土壤中埋片,对腐蚀后的试样腐蚀形貌和产物进行EDS和XRD分析,并测定了试样的腐蚀速率、自腐蚀电位以及极化曲线随时间的变化关系.结果表明:随着时间的延长,腐蚀速率是不断变化的;3种不同土壤中的钢试样经过相同的腐蚀时间后,1#和2#腐蚀最为严重,3#腐蚀程度稍轻;经过60d腐蚀后,能谱和射线分析其腐蚀产物主要是非晶质、Fe(OH)3和Fe2O3;不同时间和土壤的电位变化规律是不同的,与腐蚀速率变化规律是一致的.最后探讨了腐蚀机理,在近中性土壤中,低碳钢腐蚀的阴极过程主要是氧的还原,在阴极区域形成OH-离子,阳极过程是铁的氧化,氧化后的两价Fe2+发生水合作用,并转化为更稳定的产物Fe(OH)3和Fe2O3.     

室温磁制冷材料La（Fe0.94Co0.06）11.7Si1.3在去离子水中腐蚀行为的研究木

针对La（Fe0.94Co0.06）11.7Si1.3磁制冷材料在去离子水中的腐蚀行为进行了研究，结果表明，腐蚀速率随时间的变化而变化，开始时腐蚀速率较快，随着时间的延长，腐蚀速率逐渐变慢。XPS能谱分析表明，腐蚀产物主要由γ-Fe2O3、Co（OH）2及H2SiO3组成，产物形态较为疏松，不足以对基体形成有效保护。腐蚀产物中没有发现La的信息，其具体原因有待在后续工作中进一步深入探讨。     

CO2腐蚀产物膜的微观形貌和结构特征

研究了碳钢、低Cr钢在不同条件下形成CO2腐蚀产物膜的微观形貌、成分和结构特征.结果表明,N80(碳钢)、1Cr-L80形成的腐蚀产物膜主要由FeCO3晶体堆垛而成,而3Cr-L80、5Cr-L80的表层则形成大面积的含Cr化合物,主要为Cr(OH)3和Cr2O3.这些Cr的化合物脱水后比较疏松,容易形成龟裂.在静态条件下,碳钢和含Cr钢的腐蚀产物膜均具有分层结构,碳钢外层与内层腐蚀产物膜的成分变化不大,主要为Fe、Ca碳酸复盐.含Cr钢的内层腐蚀产物膜中出现Cr元素的富集,外层主要为Fe、Ca碳酸复盐.随着Cr含量的增加,材料的腐蚀产物膜向非晶态转变.在静态条件下,低Cr钢比碳钢的腐蚀速率稍大;在动态(1.5 m/s)条件下,含Cr钢的腐蚀速率明显低于碳钢,而且腐蚀速率随着Cr含量的增加而下降.     

Q235B钢在船舶尾气脱硫液中的腐蚀行为

碱液脱硫是当前尾气处理领域的研究热点,产生的脱硫液是一个新的腐蚀体系.为了探究船舶尾气脱硫液对Q235B钢的腐蚀影响,通过浸泡试验并结合失重法,研究了Q235B钢在船舶尾气脱硫液中的腐蚀行为,并利用SEM、EDS、EPMA和XRD对浸泡后样品的锈层结构、组成、元素分布以及表面形貌进行分析.结果表明:腐蚀初期,碳钢表面沉积一层墨绿色絮状腐蚀产物,微观结构为花瓣状,主要成分为Fe(OH) 2,Fe(OH)3、Fe2O3·H2O,腐蚀类型以全面腐蚀为主;随着腐蚀时间延长,腐蚀产物发生变化,腐蚀受到抑制;在腐蚀35 d后,腐蚀转而以点蚀为主,红褐色的腐蚀产物为团簇状且致密排布,主要成分为Fe2O3·H2O、Fe3O4、FeSO4·4H2O.基于试验结果,推导出Q235B钢在脱硫液中的腐蚀机理:腐蚀初期主要以吸氧腐蚀为主;随着时间延长腐蚀受到抑制,腐蚀以FeSO4的氧化水解形成酸、酸的循环再生机制进行.     

纯铁的腐蚀产物对纯铁腐蚀行为的影响及其机理研究

为探究纯铁腐蚀产物对其腐蚀行为的影响机理,采用扫描振动电极技术(SVET)考察了Fe3O4β-FeOOH和γ-FeOOH对纯铁腐蚀行为的影响,并从腐蚀产物的半导体性质入手,采用扫描开尔文探针(SKP),Mort-Schottky曲线以及氧还原反应极化曲线,研究了产生该影响的机理.结果 表明:这3种腐蚀产物均会促进纯铁的腐蚀,其对纯铁腐蚀的促进作用按照β-FeOOH、Fe3O4、γ-FeOOH的顺序依次减弱.腐蚀产物对纯铁的腐蚀促进作用取决于2个方面:腐蚀产物的功函数与纯铁的功函数的相对大小以及腐蚀产物的氧还原反应活性.当腐蚀产物的功函数大于铁的功函数时,电子倾向于从金属传递至腐蚀产物,促进了纯铁腐蚀过程的阳极反应.腐蚀产物的氧还原反应活性越高,越有利于电子的消耗,促进了腐蚀过程的阴极反应.     

CO2分压对20#钢在CO2/H2O气液两相塞状流中腐蚀行为的影响

利用失重法、SEM、EDS、XRD和XPS等分析方法在自主设计的动态腐蚀实验装置上研究了CO_2分压对20#钢在CO_2/H_2O气液两相塞状流中腐蚀行为的影响,对腐蚀试样进行了腐蚀速率分析、腐蚀形貌特征观察以及腐蚀产物成分与膜层结构特征分析。结果表明:随CO_2分压的增加腐蚀速率增加,0.04 MPa、0.28 MPa下分别达到腐蚀速率最小值(1.160 9 mm/a)和最大值(1.898 8mm/a);上管壁腐蚀产物随着CO_2分压的增加最终形成颗粒较大的节瘤状产物,下管壁腐蚀产物由球形颗粒形成初始致密的单层膜逐渐转变为由致密的内层膜和具有网状连通裂纹的片状疏松外层膜构成;经EDS元素分析可知上下壁面的腐蚀产物均由Fe、C、O三种元素构成,XPS分峰图谱显示C 1s、O 1s和Fe 2p均出现了三个拟合峰位,结合XRD分析可知腐蚀产物的主要组成相有Fe_3C、FeCO_3、Fe_2O_3、Fe_3O_4、FeOOH。     

腐蚀产物膜对X80钢在库尔勒土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

采用扫描电镜和X射线衍射对X80钢在库尔勒土壤模拟溶液中浸泡1个月后的表面腐蚀产物膜进行观察和测试,通过动电位极化和交流阻抗等电化学方法研究了腐蚀产物膜对X80钢腐蚀行为的影响。结果表明:腐蚀产物膜明显加速了X80钢在模拟溶液中的阴极还原过程,腐蚀也由原来的活化控制转变为扩散过程控制。腐蚀产物膜可分内外两层,外层产物膜由Fe2O3,Fe(OH)3和FeO(OH)组成,疏松,易脱落,没有保护作用。内层产物膜为Fe3O4,与基体结合得虽然较为紧密,但存在着微裂纹和微小孔洞等缺陷,这些缺陷增大了阴极还原的有效面积,减少了荷电离子的传输阻力,促进了腐蚀微电池的形成,从而使覆盖有腐蚀产物膜的X80钢表现出更大的腐蚀速率。     

Fe-Cr合金预氧化后涂覆KCl盐膜的热腐蚀行为

为开发新型耐高温氯化腐蚀合金及防护涂层,对比研究了750 ℃下Fe-20%Cr(质量分数)合金直接涂KCl和预氧化后再涂KCl盐膜条件下的热腐蚀行为.采用XRD及EPMA对其现象进行分析,结果表明:预氧化生成的初始Cr2O3层对Fe-20%Cr合金在KCl盐膜下的热腐蚀有一定的保护作用,表现为降低腐蚀速率,减轻腐蚀对基体的破坏并维持氧化膜的完整性;Fe-20%Cr在750℃KCl盐膜下的腐蚀产物主要是Fe2O3,Cr2O3以及少量K2Fe2O4和K2Cr2O7等复杂氧化物,其中Fe2O3分布在氧化膜外层,而Cr2O3集中于靠近氧化膜/基体界面的氧化膜内侧.用热力学理论解释了这种氧化膜的形成原因.     

风电塔筒材料Q345D合金钢在模拟海洋大气环境下的腐蚀规律研究

为准确了解塔筒材料在酸性大气环境下的腐蚀规律并为海上风电塔筒结构防腐优化提供理论依据,利用干湿酸性盐雾试验模拟沿海大气环境,对Q345D合金钢腐蚀24,48,72,96,168,240,360,480 h,研究塔筒材料Q345D钢在该环境下的腐蚀规律.利用X射线衍射仪分析(XRD)、扫描电镜观察(SEM)、通过测定腐蚀失重率、电化学测试等方法对不同腐蚀时间后的Q345D试样进行分析.结果 表明:Q345D的腐蚀动力学曲线遵循幂函数规律,随着腐蚀时间的增加,Q345D钢的腐蚀速率呈增长性变化趋势,腐蚀前168 h内,腐蚀速率较快,168 ～ 240h时,腐蚀速率减缓,腐蚀320 h后,速率又开始缓慢增加;Q345D在沿海大气环境下的腐蚀产物主要有β-FeOOH、Fe2O3、γ-FeOOH、Fe3O4、α-FeOOH组成,腐蚀过程中少量α-FeOOH形成减缓了基体的腐蚀速率:带锈Q345D钢自腐蚀电位随腐蚀时间的延长呈现逐渐增加趋势,腐蚀前168 h内,自腐蚀电流密度逐渐增加,腐蚀速率增加,168～240 h内,自腐蚀电流密度减小,锈层保护性逐渐变好,此阶段内腐蚀速率降低,240 ～480 h内,自腐蚀电流密度增加,腐蚀速率加快.     

Q235碳钢在滨海盐土中的腐蚀形貌、产物及机理分析

对Q235碳钢在10%,20%和34%(水饱和)含水滨海盐土中一个月的腐蚀形貌进行宏观和微观形貌观察,计算不同含水条件下的腐蚀失重,并对腐蚀产物进行Raman光谱分析。结果表明:由于受扩散控制的影响,Q235碳钢在10%含水滨海盐土中的腐蚀失重最大,其形貌以局部腐蚀为主;含水量增加,腐蚀失重迅速下降,腐蚀形貌由局部腐蚀转变为均匀腐蚀。Q235碳钢在20%和34%含水滨海盐土中的腐蚀产物主要是α-FeOOH;受腐蚀产物表面脱水的影响,在10%含水条件下的腐蚀产物出现分层结构,内层主要成分是α-FeOOH,腐蚀产物中的Fe2O3和Fe3O4等多分布在α-FeOOH外。     

S135钻杆接头失效及腐蚀特征

通过化学成分分析、力学性能测试、组织结构分析和高温高压模拟试验,对127mm（5”）S135钻杆接头内壁出现划痕、凹槽和腐蚀三种失效形式,钻杆的腐蚀速率和腐蚀产物进行分析研究。结果表明：该钻杆接头的材料性能符合相关标准要求,钻杆接头腐蚀机理是氧腐蚀,腐蚀产物主要是Fe3O4和FeOOH,划痕和凹槽是由于使用不当和卡槽所致。     

G-105钢在盐水钻井液中的腐蚀行为

为了解决盐水钻井液对钻具的腐蚀,通过对现场钻杆腐蚀产物的EDS分析发现,其主要成分为铁的氧化物Fe2O3;盐水钻井液对钻具的腐蚀主要是氧的去极化腐蚀,且腐蚀产物疏松,对钻杆保护作用较差.通过室内动态模拟试验发现,随着温度升高和转速增加,G-105钢在盐水钻井液中的腐蚀速率都会增加;含盐量较低时(＜3%)泥浆中的盐分对溶解氧的排驱作用较小,主要起增强导电性作用,此时,G-105钢在盐水钻井液中的腐蚀速率随着盐含量的增加而增大,随后,盐对溶解氧的排驱作用占优势,腐蚀速率随盐含量的增加而降低.     

不同含硫量、含水量原油对输油管线的腐蚀

原油含硫量、含水量对其腐蚀性的影响较大,过去有关报道较少。通过模拟现场工况,利用腐蚀失重法探讨了X60管线钢在不同含硫量和含水量原油中的失重规律,利用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)等分析了腐蚀产物的形貌及成分。结果表明:随原油含水量提高,X60管线钢的腐蚀速率增大,其腐蚀体系为S-O-水-油体系;硫在一定程度上促进了原油对管线钢的腐蚀,但腐蚀速率较小,属于轻度腐蚀范围,腐蚀产物主要由Fe,O,S,C,Cl组成。     

X52钢在H2S/CO2饱和5%NaCl溶液中的腐蚀行为研究

通过动电位扫描、交流阻抗、失重法等试验方法和SEM、EDS、XRD等表面分析技术对APIX52钢在35℃的H2S/CO2饱和5%Nacl溶液中的腐蚀行为进行了研究.结果表明,在本试验条件下,APIX52钢以H2S腐蚀为主,随着时间的延长,X52钢的腐蚀速率逐渐减小,最后趋于一稳定值;腐蚀产物膜为双层结构,膜外层较为致密,富含元素Fe和S,膜内层比较疏松,富含元素Fe和O.这种双层结构与腐蚀产物膜的离子选择性有关.     

高温高压酸性气井油套管钢在超临界CO_2环境下的腐蚀行为

高温高压酸性气井腐蚀环境恶劣,油套管腐蚀、变形、破损等事故频繁发生,严重影响气井安全生产。为了解掌握油套管钢的腐蚀类型、严重程度及耐蚀性能,利用高温高压反应釜在模拟井底实际工况条件下研究了J55、N80、P110、13Cr、S13Cr 5种油套管材质的抗CO_2腐蚀性能,运用失重法、扫描电镜(SEM)和能谱分析等技术,重点分析了腐蚀速率、腐蚀产物膜形貌和腐蚀产物膜成分。结果表明:在本试验测试范围内,J55、N80、P110钢在90℃时腐蚀速率为最大,然后随温度升高而降低,属于极严重腐蚀;13Cr、S13Cr钢的腐蚀速率随温度的升高不断增大,在150℃达到最大值;5种材料的平均腐蚀速率随CO_2分压的增大呈先上升后下降的趋势;碳钢材质腐蚀类型主要为均匀腐蚀+局部腐蚀,含Cr钢材质腐蚀类型主要为均匀腐蚀;碳钢CO_2腐蚀产物膜主要成分为FeCO_3,同时夹杂有少量的Fe_3C和铁的氧化物或铁单质;13Cr和S13Cr钢CO_2腐蚀产物膜的主要成分为晶态FeCO_3和非晶态的Cr(OH)_3,此外,还含有少量的Fe或Cr的氧化物、碳化物和单质Fe等。     

某井油管腐蚀原因分析

对某井油管检查发现,管体内外壁均有不同程度的腐蚀,但是在某些井段腐蚀最严重。对油管管体的化学成分分析、金相显微组织检测和SEM,EDS及XRD的分析结果表明:管体具有正常的化学成分和金相组织,腐蚀坑底部有大量的腐蚀产物堆积,Cl-在腐蚀产物层下富集。油管内壁产物为FeCO3,MgFe(CO3)2,FeO(OH),Mg3Ca(CO3)4和Fe3O4,外壁产物主要有FeCO3,MgFe(CO3)2,CaCO3和FeO(OH)。表明该井油管内壁腐蚀原因为CO2腐蚀,内壁腐蚀穿孔后,腐蚀性的介质和气体由此进入套管和油管的环空造成油管外壁CO2腐蚀。井深3279m处油管处于CO2腐蚀速率最大的温度区间,腐蚀最严重。Cl-的富集是诱发局部腐蚀的主要原因。     

FN04Mo在七种典型大气环境下的力学性能变化规律及腐蚀机理

本工作通过金属注塑成型方法制备了FN04Mo样品,并采用电液伺服试验机、X射线衍射分析、扫描电子显微镜、能谱分析仪等对FN04Mo在万宁站、漠河站、敦煌站、拉萨站、江津站、西双版纳站、永兴站七种典型大气环境下的力学性能规律和腐蚀机理进行了研究.研究结果表明,FN04Mo腐蚀初期(1～3个月)力学性能变化呈现明显的下降趋势,试验至3～18个月后其力学性能基本保持稳定.FN04Mo在七种典型大气暴露试验1年后,样品表面均布满腐蚀产物,表面腐蚀形态为点蚀.FN04Mo在富含Cl-海洋大气环境(万宁和永兴)和富含SO2工业大气环境(江津)下腐蚀最严重.样品在江津暴露1年的腐蚀产物为 α-FeOOH、γ-FeOOH以及Fe3 O4,在永兴暴露9个月的腐蚀产物为 β-FeOOH、γ-FeOOH、Fe3 O4和FeOCl.侵蚀性强Cl-和极性强SO2两种大气污染物在大气环境下加剧了FN04Mo基体腐蚀,大气暴露后的FN04Mo样品因腐蚀产物的形成、分层脱落等现象,造成其有效承载面积减小,使其力学性能发生了显著变化.