Cl~-浓度对X80管线钢在CO_3~(2-)-HCO_3~-溶液中电化学腐蚀行为的影响

随着高强度管线钢广泛应用于油气管道输送领域,长距离埋地管道腐蚀现象越发明显。为了探究Cl~-与CO_3~(2-)-HCO_3~-共同作用下高强度钢的腐蚀行为,利用动电位极化及交流阻抗技术研究X80钢在不同浓度Cl~-的0.05 mol/L Na_2CO_3+0.10 mol/L NaHCO_3溶液中的电化学特征,并结合金相显微镜对X80钢的腐蚀形貌进行表征。结果表明:X80管线钢在不同浓度Cl~-的0.05 mol/L Na_2CO_3+0.10 mol/L NaHCO_3溶液中,其极化曲线呈现典型的活化-钝化-再活化特征;当Cl~-浓度由0 mol/L增大至0.09 mol/L时,X80钢的腐蚀速率呈现逐渐增大的趋势;当Cl~-浓度为0 mol/L时,试样表面腐蚀反应受阻,腐蚀现象较弱,只有几个小的腐蚀坑存在;当Cl~-浓度为0.09 mol/L时,极化电阻Rp出现最小值,此时X80管线钢的腐蚀现象最严重;溶液中的Cl~-吸附在X80钢表面会加速金属腐蚀反应的进行。     

HCO_3~-浓度对X80管线钢在高pH值模拟土壤溶液中腐蚀行为的影响

环境因素对管线钢在碱性土壤中的腐蚀行为影响明显。采用电化学测试技术研究了HCO_3~-浓度对X80管线钢在高pH值模拟土壤溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:X80管线钢在NaHCO_3溶液中的腐蚀过程为活化钝化机理;HCO_3~-浓度影响过渡钝化区阳极峰的数量,当HCO_3~-浓度小于或等于0.50 mol/L时,有2个阳极峰;当HCO_3~-浓度大于0.50 mol/L时,有1个阳极峰;随HCO_3~-浓度增大,腐蚀速率增大;加入Na_2CO_3后,腐蚀过程及机理不发生变化。     

X80钢母材和焊缝在高pH值土壤模拟溶液中的点蚀行为

目前,对管线钢焊缝应力腐蚀行为研究较多,而针对其点蚀行为的研究很少。采用动电位极化和电化学阻抗谱研究了X80钢母材和焊缝在高pH值土壤模拟溶液(0.50 mol/LNaHCO_3+0.02 mol/LNaCl)中的点蚀行为,通过金相显微镜观察了母材和焊缝的显微组织和极化后的点蚀形貌,借助Mott-Schokkty曲线分析了钝化膜的半导体特性。结果表明:X80钢母材和焊缝在高pH值土壤模拟溶液中都能够发生钝化,但母材的钝化区间范围更宽,击穿电位更高。母材和焊缝表面所成的钝化膜都呈n型半导体特征,但母材表面的钝化膜致密性和均匀性更好,膜电阻和电荷转移电阻更大,钝化膜内的缺陷密度也更低,这是导致母材抗点蚀性能优于焊缝的一个原因。此外,焊缝组织中高含量的贝氏体组织是造成其点蚀性能下降的另一个因素。     

X100管线钢在不同温度和静水压力作用下的剩余寿命预测

采用动电位极化曲线的电化学测量方法,测量了温度分别为15℃、25℃和35℃,静水压力分别为0.1MPa、2MPa和4MPa时,X100管线钢在0.5mol/L NaHCO_3+0.5mol/L Na_2CO_3+0.3mol/L NaCl溶液中的腐蚀电流密度,结果表明:随着温度和静水压力的增加,X100管线钢在模拟溶液中的腐蚀电流密度均增加,腐蚀速率增加。以含椭圆形外腐蚀缺陷的管道为计算对象,缺陷尺寸为62mm×40mm×3.6mm。依据腐蚀剩余寿命计算公式、Barlow公式、ASME-B31G准则和腐蚀电流密度值,计算得出X100管线钢在模拟溶液中不同温度和静水压力下的剩余寿命。     

X100钢在模拟碱性土壤溶液中的腐蚀行为

为了给X100钢在工程中的应用提供数据参考,采用电化学方法,选用典型模拟碱性土壤溶液,通过改变Cl-浓度、浸泡时间以及极化恒电位值,研究X100钢的电化学腐蚀行为。结果表明:X100钢的腐蚀为活化-钝化过程,其交流阻抗谱包括高频容抗弧和低频容抗弧,在低频段出现Warburg阻抗;CE浓度从0.15mol/L增大到0.25mol/L时,溶液中的电荷转移电阻增大,反应形成的钝化膜越来越致密,导致腐蚀速率减小;浸泡时间从2h增加到8h时,电荷转移电阻减小,导致电极表面腐蚀加剧;在-0.60~0.40V极化扫描下,电荷转移电阻明显增加,钝化膜变得致密,导致腐蚀抗力增大,腐蚀速率减小。     

Cl~-和应力对X80管线钢电化学腐蚀行为的影响

目前,对于Cl~-和应力同时作用时钢铁腐蚀行为及机理的研究不多。采用动电位极化和交流阻抗谱,研究了Cl~-和应力对X80管线钢在高pH值溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:Cl~-对X80管线钢的钝化行为有显著影响,当Cl~-浓度小于0.10 mol/L时,X80管线钢表面会形成稳定的钝化膜,当Cl~-浓度大于0.10 mol/L时,则不会形成稳定的钝化膜。在自腐蚀电位下,少量的Cl~-可增加X80管线钢的腐蚀倾向,但大量Cl~-可降低其腐蚀倾向。外加应力使交流阻抗谱低频区出现第二段容抗弧,并且提高自腐蚀电位下X80管线钢的溶解速率。     

CO_2饱和的0.5mol/L NaCl溶液中温度对3Cr低合金钢腐蚀行为的影响

低合金钢在含CO2的NaCl溶液中的腐蚀行为受温度影响很大。利用动电位极化和电化学阻抗(EIS)技术研究了CO2饱和的NaCl溶液中温度对3Cr低合金钢腐蚀过程的影响。结果表明:温度的升高促进了腐蚀过程的阴阳极反应,合金钢的腐蚀速率增大;随着温度的升高,阳极塔菲尔斜率逐渐减小,阴极塔菲尔斜率逐渐增大,电极表面的阳极区面积逐渐增大,而阴极区面积逐渐减小;温度升高对阴极过程的促进作用大于阳极过程,使Ecorr发生正向移动;温度升高提高了合金钢的腐蚀速率,但极化曲线形状基本相同,即腐蚀机理未发生变化;合金钢在CO2饱和的0.5 mol/L NaCl溶液中的电化学阻抗谱均出现2个时间常数,高频和中频段出现由双电层界面电容和电荷转移电阻引起的容抗弧,低频段出现与钝化膜相关的容抗弧,但都随着温度的升高而减小。     

S32750超级双相不锈钢在低温模拟海水中的腐蚀行为

为了考察S32750超级双相不锈钢(SDSS)在低温海水中的腐蚀性能,通过浸泡试验、动电位极化和电化学阻抗等方法,研究了S32750 SDSS和316L不锈钢(316L SS)在5℃的模拟海水(质量分数为3.5%Na Cl)中的腐蚀行为,采用Mott-Schottky曲线对低温下钝化膜的半导体性质进行了分析,并通过金相显微镜观察了两者腐蚀后的表面形貌。结果表明:在低温海水中,S32750 SDSS比316L SS表现出了更低的腐蚀速率,且S32750 SDSS表面腐蚀凹坑的数量较少;2种不锈钢均能形成稳定的钝化膜,且S32750 SDSS比316L SS展现出更大的钝化区间以及更高的点蚀电位、钝化膜电阻和电荷转移电阻,这主要与S32750 SDSS表面钝化膜更加致密、缺陷数量更少等因素有关。     

X80管线钢在CO_3~(2-)、HCO_3~-及Cl~-协同作用下的腐蚀行为

目前,有关土壤介质中管线钢腐蚀的研究仅局限于单一环境因素的影响,环境因素协同作用的报道较少。通过正交试验法和动电位扫描技术对X80管线钢在高p H值模拟溶液中CO_3~(2-)、HCO_3~-及Cl~-等因素协同作用下的腐蚀行为进行研究。结果表明:CO_3~(2-)、HCO_3~-及Cl~-等因素的共同作用对X80钢腐蚀行为的影响较大;当CO_3~(2-)浓度由0.03 mol/L增大到0.09 mol/L时,X80钢的腐蚀电流密度逐渐增大,当CO_3~(2-)浓度为0.09 mol/L时,试样的腐蚀电流密度达到55.69μA/cm~2;随Cl~-浓度的不断降低,试样的腐蚀电流密度明显减小;随HCO_3~-浓度的升高,试样的腐蚀电流密度呈逐渐增大的趋势;HCO_3~-浓度对X80钢的腐蚀性影响最大,而CO_3~(2-)浓度对金属腐蚀性的影响最小。     

316L不锈钢在Cl-和HCO3-协同作用下的腐蚀行为研究

为了探明Cl^-和HCO₃^-协同作用下对316L不锈钢的腐蚀行为的影响，通过交流阻抗(EIS)和循环极化曲线技术考察了不同Cl^-以及HCO₃^-浓度(其中Cl^-浓度梯度为0,0.030 0,0.051 5,0.070 0 mol/L,HCO₃^-浓度梯度为0.01,0.03,0.05 mol/L)对316L在辽河油田地下水环境模拟液中的电化学腐蚀行为的影响情况，并结合金相显微镜对试件腐蚀形貌进行表征，利用X射线光电子能谱(XPS)分析确定其产物成分。结果表明：随着Cl^-浓度的增大容抗弧直径减小，弥散指数降低，点蚀电位降低，腐蚀情况加剧；而随着HCO₃^-浓度的增大，容抗弧的直径增大，弥散指数升高，点蚀电位升高，316L的腐蚀减缓。这是由于Cl^-会破坏316L表面的钝化膜，而HCO₃^...     

油气输送管道钝化行为的交流阻抗谱研究

油气输送管道表面的钝化膜易遭受HCO-3破坏,从而引起管道报废造成重大损失.采用动电位扫描技术研究了管道用材(X70钢)在4种不同NaHCO3/Na2CO3浓度溶液中的极化曲线,并根据极化曲线确定其电位范围,测试了X70钢在NaHCO3/Na2CO3溶液中钝化膜的电化学交流阻抗谱(EIS),提出了X70钢在NaHCO3/Na2CO3溶液中的等效电路模型.结果表明:X70钢在NaHCO3/Na2CO3溶液中具有二次钝化行为,表面先后形成两种性能不同的钝化膜,随着HCO-3浓度的增加,一次钝化膜逐渐溶解,二次钝化膜逐渐增厚,耐蚀性增强,起到了很好的保护作用.     

基于点蚀的316L不锈钢在酸性气田环境中的适应性评价

国内外酸性气田的开发使腐蚀环境越来越苛刻,为满足气液混输的工艺要求,发展了耐蚀合金/碳钢的双金属复合管技术。316L不锈钢被广泛用于双金属管的内衬,在含H_2S和CO_2环境中腐蚀速率很低,然而在高含Cl-的溶液中,316L不锈钢容易出现点蚀而诱发集输管线失效,为此,就316L不锈钢在酸性气田集输环境中的点蚀进行评述。讨论了影响316L不锈钢点蚀的材质因素,Mn和Fe的硫化物及Mg、Al、Ca的氧化物等两种夹杂物均能促进钝化膜的溶解而引起点蚀;分析了316L不锈钢点蚀的H_2S、CO_2、温度、Cl-浓度和pH值等环境的适应性条件,发现H_2S环境比CO_2环境更容易发生点蚀,H_2S和CO_2对点蚀发生存在协同机制,温度升高、Cl-浓度增加和酸性介质均会增加316L不锈钢点蚀的敏感性。为进一步优化选材原则,需重点加强环境因素的协同机制、环境适应性的边界条件、点蚀发展的动力学以及新的标准研究。     

Potentiostatic Electrochemical Noise Analysis of 2101 Lean Duplex Stainless Steel in 1mol/L NaCl

The critical pitting temperature (CPT) of 2101 lean duplex stainless steel (DSS) in 1 mol/L NaCl was investigated.Potentiostatic electrochemical noise (EN) technique coupled with scanning electron microscopy (SEM) was used to study the corrosion process of 2101 DSS at different temperatures (15,25,28,and 35 C) from below CPT to above CPT.The EN data were analyzed by wavelet technique based on orthogonal db4 wavelet.The results showed that,the patterns of current noises were different at different temperatures.The characteristics of energy distribution plot (EDP) obtained from wavelet analysis technique can be used as "fingerprints" of EN signal and can be used to interpret the corrosion process.With increasing solution temperature,the maximum relative energy defined in EDP changed from the region of crystal series coefficients with smaller scales through middle scales to larger scales,which indicated the process of initiation,propagation and growth into stable pitting of metastable pitting.The results were well confirmed by the corresponding morphologies.     

桂花果提取液在1 mol/L盐酸介质中对A3钢的缓蚀性能

为了开发A3钢盐酸清洗中的天然绿色缓蚀剂,通过索式提取法从桂花果中提取植物缓蚀剂,采用失重法、极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究了不同浓度桂花果提取液在1 mol/L盐酸介质中对A3钢的缓蚀性能,并探讨了缓蚀机理。结果表明:以95%的乙醇为溶剂索式提取的桂花果提取液在1 mol/L盐酸介质中对A3钢具有良好的缓蚀性能,缓蚀效率随其浓度的增加而增大,当其浓度达到25 g/L时,缓蚀效率可达93%以上;桂花果提取液为混合型缓蚀剂,缓蚀机理为"几何覆盖效应",其有效缓蚀成分在A3钢表面的吸附符合Langmuir等温式,吸附平衡常数为1.89 L/g。     

Effect of dissolved oxygen on electrochemical corrosion behavior of 2205 duplex stainless steel in hot concentrated seawater

The corrosion behavior of 2205 duplex stainless steel was investigated in hot concentrated seawater with different dissolved oxygen(DO) concentration by electrochemical measurement techniques and surface analysis methods. DO obviously enhances the cathodic reaction process, the formation of passive film and polarization resistance. With increasing the DO concentration from 0.34 to 3.06 mg L^-1, the relative contents of Fe₂O₃ and Cr₂O₃ and the Cr-enrichment gradually enlarge in the passive film. The higher DO concentrations result in lower defect densities and thicker of space charge layers in the passive films,whichmayeffectively inhibit the intrusion of aggressive chloride ions. The increment inDOconcentration clearly increases the pitting potential, but decreases the repassivation potential. It may weaken both the occurrence and repassviation tendencies of stable pitting corrosion.     

Electrochemical properties of 316L stainless steel with culturing L929 fibroblasts.

Potentiodynamic polarization and impedance tests were carried out on 316L stainless steel with culturing murine fibroblast L929 cells to elucidate the corrosion behaviour of 316L steel with L929 cells and to understand the electrochemical interface between 316L steel and cells, respectively. Potential step test was carried out on 316L steel with type I collagen coating and culturing L929 cells to compare the effects of collagen and L929 cells. The open-circuit potential of 316L steel slightly shifted in a negative manner and passive current density increased with cells, indicating a decrease in the protective ability of passive oxide film. The pitting potential decreased with cells, indicating a decrease in the pitting corrosion resistance. In addition, a decrease in diffusivity at the interface was indicated from the decrease in the cathodic current density and the increase in the diffusion resistance parameter in the impedance test. The anodic peak current in the potential step test decreased with cells and collagen. Consequently, the corrosion resistance of 316L steel decreases with L929 cells. In addition, collagen coating would provide an environment for anodic reaction similar to that with culturing cells.     

20/316L双金属管的腐蚀失效原因分析

随着20/316L双金属管在油气生产中的推广应用,关于内衬316L不锈钢的腐蚀失效问题日益突出,尤其是条件苛刻的酸性集输环境下,目前相关研究不多.利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)等测试手段对20/316L双金属管在含H2S-Cl-的酸性集输环境中出现的腐蚀失效问题进行了系统分析,探讨了腐蚀失效的原因.结果表明:20/316L双金属管腐蚀类型为局部腐蚀,主要分布于内衬管316L的底部.腐蚀失效的主要原因是腐蚀介质中存在高浓度的H2S与Cl-,共同促进了钝化膜的破裂与点蚀的发展.当存在较高浓度的H2S与Cl-时,钝化膜薄弱处与电位较低的非金属夹杂物处易发生钝化膜的破裂与金属基体的快速溶解而成为点蚀源,形成点蚀.