钛-碳钢在模拟海水溶液中电偶腐蚀与缝隙腐蚀的耦合作用机制研究

目的 探究TA2-Q235在模拟海水溶液中的电偶腐蚀、缝隙腐蚀及电偶缝隙耦合作用机制,为钛钢复合板在海洋工程结构中的应用设计提供理论指导,提升工程构件使用寿命。方法 通过测量极化曲线、阴阳极开路电位,探究Q235和TA2在电偶腐蚀、缝隙腐蚀及电偶缝隙耦合时阴阳极的极化行为。通过电偶腐蚀测量仪,测量电偶电流,通过腐蚀质量损失,表征阳极金属溶解速率。利用SEM观察微观腐蚀形貌,评价阳极金属腐蚀程度及表面腐蚀产物膜状态。结果 腐蚀介质为中性3.5%NaCl时,单独Q235的自腐蚀电流密度为35.5μA/cm²,呈现均匀腐蚀形貌。Q235与TA2偶接时,耦合电位接近Q235自腐蚀电位,测得平均电偶电流密度为40.5μA/cm²,TA2对Q235阳极溶解加速效应较弱。Q235缝隙样品的缝隙内外不存在电位差,缝内因为供氧不足,阴极反应受到抑制,腐蚀程度小于缝外;TA2-Q235电偶缝隙耦合时,缝内Q235的腐蚀速率低于自腐蚀速率。结论 TA2-Q235电偶与缝隙耦合时,缝隙内缺氧对Q235阴极反应的抑制效应大于TA2电偶对Q235阳极反应的促进效应,使缝...     

Q245R与不锈钢在3.5%NaCl溶液中的电偶腐蚀行为研究

针对石油与化工设备行业的电偶腐蚀情况,采用电化学方法,研究了Q245R钢和不锈钢(201、304冷轧板、304热轧板、316L)在3.5%Na Cl溶液中的电化学行为。结果表明:不锈钢比较稳定,而Q245R则处于活化状态;Q245R的腐蚀电位远低于不锈钢,偶接后作为阳极腐蚀加剧,不锈钢作为阴极被保护;偶接后电偶对的混合电位与电偶电流呈负相关;电偶腐蚀效应的大小为Q245R/201Q245R/316LQ245R/304冷轧板Q245R/304热轧板。     

X65/316L电偶对在模拟油田产出水中的电偶腐蚀行为

采用电化学方法研究了X65/316L电偶对在模拟油田产出水环境中的电偶腐蚀行为。结果表明,在pH值为7.15的模拟油田产出水中,当阴阳极面积比为2、1和0.5时,电偶电位在-708～-735mV之间,随着阴阳极面积比的增大,电偶电位正移,阳极电偶电流密度增大,但阴极电偶电流密度的变化范围不大。(SCE)电偶腐蚀效应随阴阳极面积比的增大而增大。阴阳极面积比为1时,电偶电流密度随pH值的减小而增大。     

AZ91D镁合金电偶腐蚀的研究

在自来水和3.5%NaCl溶液中测试了铸造AZ91D镁合金与铝合金、锌合金、Q235碳钢和Cu偶合后的电偶腐蚀行为,研究了腐蚀环境、偶接材料和阴阳极面积比(CAAR)对铸造AZ91D镁合金电偶腐蚀行为的影响。在电偶腐蚀过程中测量溶液的pH值以及电偶腐蚀电流;用失重法计算了铸造AZ91D镁合金的电偶腐蚀速率,利用SEM观察了AZ91D镁合金的腐蚀形貌,并对腐蚀产物进行XRD分析。结果表明,AZ91D镁合金在电偶腐蚀过程中会使溶液的pH值升高,并伴有以Mg(OH)₂为主的腐蚀产物的生成;溶液中Cl^-的存在会加速AZ91D镁合金的电偶腐蚀速率;低氢过电位金属Q235碳钢和Cu对AZ91D镁合金的电偶腐蚀加速效果明显高于中氢过电位金属铝合金和锌合金,偶接材料的极化性能对AZ91D镁合金的电偶腐蚀速率有较大影响。同时,大的阴阳极面积比会加速AZ91D镁合金的电偶腐蚀速率,且AZ91D镁合金的电偶腐蚀电流随阴阳极面积比的增大而呈线性增长趋势。     

大气环境条件下电力金属材料的电偶腐蚀研究

对由紫铜和Q235碳钢、Zn、以及304不锈钢垫圈组成的3种电偶组件在福建省16个地点进行了为期1 a的大气暴露试验,获得了3种电偶组件在不同大气环境下的腐蚀失重数据,并结合各地区的气象和环境数据、试样表面形貌以及腐蚀产物成分,对典型地区的电偶腐蚀行为进行了分析。结果表明,在大气环境下,Cu与Q235碳钢、Zn耦合后Cu为阴极,与304不锈钢耦合后Cu为阳极,电偶作用明显加速了阳极金属的腐蚀,且与大气环境有直接的关联。电偶效应规律为:γ_(Cu-Zn)γ_(Cu-Q235)γ_(Cu-304SS)。     

带锈铸铁与304不锈钢的电偶腐蚀

研究了在3.5% NaCl溶液中带锈铸铁和304不锈钢(SS3 04)之间的电偶腐蚀效应和特性,以及面积比对电偶腐蚀效应的影响.结果表明,SS304(面 积为Ac)与带锈铸铁(面积为Aa)面积比S(Ac/Aa)≤16时,电偶电流大小取决于SS304 表面在耦合电位时的阴极反应速率;随着面积比S的增大,电偶电流密度Ig/Aa 增大,但Ig/Ac降低,而且受限于SS304表面氧扩散极限电流密度;随面积比S 的增大,电偶腐蚀效应增大,但相对来说,电偶腐蚀效应是较小的.面积比S太大时,可能 使本身为钝化态的SS304在偶接活化后发生阴极腐蚀.建议S≤4.     

NdFeB合金与Q235碳钢在NaCl溶液中的电偶腐蚀行为研究

采用电化学方法研究了NdFeB合金与Q235碳钢在3.5%NaCl溶液中的电偶腐蚀行为。实验结果表明,当NdFeB合金和Q235碳钢分别单独存在于3.5%NaCl溶液中时,NdFeB合金的开路电位稳定值(EOCP-NdFeB)和自腐蚀电位(Ecorr-NdFeB)均负于Q235碳钢的开路电位稳定值(EOCP-Q235)和自腐蚀电位(Ecorr-Q235),这说明当NdFeB合金与Q235碳钢构成腐蚀电偶对后,NdFeB合金成为电偶对的负极/阳极,Q235碳钢成为电偶对的正极/阴极;当NdFeB合金和Q235碳钢在3.5%Na Cl溶液中偶接后,两者之间的电偶电位绝对值高达0.65 V,足以驱动NdFeB合金发生严重的阳极溶解。     

Q235钢-紫铜在不同温度酸性红壤中的电偶腐蚀行为

目的研究Q235钢-紫铜电偶对在不同温度红壤中,电偶腐蚀的加速效应和腐蚀机理。方法通过恒温恒湿箱模拟不同温度的酸性红壤环境。采用失重法测定Q235钢-紫铜电偶对的电偶腐蚀动力学曲线,采用ZRA零电阻电流计研究电偶电流和电偶电位随腐蚀时间的变化曲线。通过XRD、SEM/EDS检测腐蚀产物的成分和微观形貌。结果电偶腐蚀20 d后,土壤温度为20、40、60℃Q235钢的腐蚀质量损失分别为0.4276、0.9432、1.4622 g/dm~2,电偶腐蚀效应分别为4.51、2.90、2.56。Q235钢在酸性红壤中呈局部腐蚀形态,当土壤温度为20℃和40℃时,腐蚀产物主要由FeO、Fe_3O_4与土壤颗粒胶结形成,结构较疏松;当温度为60℃时,腐蚀产物主要由Fe_3O_4组成,结构较致密。随着腐蚀时间的增加,电偶电位呈现起伏波动,电偶电流减小。腐蚀20 d后,Q235-紫铜电偶对在60℃下的电偶电流(71.1μA)小于20℃下的电偶电流(336μA),电偶腐蚀作用较弱。结论土壤温度越高,Q235钢腐蚀越严重。腐蚀进行的后期,温度较高的红壤中,Q235钢形成的腐蚀产物结构致密,且土壤氧含量低,对电偶腐蚀产生抑制作用。     

面积比对Al 6061-SS 304电偶腐蚀行为的影响

对30%硝酸环境中的SS 304-Al 6061电偶对开展浸泡实验和电化学实验,研究了Al 6061材料在30%硝酸环境中的电偶腐蚀现象和不同阴阳面积比对腐蚀行为的影响,借助SEM、EDS、电化学测量等方法对腐蚀前后Al 6061的表面形貌、腐蚀坑数量、电化学参数进行了测量与分析。结果表明：Al 6061耦合SS 304后,两者间的腐蚀驱动电位差达到583 mVSCE,Al 6061作为反应阳极发生溶解腐蚀;在SEM图像中可以明显看出耦合后出现了三类电偶腐蚀现象,其中第二相粒子与铝基体耦合引起的微电偶腐蚀是腐蚀坑的主要类型。同时,阴阳面积比增加导致电偶电位减小和腐蚀电流增大,电偶电流与阴阳面积比满足定量关系式,且经K-S检验理论与实际吻合度高。     

AZ80镁合金与异种合金的电偶腐蚀研究

在3.5%NaCl溶液中将AZ80镁合金与石墨、铝合金、锌合金、铜合金、Q235碳钢偶合进行电偶腐蚀。在电偶腐蚀过程中测量溶液pH值及电偶电流,用失重法计算AZ80镁合金的电偶腐蚀速率,并用XRD分析腐蚀产物成分。结果表明:3.5%NaCl溶液的pH升高并在10.5左右达到平稳且腐蚀产物以Mg(OH)2为主;电偶腐蚀加快AZ80镁合金腐蚀;电偶对阴阳面积比越大,AZ80镁合金电偶腐蚀越严重。     

The effect of temperature on the galvanic corrosion of the copper/AISI 304 pair in LiBr solutions under hydrodynamic conditions

The corrosion behaviour of copper and AISI 304 stainless steel and the galvanic corrosion generated by the copper/AISI 304 pair, have been studied by electrochemical methods. These materials have been tested in an 850 g/L LiBr solution at different temperatures (25-75 °C) and at different Reynolds numbers (1456-5066) in order to study their performance in absorption machines. Results show that copper was always the anodic element of the pair and its corrosion resistance decreases due to the AISI 304 stainless steel galvanic effect. Galvanic corrosion increases with temperature and Reynolds number. However, it was proved that the effect of temperature on galvanic corrosion is more influential than the Reynolds number effect. This fact is also certain for corrosion of uncoupled copper and for corrosion of AISI 304 stainless steel. Experimental values of the corrosion current densities fit well the Arrhenius plot at all the Reynolds numbers analysed and a potential relation between the corrosion current densities and the Reynolds number has been found.     

NaCl液滴下304不锈钢表面电化学性质研究

利用丝束电极技术研究NaCl液滴下304不锈钢表面电化学参数分布及其随腐蚀时间的变化规律。结果表明,液滴下不锈钢丝束电极表面的腐蚀电位分布和电偶电流分布均呈现空间、时间上的不均匀性;丝束电极表面随机形成局部阴极区和阳极区,而且随着腐蚀时间的延长,局部区域的极性发生反转。液滴下电极表面的腐蚀程度和不均匀程度均随腐蚀时间的延长先增加后减小,在腐蚀12 h时达到最大。     

不同湿度的酸性红壤中Q235钢-紫铜电偶腐蚀行为研究

目的研究典型江西酸性红壤环境中,不同土壤含水量对Q235钢-紫铜电偶腐蚀行为的影响。方法将Q235钢-紫铜偶接后置于不同湿度的红壤中,采用ZRA-2型电偶腐蚀计测量电偶电流和电偶电位。每间隔一定时间取出样品称重,获得腐蚀动力学曲线。采用XRD、SEM和EDS分析腐蚀产物形貌、成分和物相组成。结果腐蚀产物主要为Fe_3O_4、Fe_2O_3和FeOOH。随着土壤含水量增加,腐蚀产物剥落越严重,样品腐蚀失重越明显。Q235钢与紫铜偶接后,电偶腐蚀效应导致碳钢腐蚀加速。土壤含水量(质量分数)分别为10%、20%和30%时,电偶腐蚀效应分别为5.70、4.30和4.08。腐蚀初期,由于表面生成腐蚀产物,电偶电流出现急剧降低。结论随着土壤含水量增加,电偶电流增加,腐蚀越严重。     

The influence of Reynolds number on the galvanic corrosion of the copper/AISI 304 pair in aqueous LiBr solutions

The influence of Reynolds number on the galvanic corrosion of the copper/AISI 304 stainless steel pair in a concentrated lithium bromide solution was investigated according to the mixed potential theory. A hydraulic circuit was designed to study dynamic corrosion processes in situ. A potential relation between corrosion current density (i_corr) and Reynolds number (Re) was found for copper, showing a mixed control of a chemical step and mass transport through the corrosion products film with the predominance of the former. No dependence of i_corr on Re could be established for AISI 304, showing a chemical step control. Moreover, under stagnant conditions, partial passivation may occur in AISI 304; however, under flowing conditions passivation is not possible. Copper is the anodic element of the pair under all flowing conditions analysed. The galvanic phenomenon is more important as Re increases, but the results show compatibility of both materials at all Re values analysed. Similarly, a potential relation between galvanic current density (i_G) and Re was found, showing a mixed control of a chemical step and mass transport with the predominance of the latter. Copper corrosion resistance decreases more rapidly as Re increases due to the AISI 304 galvanic effect: there is a synergy between the galvanic effect and the hydrodynamic conditions. Under stagnant conditions, the galvanic behaviour of the materials is close to the compatibility limit and an inversion of the anodic element of the galvanic pair takes place.     

Q235碳钢在静止和流动条件下的腐蚀不均匀性研究

目的研究Q235碳钢在静止和流动条件下腐蚀程度和主要腐蚀区域的差异。方法使用丝束电极(WBE)技术和电化学阻抗谱(EIS)技术分别研究了WBE在静止和流动条件下的电流密度分布、电荷转移电阻以及腐蚀形貌的变化和差异,同时分析了电极的极性转换现象。结果流动条件下Q235碳钢的电荷转移电阻明显降低。在静止条件下,Q235碳钢表面阳极电流区域所占的最大比例为47%,且阳极电流峰集中出现在WBE的中间区域,而四周边缘处的阳极电流峰较少。在流动条件下,Q235碳钢表面的阳极电流区域所占的最大比例为58%,阳极电流峰随机分布在整个WBE表面,且电流分布区间明显变窄。浸泡在静止条件下的58~#电极和流动条件下的39~#电极发生了多次极性转换现象。结论 Q235碳钢在静止和流动条件下均发生了明显的不均匀腐蚀现象。流动条件加剧了Q235碳钢的腐蚀且降低了腐蚀不均匀性。静止条件下Q235碳钢的腐蚀区域集中在中间区域,流动条件下Q235碳钢的腐蚀区域随机分布在整个碳钢表面。静止和流动条件下的钢电极均发生了电流的极性转换现象。     

交流电干扰下Q235钢与铜在不同含水量北京土壤中的短期腐蚀行为

利用电化学测试和埋片试验研究了交流电干扰下Q235钢和铜在不同含水量北京土壤中短期腐蚀行为。结果表明:交流电对Q235钢与铜的腐蚀起到明显促进作用,对铜影响更大;交流电与土壤含水量对Q235钢的影响有明显的交互作用,对铜则无明显的影响;交流电主要影响材料的阳极反应过程,含水量主要影响材料的阴极反应过程;土壤含水量未达到饱和时,Q235钢与铜表面均发生腐蚀,且随着土壤含水量的增加,腐蚀均逐渐加重,其表面点蚀坑密度和深度均逐渐减小;在土壤含水量达到饱和时,Q235钢与铜表面均又出现较严重点蚀。     

Study of localized corrosion of 304 stainless steel under chloride solution droplets using the wire beam electrode

Localized corrosion of 304 stainless steel under droplets of 1 M sodium chloride solution was investigated by the wire beam electrode (WBE) method. It was found that the current distributions were heterogeneous with isolated anodic current peaks mostly located near the edge of the droplet. During the corrosion process, the stainless steel WBE exhibited the stochastic characteristics with the disappearance of some anodic sites. In addition, stainless steel suffered more serious localized corrosion with the increase of the droplet size. The increase of the cathodic area and the three-phase boundary (TPB) length was believed to be the reason.     

酸性土壤中接地网牺牲阳极阴极保护法研究

目的提高牺牲阳极的阴极保护法在酸性土壤中对接地网的防腐能力,分析牺牲阳极阴极保护法在酸性土壤中应用的技术要点,总结保护效果优化措施。方法设计牺牲阳极模拟系统,模拟地网面积为3.52 m2,保护电流设计为35.2 m A,对Q235碳钢和镀锌钢两种常用接地材料的接地电阻、保护电位及保护电流进行研究。结果该方法对镀锌钢保护较好,保护电位均低于-0.95 V;对Q235碳钢保护较差,保护电位部分高于-750 m V,且波动较大,最大波幅可达201 m V。系统运行中,计算得出保护电流在降雨量较大时最高可达30.75 m A,降雨量较小时最低为11.89 m A,均低于设计值。结论由于阳极处砂石较多、土壤电阻率高,阳极不能完全释放电流。其次,土壤保水性差,电阻率波动大,系统运行不稳定也抑制了保护效果。酸性土壤盐基性离子大量淋失,土壤电阻率普遍较高,且受降雨扰动较大,牺牲阳极工作效率较低且稳定性差。需采用适当提高保护电流、降低阳极区土壤电阻率、优化阳极设计工艺参数等措施以达到良好的保护效果。