交流杂散电流对剥离涂层下X80钢腐蚀行为研究

摘要： 交流杂散电流严重威胁埋地管道的腐蚀,尤其是管道涂层出现破损时交流杂散电流的影响更为严重和复杂。为此,采用电化学方法、阵列电极技术（WBE）、扫描电镜（SEM）以及X射线能谱分析（EDS）等研究了不同交流杂散电流密度对剥离涂层下X80管线钢腐蚀行为的影响。结果表明：交流杂散电流对X80钢在土壤模拟溶液中的腐蚀起促进作用,其腐蚀产物以铁的氧化物为主,但交流杂散电流干扰会影响腐蚀产物的成分。此外,在氧浓差电池与闭塞电池自催化效应共同作用下,缝隙内部金属一直处于加速溶解状态,且交流干扰的存在,增强了金属的活性,更利于腐蚀的发生。     

埋地管道的腐蚀分析及防护措施

分析了埋地管道土壤腐蚀、微生物腐蚀和杂散电流腐蚀的原因,提出了外涂层保护、电化学保护、杂散电流排流保护等埋地管道外腐蚀的防护措施。     

钙离子的浓度对X80钢腐蚀行为的影响

采用失重法、电化学测试、扫描电镜、X射线衍射等方法研究了钙离子浓度对X80钢在哈密土壤模拟溶液中的腐蚀行为影响.在60d浸泡期内,X80钢在不同钙离子浓度模拟溶液中的腐蚀形态均为全面腐蚀,腐蚀产物都为B-FeOOH;X80钢在模拟溶液中的腐蚀速率随钙离子浓度的降低而呈逐渐增大的趋势.在180d浸泡期内,在钙离子浓度为63.5mmol·L-1的模拟溶液中,钙盐随时间的增加在X80钢基体表面不断结晶析出;钙盐层有效阻碍了溶解氧的迁移,并促进其覆盖区域下形成氧浓差电池,最终导致基体表面点蚀的萌生.同时,在内层腐蚀产物表面连续析出的钙盐层的致密性也随时间不断得到改善,在一定程度上起到了抑制氯离子和溶解氧对基体的侵蚀作用,X80钢的全面腐蚀逐渐减缓.      

电弧离子镀电弧电流对铬涂层锆合金高温抗氧化性能的影响北大核心

采用电弧离子镀膜技术在Zr合金表面制备Cr涂层,研究电弧电流对Zr合金高温抗氧化性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对涂层的微观结构和物相组成进行表征,分析电弧电流对Cr涂层锆合金1200℃抗氧化性能的影响。结果表明,较高的电弧电流可以在单位时间内获得较厚的Cr涂层,电弧电流为80 A时,涂层表面最光滑,膜基结合性能最优。1200℃高温氧化后Cr涂层主要由Cr_(2)O_(3)、Cr和Cr-Zr组成,Cr涂层氧化后生成了致密的Cr_(2)O_(3)层,Cr_(2)O_(3)层可有效阻止O元素向Zr基体内部扩散。当电弧电流为80 A时,Zr基体上的Cr涂层对基体的保护性能最优。     

温度和硫酸盐还原菌（SRB）协同作用下X80钢的腐蚀行为

摘要：通过利用线性极化曲线,交流阻抗技术（EIS）,并结合使用扫描电子显微镜观察研究了不同温度下SRB对X80管线钢在大港土壤模拟溶液中的腐蚀行为的影响,实验结果表明：SRB会加剧X80管线钢在大港土壤溶液中的腐蚀,当SRB活性受不同温度影响时,其对X80管线钢腐蚀行为产生不同影响。当外界环境温度为30℃时,SRB活性较强,生物膜中细胞密度高,其致密性增加,加速了金属的电化学腐蚀速率。当外界环境温度为50℃时,SRB的活性较低,在金属表面形成的生物膜致密性较差,此时在含SRB模拟溶液与无菌模拟溶液中,X80管线钢所呈现出的电化学腐蚀速率基本一致,且小于30℃时含SRB模拟溶液中的腐蚀速率。     

集输管道CO2/油/水环境中X65钢的腐蚀特征

通过高温高压动态反应釜实验模拟油田集输管道腐蚀环境,采用腐蚀失重、X射线衍射、扫描电镜和电化学分析等方法,研究了CO₂/油/水环境中X65钢的腐蚀行为. 结果表明:不同原油含水率条件下,X65钢CO₂腐蚀形态发生改变. 含水率较低(40%~50%)时,原油的浸润作用使X65钢表面发生均匀腐蚀,局部由于原油吸附不均匀出现点蚀特征;含水率在70%~80%之间时,原油对钢表面屏障作用减弱,生成的产物膜厚而疏松、局部脱落引发台地腐蚀;含水率为90%时,台地腐蚀破坏区域扩大,腐蚀加重. 原油可以明显改变腐蚀产物晶体颗粒大小、堆垛方式、产物膜结构以及化学成分. 在原油的缓蚀作用下,X65钢CO₂腐蚀过程的温度敏感点向低温段移动,出现在50℃左右,腐蚀速率降低区间变宽,X65钢耐蚀性增强.      

溶解氧对X80管线钢腐蚀行为的影响及其机制

通过交流阻抗技术、动电位极化技术以及X射线衍射仪,研究了溶解氧含量对X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中电化学行为的影响。结果表明:随着溶解氧含量的不断降低,腐蚀电流密度明显减小,金属腐蚀速率显著下降。这是因为溶解氧含量的不同会导致试样腐蚀产物差异,从而造成了试样在库尔勒土壤模拟溶液中腐蚀速率的变化。当溶解氧含量降到0.35mg/L时,金属电极表面生成了一层以FeCO3为主的腐蚀产物膜,FeCO3明显抑制了腐蚀反应的进行,产物膜对X80钢起到保护作用,此时试样腐蚀现象最不明显。     

TiAl/BN复合封严涂层的耐腐蚀性能研究

本研究采用大气等离子与真空等离子喷涂技术制备了Al/BN、Ti Al/BN两种金属和陶瓷复合型多孔涂层,用于航空发动机压气机部位的叶尖可磨耗封严。通过电化学测试和盐雾腐蚀实验对两种涂层的盐雾腐蚀性能进行了研究。结果表明,Ti Al/BN涂层的腐蚀电位明显高于Al/BN涂层(约450m V)。同时,在极化曲线测试过程中发现Ti Al/BN涂层出现了明显的钝化现象。经过960h标准盐雾腐蚀试验后,发现Al/BN涂层发生了较严重的腐蚀,而Ti Al/BN涂层仅发生轻微的腐蚀。腐蚀后涂层的XRD分析表明,Ti Al/BN涂层的腐蚀产物主要为Al(OH)3和Al O,没有发现Ti的腐蚀产物。Ti Al/BN复合涂层中形成的Ti Al合金是该涂层比Al/BN涂层更耐中性盐雾腐蚀的原因。     

TiAl/BN复合封严涂层的耐腐蚀性能研究

本研究采用大气等离子与真空等离子喷涂技术制备了Al/BN、TiAl/BN两种金属和陶瓷复合型多孔涂层,用于航空发动机压气机部位的叶尖可磨耗封严。通过电化学测试和盐雾腐蚀实验对两种涂层的盐雾腐蚀性能进行了研究。结果表明,TiAl/BN涂层的腐蚀电位明显高于Al/BN涂层(约450mV)。同时,在极化曲线测试过程中发现TiAl/BN涂层出现了明显的钝化现象。经过960h标准盐雾腐蚀试验后,发现Al/BN涂层发生了较严重的腐蚀,而TiAl/BN涂层仅发生轻微的腐蚀。腐蚀后涂层的XRD分析表明,TiAl/BN涂层的腐蚀产物主要为Al(OH)3和AlO,没有发现Ti的腐蚀产物。TiAl/BN复合涂层中形成的TiAl合金是该涂层比Al/BN涂层更耐中性盐雾腐蚀的原因。     

X80管线钢在海滨盐碱土壤模拟溶液中的耐腐蚀性能研究

采用失重法、电化学测试、SEM及XRD微观分析等方法,研究了X80管线钢在海滨盐碱土壤模拟溶液中的耐腐蚀性能。结果表明,在海滨盐碱土壤模拟溶液中,随着浸泡时间的增加,X80钢平均腐蚀速率明显下降,但总的腐蚀程度增加,钢基体表面由以全面腐蚀为主转为以点蚀为主;X80钢的阴极过程为氧的活化控制;腐蚀产物主要由FeOOH(表层)和Fe3O4(内层)组成;X80钢的耐蚀性及腐蚀形态与各试样表面生成的腐蚀产物膜的完整性和致密性有关。研究还发现氯离子含量是影响腐蚀的主导因素。     

锂电池正极材料烧结用匣钵防护涂层制备与性能研究

锂离子电池具有高能量密度、长寿命、轻量化和环保等诸多优点,是一种现代化、高效能的能量储存技术。锂离子电池正极材料的制备过程中需要匣钵作为容器进行高温烧结处理,匣钵在使用过程中会发生开裂、剥落等失效现象。提升匣钵的耐高温、抗侵蚀、防粘附等性能,可有效增加其使用寿命,极大降低生产成本,保证产品质量。研究选用氧化铝 ( Al2O3 ) 作为涂层材料,采用等离子热喷涂技术在匣钵 ( 莫来石 - 堇青石 ) 内表面制备了均匀致密的涂层,并进行物料高温烧结试验,对涂层的防护性能进行了研究与分析。匣钵涂层经过 50 次烧结试验 ( 950°C、12h ) 后,无明显剥离、脱落。匣钵涂层在烧结过程中表层形成腐蚀产物层,其余涂层部分仍为致密氧化铝涂层,有效防止了物料对匣钵的腐蚀。其中锂电材料仅微量附着于匣钵涂层的腐蚀层裂缝处,涂层防黏附效果优异。     

杂散电流对接地材料在陕北土壤模拟溶液中腐蚀行为影响

采用自行设计的杂散电流模拟装置,测试了距离杂散电流源不同距离的纯锌、纯铜和锌/铜耦接结构在陕北土壤模拟溶液中的电位和腐蚀电流,并结合电化学阻抗谱对接地材料腐蚀行为进行分析.研究发现接地材料纯锌表面存在明显的由阴极区向阳极区的过渡,阳极区的试样腐蚀严重;纯铜表面发生电化学反应的阻抗明显高于纯锌,在存在杂散电流的介质中具有更好的耐蚀性;锌作为牺牲阳极与纯铜接地材料耦接后,会使纯铜表面电位整体负移,原来位于杂散电流流出区域的纯铜也进入阴极区受到保护.      

含氯离子环境下锌铝伪合金涂层的耐蚀性及电化学特性

采用盐雾试验和电化学阻抗谱测试技术研究了纯锌和锌铝伪合金涂层在含氯离子环境中的腐蚀行为和电化学特性,通过扫描电镜、X射线物相分析等手段研究了原始涂层及腐蚀后的表面形貌和腐蚀产物的相结构,并对两种涂层的腐蚀机理进行了初步的探讨.随着盐雾时间的增加,纯锌涂层表面逐渐生成疏松多孔的胞状腐蚀产物层,主要腐蚀产物为Zn₅(OH)₈Cl₂H₂O、ZnO和Zn₅(CO₃)₂(OH)₆,盐雾试验达到768 h后腐蚀产物层局部区域发生龟裂.锌铝伪合金涂层表面生成致密的腐蚀产物层,主要为Zn₅(OH)₈Cl₂H₂O、Zn_0.71Al_0.29(OH)₂(CO₃)_0.145·xH₂O及ZnAl₂O₄.电化学阻抗谱测试结果表明:随着盐雾时间的延长,两种涂层的电荷转移电阻均逐渐增大,但锌铝伪合金涂层的阻抗要明显大于纯锌涂层,表现出了更好的耐蚀性.      

电弧喷涂Zn-Al-Mg-La-Ce涂层的耐腐蚀性能

采用电弧喷涂法制备Zn-Al-Mg-La-Ce涂层,通过盐雾试验对涂层进行腐蚀,利用能谱分析、X射线衍射分析、扫描电镜观察、极化曲线以及电化学阻抗谱等手段对腐蚀前后的Zn-Al-Mg-La-Ce涂层进行了研究.结果表明:实验制备的Zn-Al-Mg-La-Ce涂层具有较好的自封闭效果,组织致密,在腐蚀过程中表面的微观孔隙能够被自身的腐蚀产物有效堵塞,涂层表面形成的致密腐蚀产物层能够阻止腐蚀的进一步发生.因此,Zn-Al-Mg-La-Ce涂层具有优异的耐蚀性能.      

真空冷喷涂LiNi_(0.33)Co_(0.33)Mn_(0.33)O_2涂层颗粒沉积行为研究

真空冷喷涂是一种基于室温及真空条件下超细陶瓷粉末粒子的撞击破碎实现涂层沉积的方法。目前,真空冷喷涂技术已经在微电子器件,金属防护以及新能源领域展现了良好的应用前景。本研究将目光转向锂离子电池,基于真空冷喷涂技术,在氧化铝基体上制备了锂离子电池LiNi_(0.33)Co_(0.33)Mn_(0.33)O_2(NMC)三元材料正极涂层,使用扫面电子显微镜(SEM)观察了NMC涂层的表面及截面微观形貌,使用X射线衍射(XRD)对涂层的相结构进行了测试,使用3D激光显微镜表征了涂层的表面粗糙度,系统研究了载气流量、喷涂距离、喷涂次数等沉积条件对NMC涂层微观形貌及粒子沉积行为的影响。结果表明,在真空冷喷涂NMC涂层中可以观察到明显颗粒破碎沉积现象,涂层结构致密。NMC粉末颗粒沉积方式受气流量、喷涂距离、喷涂次数等沉积条件的影响,载气流量的提高会提高粒子撞击速度,从而提高涂层沉积速率,但过高的气流量会导致粒子发生冲蚀,在涂层表面留下凹坑,致使涂层粗糙度增大。喷涂距离过大会导致NMC颗粒撞击速度减小,粒子破碎不充分,涂层呈现出类似团聚粉末堆积的疏松结构。喷涂次数影响涂层厚度,在合适的沉积参数条件下,可以通过调整喷涂次数实现涂层厚度的线性调控。     

新型高铬镍基合金涂层在H_2S气氛中抗高温腐蚀性能的研究

针对燃煤电厂锅炉“四管”硫化腐蚀的严峻现状 ,采用 2 0钢作为基体材料 ,对自行研制的新型高铬镍基合金 (铬含量在 40 %以上 )涂层和另一种传统的镍铬合金 (Ni70Cr30 )涂层在H2 S气氛中的高温腐蚀动力学规律进行了研究。采用金相显微镜、配有能谱分析仪的扫描电镜以及X射线衍射仪等检测设备对腐蚀产物的形貌和相组成等进行了分析。由新型高铬合金制备的涂层具有优良的抗硫化腐蚀性能 ,适于作为燃煤电厂锅炉“四管”用的防护材料。     

金属工具腐蚀性能随时间变化规律的研究

为了探索金属工具腐蚀特征与时间的关系,本研究选取了常见的金属撬棒为研究对象,将其置于上海土壤环境中进行腐蚀试验和腐蚀表征,利用数码相机、扫描电镜(SEM)以及X射线衍射仪(XRD)来观察其腐蚀过程中形貌的变化,分析腐蚀产物的成分,并通过失重法来计算表征平均腐蚀深度与时间的关系。研究表征金属在土壤环境中表面腐蚀形貌随时间变化的规律,计算出了平均腐蚀深度与时间变化的关系。这一结果可以作为在未知时间的条件下,推断相同土壤环境中同种金属工具腐蚀时间范围的数据基础。     

牺牲阳极保护技术在井下管、道金属防腐工程中的应用

焦家金矿井下水氯离子含量4 000～6 000mg/ L ,金属管材、道轨长期处在潮湿的井下,当金属与井下水接触时,形成原电池而引起金属管道的电化学腐蚀。鉴于金属的电化学腐蚀是阳极(活泼金属) 被腐蚀,可以借助于外加阳极(更活泼的金属或直流电源)将井下的管道、道轨作为阴极保护起来。采用牺牲阳极保护技术来预防井下金属管道腐蚀,阳极材料使用镁合金,被保护金属管道的电极电位控制在- 0. 88～- 1. 22V 之间,对井下金属设施起到了很好的保护作用。     

微束等离子喷涂电流强度对铜涂层的影响

采用微束等离子喷涂方法在功率小于1.5kW的条件下制备了铜涂层。研究了喷涂电流强度对涂层形貌、组织结构和性能的影响。用扫描电镜(SEM)观察涂层的形貌和组织结构,用X射线衍射仪(XRD)对涂层进行物相分析,用LECOTC316气体抽提仪测定涂层氧含量以及用SIGMATEST电导率测量仪测量涂层的电导率。结果表明,在实验条件下,喷涂电流对涂层的组织结构和性能产生较大的影响。随着电流的增加,涂层的颜色由橙色变为砖红色最后变为黑色。涂层的成分由铜转变为铜和铜的氧化物。涂层的氧含量和沉积率随着电流强度的增加而增加。涂层的电导率随着电流强度的增加先增加后减小,在喷涂电流为30A时涂层的电导率最好,为17%IACS。     

高速电弧喷涂Fe-Al/WC复合涂层在450℃下的热腐蚀行为

采用高速电弧喷涂技术在20G钢基体上制备了Fe-Al/WC金属间化合物复合涂层,利用涂盐热腐蚀试验测试了涂层在450℃下的抗热腐蚀性能。结果表明,Fe-Al/WC复合涂层的热腐蚀动力学曲线近似呈现出抛物线规律;涂层表面的腐蚀产物主要为疏松的Fe2O3,此外,还有少量的Al2O3和FeS,且其分布不均匀;涂层表面优先形成具有保护性的Al2O3膜,保证了涂层具有一定的抗热腐蚀性能;Fe元素的扩散、化学反应及电化学反应综合作用是涂层加速腐蚀的主要原因。