硫酸根浓度对X70钢在卵石黄泥土中腐蚀行为的影响

利用极化曲线法、电化学阻抗法和扫描电镜研究了硫酸根浓度对X70钢在卵石黄泥土中腐蚀行为的影响。结果表明,在不同硫酸根浓度的卵石黄泥土中,随着硫酸根浓度的增大,X70钢的自腐蚀电位负移,自腐蚀电流密度增大。交流阻抗谱表现为叠加的双容抗弧,弧半径随硫酸根浓度的增大而减小。X70钢在加入0.5%硫酸根的土壤中发生较严重的坑点腐蚀。     

高矿化度介质中J55钢的CO2腐蚀电化学行为

通过动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)的测试,研究了高矿化度溶液中矿化度对J55钢CO2腐蚀电化学行为的影响.结果表明:在高矿化度介质中,J55钢的CO2腐蚀为阴极控制.随溶液矿化度增大,腐蚀电位正移,腐蚀速率先升高,后降低,当矿化度为62.423 g/L时,腐蚀速率最大.随溶液矿化度增加,J55钢的CO2腐蚀由电化学步骤控制转变为传质和电化学步骤混合控制,并且矿化度越高,传质控制越明显.J55钢的电化学阻抗谱呈现3个时间常数,即高频容抗弧、低频感抗弧和低频容抗弧.随溶液矿化度增大,电荷传递电阻先减小后增大,在62.423 g/L左右出现极小值.     

ELECTROCHEMICAL CORROSION OF J55 STEEL IN HIGH SALINITY CO2 BRINES

通过动电位极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)的测试, 研究了高矿化度溶液中矿化 度对J55钢CO2腐蚀电化学行为的影响. 结果表明: 在高矿化度介质中, J55钢的 CO2腐蚀为阴极控制. 随溶液矿化度增大, 腐蚀电位正移, 腐蚀速率先升高, 后 降低, 当矿化度为62.423 g/L时, 腐蚀速率最大. 随溶液矿化度增加, J55钢的 CO2腐蚀由电化学步骤控制转变为传质和电化学步骤混合控制, 并且矿化度越 高, 传质控制越明显. J55钢的电化学阻抗谱呈现3个时间常数, 即高频容抗弧、 低频感抗弧和低频容抗弧. 随溶液矿化度增大, 电荷传递电阻先减小后增大, 在 62.423 g/L左右出现极小值.     

X70钢及其焊缝在Na_2CO_3+NaHCO_3溶液中电化学腐蚀行为研究

采用动电位极化、电化学阻抗谱和Mott-Schottky方法研究了溶液浓度和Cl~-对X70钢母材及其焊缝在Na_2CO_3+NaHCO_3溶液中电化学腐蚀行为影响。结果表明,X70钢母材和焊缝在0.1~1.0 mol/L(Na_2CO_3+NaHCO_3)溶液中都能形成稳定的钝化区间。随着溶液浓度的增大,钝化膜的稳定性增加。X70管线钢母材和焊缝的钝化膜均呈现出n型半导体特征,且施主密度与维钝电流密度的变化趋势相同。Cl~-在1.0 mol/L(Na_2CO_3+NaHCO_3)溶液中,对焊缝组织的吸附现象存在显著特征,主要吸附于氧空位处。     

交流电对X70钢表面形态及电化学行为的影响

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、浸泡实验等方法研究了交流电流密度(0—100 A/m~2)对X70钢电化学行为的影响,采用OM和SEM观测了X70钢交流腐蚀产物及蚀坑形貌,探讨了交流电诱发金属腐蚀的机理.结果表明,在交流电影响下,X70钢的腐蚀电位向负向偏移,偏移量和腐蚀速率随着交流电流密度的增大而增大.低电流密度下,X70钢的EIS特征为容抗弧,没有出现明显的感抗特征及扩散特征,在低电流密度下X70钢表面发生了均匀腐蚀.当交流电流密度增大时,EIS低频区出现Warburg阻抗特征,表明试佯表面的腐蚀过程由扩散控制,局部腐蚀特征明显.交流电对金属极化作用产生重要影响,交流电正,负半周期内的极化效果不对称诱发了金属腐蚀.     

J55钢在Cl^-／HCO3^-体系中的腐蚀行为

用动电位极化法和交流阻抗谱技术(EIS)研究了J55钢在不同浓度NaCl溶液、NaHCO3/NaCl溶液中的腐蚀行为,并分析了相关电化学参数随Cl-/HCO3浓度及腐蚀时间的变化规律.结果表明,Cl-浓度的增加不但可以促进阳极反应,而且对阴极反应速度也有一定影响;其在不同浓度NaCl溶液中测得的容抗弧都会发生末端收缩现象.随着NaCl溶液中NaHCO3含量的增加,阳极极化曲线上的钝化现象越来越明显,EIS中容抗弧的半径也逐渐增大,表明J55钢基体表面生成钝化膜的能力增强,J55钢在NaCl/NaHCO3体系中的腐蚀阻力增大,抗均匀腐蚀的能力增强,均匀腐蚀速率减小.     

H2S水溶液中的腐蚀与缓蚀作用机理的研究Ⅳ．碱性硫化物溶液中Cl-对碳钢钝化行为的影响

利用交流阻抗和动电位极化技术,在碱性硫化物溶液中,分别研究了阳极极化电位下 对 低碳钢钝化过程阻抗行为的影响,钝化膜临界孔蚀电位 与 浓度的关系以及临界 浓度随 温度的变化．结果表明,在除氧的碱性硫化物溶液中,阳极极化的初期阻抗具有两个时间常数,随极化电位的升高,钝化膜逐步趋于完整;在点蚀的形成过程中,容抗弧半径逐渐变小,当极化电位为-600mV时容抗弧半径大幅度下降,并出现低频实部电感性收缩现象;在点蚀形成后的发展阶段,容抗弧半径继续减小,阻抗谱出现两个时间常数的双容抗弧．极化研究结果表明,不同温度下,随介质Cl-浓度增加,电极表面的钝化倾向降低,临界孔蚀电位随Cl-浓度增加而线性正移．     

X80钢在0.5mol/L NaHCO_3溶液中的交流电流腐蚀行为

采用极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、金相显微镜等方法,研究了不同交流电流密度下X80钢在0.5mol/L NaHCO3溶液中的腐蚀行为。结果表明,随着交流电流密度的升高,X80在NaHCO3中阳极区表现为不同程度的钝化特征,阴极区变化不大,阻抗谱均呈现高中频容抗弧和低频Warburg阻抗特征,反应过程主要受扩散控制;X80钢表面先发生点腐蚀,然后向均匀腐蚀发展,腐蚀产物含有铁的氧化物或铁、钙的碳酸盐等。     

HCO_3~-对J55钢在1%NaCl溶液中腐蚀行为的影响

用动电位极化曲线、扫描电镜(SEM)和电化学阻抗谱技术(EIS)研究了HCO3-对J55钢在1%NaCl溶液中的腐蚀行为的影响.结果表明,HCO3-浓度越大阳极反应速率越小.当HCO3-浓度高于0.060 mol/L时HCO3-呈现出钝化特征.随着NaCl溶液中HCO3-量的增加,Rt增大,腐蚀速度减小.J55钢在含NaHCO3为374 mg/L的溶液中腐蚀的电化学阻抗谱中出现了感抗,在含NaHCO3为30 g/L的溶液中腐蚀的的电化学阻抗谱出现了Warburg阻抗,在含NaHCO3为1、5和8.4g/L的溶液中腐蚀的电化学阻抗谱仅出现单容抗弧特征.随着HCO3-浓度的增大阴极反应速率越来越大.极化电位为-0.9 V附近,随着极化电位的增大极化电流出现了突增.     

H2S水溶液中的腐蚀与缓蚀作用机理的研究Ⅳ．碱性硫化物溶液中Cl-对碳钢钝化行为的影响

利用交流阻抗和动电位极化技术,在碱性硫化物溶液中,分别研究了阳极极化电位下Ｃｌ~对低碳钢钝化过程阻抗行为的影响,钝化膜临界孔蚀电位Ｅｂ与Ｃｌ浓度的关系以及临界ＣＩ~浓度随温度的变化．结果表明,在除氧的碱性硫化物溶液中,阳极极化的初期阻抗具有两个时间常数,随极化电位的升高,钝化膜逐步趋于完整;在点蚀的形成过程中,容抗弧半径逐渐变小,当极化电位为－６００ｍＶ时容抗弧半径大幅度下降,并出现低频实部电感性收缩现象;在点蚀形成后的发展阶段,容抗弧半径继续减小,阻抗谱出现两个时间常数的双容抗弧．极化研究结果表明,不同温度下,随介质Ｃｌ~浓度增加,电极表面的钝化倾向降低,临界孔蚀电位随Ｃｌ~浓度增加而线性正移．     

STUDY OF THE X70 PIPELINE STEEL CORRODING IN 3.0wt% NaCl SOLUTION USING ELECTROCHEMICAL IMPEDANCESPECTROSCOPY TECHNIQUE

The corrosion process of the X70 pipeline steel in 3.0wt% NaCI solution were studied using polarization method, and the chronological characteristics during the entire polarization plot were investigated in detail using EIS technique. In the active region of X70 steel, such as 20mV potential bias applied on open circuit potential (OCP), the impedance spectra was comprised of three parts: a high-frequency capacitive loop, a middle-frequency capacitive loop and a low-frequency inductive component. When positive polarization potential increased, the capacitive loops at high and middle frequency range merged, and the inductive component at low frequency shrunk. At high positive polarization potential bias (500-800mV vs. OCP), the high-frequency capacitive loop and the low-frequency inductive loop exhibited as disheveled points due to the synergism of the inhomogeneity of the corroding material and the localized corrosion. The results were fitted utilizing the equivalent circuits to simulate the impedance spectra and to interpret the electrochemical features shown during the experiments.     

电解质对锌在薄层液膜下腐蚀规律的影响

设计了一套适合于研究金属材料在薄层液膜下腐蚀的三电极电化学测量电池。Cl^-浓度的增大，促进了Zn在大量溶液中的阳极反应，降低了传递电阻和自腐蚀电位，从而导致腐蚀速率增大。在0.01mol/L的NaCl溶液中，随着液膜厚度的减小，传递电阻增大，腐蚀速度降低。在同浓度、不同电解质的大量溶液中，Na2SO4溶液对Zn的腐蚀最严重，其次是NaN03，腐蚀最轻的是NaCl；而在薄层液膜下，对Zn的腐蚀作用最明显的是NaCl；其次是Na2SO4；再次是NaN03，最轻的是Na2CO3。     

X70管线钢在近中性及高pH值溶液中的电化学行为和SCC敏感性

采用动电位极化曲线测试法研究了温度、通气条件和pH值对X70管线钢在NS4溶液和0.5 mol/LNa2CO3 1 mol/L NaHCO3溶液中的电化学极化行为的影响,并用慢应变速率试验(SSRT)研究了X70管线钢在这些溶液中的应力腐蚀破裂(SCC)敏感性。结果表明,X70管线钢在NS4溶液中不出现活化—钝化转变区,随外加电位负移,SCC敏感性增加,表现出氢致破裂(HIC)的特征;在0.5 mol/L Na2CO3 1 mol/L NaHCO3高pH值溶液中出现活化—钝化转变区,在阴极极化区,也表现出氢致破裂(HIC)的特征,但在阳极极化区,发生的是阳极溶解型应力腐蚀破裂(ADSCC)。     

X100管线钢在水饱和酸性土壤中的电化学阻抗谱特征

利用电化学阻抗谱(EIS)研究X100管线钢在水饱和酸性土壤中短期的电化学腐蚀行为。结果表明,X100管线钢在鹰潭水饱和土壤中浸泡104 h后已产生点蚀。腐蚀过程的EIS谱具有两个时间常数特征,高频区为代表反应的容抗弧,低频区为代表吸附或点蚀形核期产生的感抗弧。腐蚀初期(1 h～33 h),由于水饱和土壤介质电导率较低,电极反应过程受扩散控制;腐蚀产物在电极表面积累对反应离子扩散有阻碍作用,使阻抗增大;腐蚀产物膜疏松多孔,形成局部活化区域,使阻抗减小;Cl~-对腐蚀产物膜有破坏作用且在膜内局部地区浓缩,诱发点蚀,使阻抗减小,出现感抗特征。     

碳钢电极在流动3.5%NaCl溶液中的电化学行为

用交流阻抗技术研究了普通碳钢电极在流动3.5%NaCl溶液中的阻抗谱特征.结果表明:无论是在流动的单相还是双相溶液中,碳钢电极的阻抗谱均为一单容抗半圆弧.随着流速增大,腐蚀反应阻抗(Rf)逐渐减小,腐蚀随之增大.当流速超过临界流速之后,其阻抗谱在低频区出现收缩现象.此时,不仅碳钢的均匀腐蚀越来越严重,而且其局部腐蚀也明显加剧.若对体系充氮除氧,则在相同流速下,其腐蚀反应阻抗显著增大,碳钢的腐蚀速率显著降低.     

X80管线钢在含硫原油中的顶部腐蚀行为

通过腐蚀挂片试验及扫描电子显微镜研究了X80管线钢在含硫原油中、不同硫含量和温差条件下管道顶部的腐蚀行为。研究表明:随着原油溶液中硫离子含量的增加,X80管线钢顶部腐蚀速率先增大后减小;温差为20~70℃时,随温差的增大,腐蚀速率先增大后减小,温差40℃时达到峰值;管道顶部发生了均匀腐蚀,产生致密的FeS2薄层,但在温差较小、水蒸气的冷凝速率较高的情况下,管道顶部表层会生成较厚且多孔的外层膜。     

不同组织X80钢在高pH土壤模拟溶液中的点蚀电化学行为

将水淬、空冷方式热处理的X80钢与供货状态(原始组织)X80钢相比较,用动电位极化曲线和动电位交流阻抗谱研究不同组织X80钢在0.5 mol/L Na_2CO_3+1 mol/L NaHCO_3高pH值土壤模拟溶液中的点蚀电化学行为。结果表明,水淬热处理后的X80钢更易钝化,点蚀敏感性低,但维钝电流较其他两种组织的都大;三种组织的X80钢极化电阻和电极表面状态常数n值随电位的变化规律基本一致,但水淬组织的n值在不同电位区间分别高于或低于其他两种组织;这些电化学行为的差异与不同组织试样表面钝化膜的非均匀性和致密程度有关;动电位极化法和动电位电化学阻抗谱法所得结论一致,腐蚀电流密度随电位的变化及电极极化电阻随电位变化都可用来反映电极的点蚀行为。     

温度、CO2分压、流速、pH值对X65管线钢 CO2均匀腐蚀速率的影响规律

研究了温度、流速、CO2分压以及pH值对X65管线钢腐蚀速率和腐蚀产物膜的影响规律。结果表明,温度升高以后,腐蚀产物膜的致密度明显增大,对基体的保护作用增强,降低腐蚀速率。在中低温区形成的腐蚀产物膜容易被流体破坏,导致了高的腐蚀速率。CO2分压对腐蚀产物膜的致密度没有明显的影响,分压增加10倍,腐蚀速率增加3～4倍。溶液中NaHCO3的含量增加以后pH值增加,腐蚀速率会明显下降。     

SO_4~(2-)对X80管线钢在酸性红壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)及三维视频显微镜技术研究了在酸性红壤模拟溶液中SO_4~(2-)对X80管线钢腐蚀行为的影响。结果表明:随着酸性红壤模拟液中SO_4~(2-)含量的增加,X80钢的腐蚀呈现出先减缓后明显加剧的趋势;在含5%(质量分数,下同)SO_4~(2-)的模拟溶液中,X80钢的腐蚀失重量最低、腐蚀电流密度最小。结合EIS分析表明:SO_4~(2-)的含量会影响X80钢的腐蚀行为,1%~5%SO_4~(2-)会阻碍Cl-在电极表面的吸附,减缓腐蚀;高含量的SO_4~(2-)会破坏电极表面膜的形成,使腐蚀加速。