时间、pH和Cl~-对既成膜管线钢腐蚀电化学行为的影响

采用极化曲线和EIS技术研究了时间、pH和Cl-对既成膜管线钢X65和X70腐蚀电化学行为的影响。结果表明,两种既成膜管线钢的电化学阻抗谱均由高频容抗和低频感抗组成,含两个时间常数;各条件下形成的既成膜覆盖度较高但致密性不好,发生进一步活性溶解有限;时间、pH和Cl-对腐蚀电化学行为的影响与既成膜的特性密切相关,当成膜充分且无内应力破裂时,既成膜X70钢比X65更难发生进一步腐蚀,且对Cl-浓度变化不敏感。     

动态直流干扰和SRB共同作用下X80钢的腐蚀行为

目的 探究电气化铁路动态直流干扰和硫酸盐还原菌(SRB)及其协同作用对X80钢腐蚀行为的影响。方法 通过构建动态杂散电流室内模拟试验装置,对浸泡在灭菌和接菌(SRB)NS4溶液中的X80钢施加周期性阴极保护和方形脉冲动态杂散电流干扰。采用MPN计数法和活/死细胞染色方法分析了X80钢表面SRB的数量和活性,通过SEM、EDS、XPS和CLSM等表面分析技术,结合失重测试对灭菌和接菌环境下X80钢的腐蚀产物、腐蚀速率及腐蚀后形貌进行了表征。结果 动态直流干扰对溶液中SRB的生长未产生明显影响,但对SRB及生物膜在试样表面的附着产生较大影响。阴极保护会抑制SRB在X80钢表面的附着,通过抑制SRB的呼吸作用降低金属表面SRB活性,从而降低X80钢的微生物腐蚀。阳极干扰电流促进SRB在X80钢表面的附着,金属表面生物膜内的SRB活性增强。X80钢在灭菌环境下–400、0、500 mV试样的腐蚀速率分别为0.086 35、0.219 2、0.458 3 mm/a,分别为自然腐蚀速率的0.97、2.46、5.15倍。接菌环境下X80钢的腐蚀速率反而下降,但X80钢表面的最大点蚀坑深度明显增大。结论 在动态直流干扰下,X80钢的腐蚀速率大幅增加,单次短时直流干扰的累积对X80钢产生了十分严重的破坏。同时动态直流干扰通过促进X80钢表面SRB的活性,从而加速其微生物腐蚀,SRB生物膜在一定程度上减缓了X80钢的动态直流干扰腐蚀,但其与动态直流干扰共同作用加剧了X80钢表面的点蚀。     

环境因素对X80钢焊接接头腐蚀电化学行为的影响

通过正交试验法,采用动电位极化技术研究溶解氧、温度、pH值等环境因素对X80管线钢焊接接头在库尔勒土壤环境中的腐蚀电化学特征的影响。结果表明,库尔勒土壤模拟溶液中溶解氧从0.5 mg/L增大到6.5 mg/L时,X80管线钢焊接接头的腐蚀程度越来越严重,当氧含量为6.5 mg/L时,试样的腐蚀电流密度达到59.237 μA/cm²;环境温度从20 ℃上升到60 ℃,X80钢焊接接头的腐蚀程度明显加剧,当温度为60 ℃时,试样的腐蚀电流密度达到44.593 μA/cm²;溶液pH值从7.0增大到11.0,X80钢焊接接头的腐蚀程度相对减弱,当pH值达到11.0时,试样的腐蚀电流密度达到31.417 μA/cm²。溶解氧含量对X80钢焊接接头的腐蚀行为影响最大,其次pH值的影响,温度对试样的腐蚀性影响相对最小。     

X65钢海底管道在CO2/H2S腐蚀环境下的适用性

利用高温高压反应釜模拟试验和电化学测试,研究了X65钢海底管道在CO2/H2S环境下的耐蚀性。结果表明,不加缓蚀剂条件下,X65钢在总压为0.25MPa时的平均腐蚀速率及局部腐蚀风险与总压为0.7MPa时相比,均显著降低。添加100mg/L的缓蚀剂,X65钢的腐蚀速率显著降低,缓蚀效果较好;电化学测试与模拟试验结果一致。降压至0.25MPa分离出部分腐蚀性气体后再输送可大大降低内腐蚀风险,结合缓蚀剂措施,该腐蚀环境下可选择X65钢海底管道输送油气。     

交流电对X70钢在大港土壤溶液中腐蚀行为研究

采用电化学测试技术、浸泡实验和表面分析技术研究了不同交流电密度(0~300A/m~2)对X70钢在大港土壤溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:随着交流电密度的增加,X70钢的腐蚀电位逐渐负移,耐腐蚀能力下降。随着交流密度的增加,X70钢的腐蚀速率增加,腐蚀电流密度增大,交流电密度增大到100A/m~2时的腐蚀速率大约为不施加交流电干扰时的两倍。当交流电密度大于100A/m~2时,X70钢内层的腐蚀产物越难用棉棒除去;在不加交流电和低交流电密度(小于30A/m~2)下X70钢的腐蚀形态为均匀腐蚀,当交流电密度大于30A/m~2时X70的腐蚀形态为局部腐蚀,腐蚀坑的深度和直径增大。     

稀土对A572 Gr.65钢电化学腐蚀行为的影响

目的提高A572 Gr.65钢的耐蚀性能。方法通过向A572 Gr.65钢中添加La和Ce的混合稀土,得到不同稀土含量的A572 Gr.65钢。以3.5%NaCl溶液为腐蚀介质,借助电化学工作站、XRD和SEM等手段分析表征了不同稀土含量的A572 Gr.65钢的电化学腐蚀行为。结果稀土能使A572 Gr.65钢腐蚀电位正移,腐蚀电流减小。当稀土质量分数为0.0047%时,腐蚀电位最正,为-0.50V,腐蚀电流密度最小,为2.77×10-6 A/cm2,极化曲线的阳极部分存在明显的活化-钝化过渡区,有明显的钝化过程。不同稀土含量的A572Gr.65钢的阻抗谱均由单一的容抗弧组成,容抗弧半径代表着对电荷传输的阻碍能力,稀土质量分数为0.0047%时,容抗弧半径最大,对电荷传输的阻碍能力最大。稀土可以使钢中的夹杂物变性,使夹杂物由Ca S和Al2O3-Ca O变为稀土的氧硫化物,夹杂物尺寸由5μm变为2μm,减小腐蚀发生的活性区。此外,稀土离子可以提高阴极极化率,使腐蚀产物中不稳定的γ-Fe OOH含量减少,增强锈层的稳定性、致密性和附着能力,增大电荷转移的阻力,有效阻碍侵蚀性Cl-的侵入。结论稀土的添加能有效提高A572Gr.65钢的耐蚀性,稀土质量分数为0.0047%时,试验钢的耐蚀性最好。腐蚀过程中,由点蚀逐渐转变为均匀腐蚀,活性点的形成和阳极溶解速度为整个腐蚀过程中的限制性环节。     

电化学方法腐蚀原奥氏体晶界的研究

研究了电化学腐蚀法对X80管线钢、调质态35CrMo钢、调质态45钢、GCr15轴承钢和超高碳钢5种钢原奥氏体晶界的显示效果。结果表明,采用配比为100 mL过饱和苦味酸+2 mL盐酸+0.5 g十二烷基苯磺酸钠+3 g硝酸钠的电解液,从开路电位沿阳极方向进行线性扫描,当扫描曲线进入钝化区时停止试验,得到的奥氏体晶界腐蚀效果最佳。电化学腐蚀法对5种试验钢的原奥氏体晶界均有良好的腐蚀效果,与常规化学腐蚀法相比,其操作过程简单,无需加热,无有毒气体散发,适用范围较广。     

海南土壤中Q235钢的杂散电流腐蚀

采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等技术观察和分析了交、直流杂散电流干扰下Q235钢在海南土壤中的腐蚀形貌和腐蚀产物,并对腐蚀过程的电化学参数进行了测量。结果表明:杂散电流腐蚀具有明显的电解腐蚀特征,电流流入金属构件部位成为阴极而受到保护,电流流出金属构件部位成为阳极而受到腐蚀;交、直流杂散电流腐蚀具有集中腐蚀特征,腐蚀产物呈絮状,产物层均有明显裂纹、分层、脱落现象,对基体不具有保护作用;交、直流腐蚀产物组成大致相同,主要为Fe3O4、Fe2O3,伴有少量FeS;杂散电流的存在会加剧Q235钢腐蚀,在同等外加电流下,交流杂散电流腐蚀的危害程度是直流杂散电流腐蚀的15.9%。     

X60钢及其焊接热影响区的腐蚀行为对比研究

通过热模拟方法得到X60钢焊接热影响区组织,并对其微观组织进行分析,研究了母材及其热影响区在两种不同溶液中的自腐蚀电位、极化曲线和电化学阻抗谱.结果表明,当腐蚀介质使X60钢及其热影响区表面产生活性溶解时,热影响区的耐蚀性优于X60钢;当表面均生成腐蚀产物膜时,X60钢表面的产物膜保护性较好,使得耐蚀性优于其热影响区     

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.     

温度对三种Cr钢腐蚀行为的影响

利用高温高压釜模拟油田高CO_2分压和高矿化度的生产环境进行腐蚀试验,测定在不同温度条件下1Cr、3Cr和13Cr钢的腐蚀速率,利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等手段分析了腐蚀产物形貌和成分。结果表明:1Cr、3Cr钢的腐蚀速率随温度升高先增大后减小,二者的腐蚀速率均在80℃达到最大值,分别为7.515mm/a和4.339mm/a;13Cr钢的腐蚀速率在温度低于110℃时随温度的升高缓慢增大,在温度高于110℃时腐蚀速率迅速增大;1Cr、3Cr油管钢在试验温度范围内均出现局部腐蚀,13Cr油管钢在整个试验的温度区间表现出优秀的耐蚀性。     

原油高温腐蚀性能研究

本文综述了国内外原油高温腐蚀性能的研发现状,分别归纳分析了高温硫腐蚀和高温环烷酸腐蚀在腐蚀机理及其影响因素、腐蚀预测、以及腐蚀控制措施方面的研究进展。同时探讨了存在的问题和可能的重点研究方向。     

CO2驱油田注采井油套管腐蚀速率控制值

腐蚀控制是CO2驱的关键技术,国内外CO2驱油田普遍采用普通碳钢(J-55、N-80等)油套管通过添加缓蚀剂的措施来控制腐蚀.国内普遍采用0.076mm/a作为腐蚀速率控制值,而国外则没有统一的标准.0.076mm/a来自于标准《碎屑岩油藏注水水质推荐指标及分析方法》,从测试环境、腐蚀源和腐蚀环境来看,直接把它作为CO2驱油田腐蚀环境条件下的选材与腐蚀控制衡量指标是不合理的.通过最危险工况条件下油套管的强度计算所获得的寿命周期内允许的平均腐蚀速率可以作为发生均匀腐蚀材料的选材依据.没有必要设定一个平均腐蚀速率标准值来作为CO2驱油田腐蚀环境条件下优选和评价缓蚀剂的衡量指标.     

壳牌长北气田1井钻杆腐蚀原因分析

针对壳牌长北气田水平分支井出现的钻杆腐蚀问题,现场测定钻井液中溶解氧含量和钻井液性能参数,分析钻井液中腐蚀成分。采用腐蚀环进行监测,测定腐蚀速率、分析腐蚀产物,确定钻杆主要腐蚀类型为钻井液中的Cl-和溶解氧协同作用引起的局部腐蚀。结合现场生产情况,建议定期向钻井液中添加高效除氧剂和缓蚀剂,控制钻井液pH值,有效减缓钻杆腐蚀。     

A new perspective on measuring the corrosion rate of localized corrosion

Many corrosion phenomena are nonuniform, which means that anodic and cathodic locations are spatially separated. An example is macrocell corrosion of steel in concrete. Under these conditions, determining the corrosion rate from polarization resistance measurements and using the Stern–Geary equation is fundamentally not possible. We present a novel theoretical approach for the interpretation of galvanostatic pulse measurements, to make them applicable as a method for corrosion rate measurements in situations of localized corrosion. Experiments show that it is important to consider that (a) only a fraction of the applied current flows through the anode of the macrocell, and (b) this current is not constant over time. We propose an approach to quantify and consider these two effects, based on information generally accessible in condition assessment of concrete structures. Our results show that galvanostatic pulse measurements are a robust method to determine the corrosion current. With the traditional empirical approach, the measurement error was generally below factor 3, and occasionally up to factor 10. With the novel approach, this error could be reduced to a factor of maximum 2 in all cases.     

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 针对某炼铁高炉1Cr18Ni9Ti材质的炉顶布料溜槽局部损坏,采用光学显微镜及扫描电子显微镜等设备解剖分析了承力外壳的损坏特征及其原因。分析结果认为：应力腐蚀和晶间腐蚀的共同作用是溜槽承力外壳锈蚀、减薄、开裂的主要原因。     

饱和CO_2盐溶液中镍基合金和碳钢的电偶腐蚀行为

在油田中管材应用种类繁多,难免存在不同材料的耦接使用。应用电化学法和溶液浸泡方法研究了P110SS-Inconel 718两种材料耦接的电偶对在含高Cl-的饱和CO2溶液中的电偶腐蚀行为,用扫描电镜(SEM)观察电偶对材料浸泡后的腐蚀形貌。结果表明:在Cl-浓度不变的情况下,随着溶液介质温度的升高,两种材料的自腐蚀电位均有不同程度的降低;耦接后,电偶对的电偶电流密度随着温度的升高而增大,表面腐蚀坑明显增深。浸泡试验表明:耦接后作为阳极的P110SS的腐蚀程度相比单独浸泡时加剧。     

某L245集输管道腐蚀失效原因分析

目的分析某集输管道的腐蚀失效行为,明确腐蚀特征、腐蚀类型及腐蚀机理,指导其防腐处理,从而延长管道的使用寿命。方法通过几何尺寸测量、宏观观察分析了管道内外壁的腐蚀部位及宏观特征。通过化学成分分析、金相分析对管道材质进行了检验。在腐蚀穿孔处取样,采用扫描电镜对腐蚀表面进行了微观形貌分析及微区能谱分析。采用X射线衍射仪对腐蚀产物进行了物相分析。结果穿孔管样的化学成分符合GB/T 9711—2017标准要求,金相组织无异常。管样以内壁腐蚀为主,腐蚀位置为4点—8点钟以下部位,外壁基本无腐蚀。腐蚀产物为片层状,且呈现出多层结构,其中最外层相对比较疏松,主要含有C、Si、O、Ca等元素,为表面附着的污垢;中间层和内层则比较致密,主要由Fe、O元素组成,并含有一定量的Cl元素。X射线衍射结果表明,腐蚀产物主要由Fe_3O_4和FeOOH组成。结论管道内表面底部腐蚀及穿孔主要是由于油水呈层流状态,水在管道底部沉积,对管道底部形成电化学腐蚀所致,基本类型为溶解氧腐蚀,Cl-及表面腐蚀产物膜的破坏加速了局部腐蚀。