交变载荷频率对MS X65管线钢在H2S介质中腐蚀电化学行为影响

采用动电位极化、线性极化、电化学阻抗等电化学测试技术,研究了不同应力比(R)下MS X65管线钢在含H2S介质中的腐蚀电化学行为随交变载荷频率变化的规律。结果表明:自腐蚀电流密度Icorr、电荷转移电阻Rct、线性极化电阻Rp等腐蚀电化学动力学参数均随着交变载荷频率的增加,先上升或下降,后趋于稳定,存在一个临界交变频率;且由R=0.4时的0.25 Hz增大到R=0.85时的1 Hz,这与不同应力比和交变频率对电极表面电化学活性反应位点和腐蚀介质中阴极反应物扩散速率的交互影响有关。     

E36和E690钢在模拟海水中的腐蚀行为对比研究

采用浸泡失重法和电化学方法,结合宏观和微观腐蚀形貌观察以及腐蚀产物分析,研究了E36和E690两种海洋工程用钢在模拟海水中的腐蚀行为.结果表明,两种钢在模拟海水中的电化学行为相似,均呈现阳极的活化溶解,腐蚀电流密度较小;两种钢均表现为均匀腐蚀,腐蚀速率较低,且随着时间的延长,平均腐蚀速率呈下降趋势;浸泡1周后两种钢的腐蚀速率相近,4周后E690钢的平均腐蚀速率逐渐低于E36钢.     

E690钢在热带海洋大气环境下的初期腐蚀行为研究

在湛江高温、高湿和高盐的热带海洋大气环境下，对E690钢进行了15、30、90、180和360 d的暴晒实验，采用失重法和电化学方法，结合宏观和微观腐蚀形貌观察以及腐蚀产物分析，研究了E690钢在热带海洋大气环境下的初期腐蚀行为。结果表明，E690钢开始腐蚀速率较高，随着暴晒时间的延长，腐蚀速率不断降低，在暴晒90 d后腐蚀速率变化较小，腐蚀趋于稳定。在暴晒90 d后，Cr已经扩散到锈层中，提高了锈层的致密性，Ni促进了γ-FeOOH向α-FeOOH相的转化，E690钢的耐腐蚀性提高，腐蚀速率降低。     

氯离子对9Cr马氏体钢静态腐蚀和应力腐蚀行为的影响

目的研究9Cr马氏体钢在非服役条件下的腐蚀行为。方法运用传统电化学测试和微区扫描振动电极(SVET)技术研究材料的静态腐蚀行为,采用慢应变速率动态拉伸腐蚀试验与传统电化学测试技术相结合的方法研究材料的应力腐蚀行为。结果获得常温下氯离子对马氏体钢静态腐蚀行为的影响规律,以及慢拉伸过程中材料表面钝化膜生成和破裂过程。结论马氏体钢在氯化钠溶液中的腐蚀为阳极溶解型,且随着氯离子浓度的上升,局部腐蚀电流密度增大。常温下材料在含氯离子环境中发生弹性变形时,表面生成的钝化膜使材料的抗腐蚀性能升高。当材料进入塑性变形阶段后,由于金属表面缺陷的增多、颈缩区体积的收缩,以及钝化膜与基体金属塑性变形能力的差异,钝化膜逐渐溶解并发生破裂。     

304不锈钢在酸性NaCl溶液中的应力腐蚀试验研究

本文以304不锈钢在酸性Na Cl溶液中的应力腐蚀为研究对象,采用电化学工作站和慢应变速率拉伸试验机,分析了H~+浓度和加载速率对其应力腐蚀行为的影响规律。结果表明:随着H~+浓度增大,304不锈钢的应力腐蚀敏感性增加,主要由于当H~+浓度过大时,均匀腐蚀的作用优先于应力腐蚀作用成为主导。应变速率改变极大地影响了304不锈钢在酸性Na Cl溶液中的腐蚀行为,随应变速率增加,304不锈钢的应力腐蚀敏感性有增大趋势。     

应力比对E690高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展影响的试验研究

因E690高强钢具有耐腐蚀、强度高等特点,被广泛使用在海洋工程装备中,而腐蚀疲劳是其主要的失效形式,其中应力比对裂纹扩展的影响不可忽视。选取应力比R为0.1、0.3和0.5,在空气和腐蚀环境中对E690高强钢进行疲劳裂纹扩展试验。通过对各个条件下的试验数据进行处理,得到相应的da/d N-ΔK曲线。利用Paris、Walker两种不同的模型分析了应力比对裂纹扩展速率的影响。结果表明:E690高强钢腐蚀疲劳裂纹扩展速率随着应力比的增大而变大;裂纹扩展门槛值K_(th)随着应力比的增大而减小;Paris模型的拟合效果较好,Walker模型的失真会随应力比的增大而加剧。     

42CrMo钢在氯离子溶液中的腐蚀行为研究

目的通过研究42CrMo钻具用钢在常温下不同Cl~-浓度溶液中的腐蚀行为,为其腐蚀速率的预测奠定一定基础。方法采用浸泡实验、电化学测试技术研究42CrMo在不同浓度NaCl溶液中的平均腐蚀速率和电化学特性,并结合SEM扫描电镜对浸泡58 h后的挂片试样进行分析。结果浸泡实验分析表明,当Cl~-达到60 g/L时,42CrMo钢的腐蚀速率达到最大值,为0.124 g/(m~2·h);当Cl~-浓度继续增大时,腐蚀速率随Cl~-浓度的增加而逐渐减小。开路电位Eocp分析表明,随着Cl~-浓度的增加,Eocp总体呈现下降趋势,显示出较大的腐蚀倾向性。极化曲线分析表明,阴极极化曲线的斜率明显比阳极大,并且自腐蚀电流密度在60 g/L Cl~-溶液中达到最大值,为5.952 35μA/cm~2。腐蚀形貌研究表明,42CrMo浸泡58 h后,表面的腐蚀产物分布并不均匀,均发生了局部点蚀现象。结论随着Cl~-浓度的不断增大,42CrMo钢的平均腐蚀速率呈现先增大后减小的趋势,且在Cl~-为60 g/L时,平均腐蚀速率最大。42CrMo钢在静态常温下高Cl~-浓度溶液中以局部点蚀为主,其电化学腐蚀过程主要受阴极去氧极化的控制。     

静水压力对10CrNi3MoV钢腐蚀行为的影响

采用高压下的静态挂片实验、腐蚀电位测定和电化学阻抗谱测定研究了静水压力及其交替变化对高强度船体结构钢10CrNi3MoV在3.5%(质量分数)NaCl溶液中腐蚀行为的影响。结果表明:随着静水压力增大,溶液中溶解氧浓度降低,腐蚀产物中Fe_2O_3减少,腐蚀电位变负,从而使10CrNi3MoV钢的腐蚀速率明显减小。在交变静水压力条件下,由于压力交变引起了腐蚀产物与金属间的相互作用及锈层结构的变化而促进了金属的腐蚀,且静水压力越大对腐蚀的促进作用越大。在4MPa至常压静水压力交变下,10CrNi3MoV钢的腐蚀速率约为常压时的3.5倍。     

E690高强低合金钢焊接热影响区典型组织在含SO2海洋环境中的应力腐蚀行为对比研究

采用U形弯试样干湿交替腐蚀的实验方法,结合电化学测试和裂纹扩展行为分析,对比研究了E690钢焊接热影响区热模拟组织在模拟含SO_2海洋薄液环境中的应力腐蚀行为及机理。结果表明,E690钢焊接热影响区组织在含SO_2海洋薄液环境中具有较高的应力腐蚀敏感性,其中细晶热影响区组织与母材的应力腐蚀敏感性相对较低,粗晶和临界热影响区组织在该环境中应力腐蚀敏感性很高,裂纹扩展速率较快,且呈加速扩展之势。不同组织U形弯试样经过5 d干湿交替腐蚀实验后均形成应力腐蚀微裂纹,裂纹萌生于马氏体-奥氏体(M-A)组元与铁素体基体之间微电偶腐蚀形成的点蚀坑处。     

SPV50Q钢的应力腐蚀开裂实验研究

基于线弹性断裂力学的方法,以SPV50Q钢材为研究对象,选用不同部位的M-WOL楔形张开加载预裂纹试样,对其在不同硫化氢体积分数及不同状态条件下的应力腐蚀开裂性能进行研究。测定出应力腐蚀裂纹扩展速率da/dt和应力腐蚀开裂临界强度因子K_(ISCC)。结果表明:随着硫化氢体积分数的减小,SPV50Q钢的应力腐蚀裂纹扩展速率da/dt降低,应力腐蚀临界应力强度因子K_(ISCC)增大。对SPV50Q钢进行热处理后在一定程度上能降低裂纹扩展速率da/dt,同时可提高硫化氢环境下的抗应力腐蚀开裂能力。     

对相钢在流动中性含砂氯化物中的磨损腐蚀

研究了双相钢在流动含砂的3．5％NaCl溶液中的磨损腐蚀规律,测定、分析了流动体系中的电化学阻抗谱,揭示了双相钢磨损腐蚀过程中电化学的作用及其机制。结果表明,腐蚀曜 磨损腐蚀过程中起主要作用,流体力学因素只是加速了腐蚀电化学过程,阻抗谱在低频区出现一直线段和低频收缩现象。分别是双相钢在磨损腐蚀过程中电极处于自钝化状态,并受离子在钝化膜中的扩散、迁移过程控制和电极表面局部遭受破坏的特征,对于流动体系中电化学阻抗谱的分析,曹氏阻抗理论同样适用。     

交流电频率对X80管线钢在酸性土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

通过电化学测试、浸泡实验和表面分析技术研究了交流电频率(50~400 Hz)对X80钢在鹰潭酸性土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响。结果表明,随交流电频率的增加,X80钢的腐蚀速率逐渐减小,腐蚀程度减弱。交流电作用下X80钢生成的腐蚀产物疏松、裂纹多,对基体的保护性很差。X80钢的腐蚀电位偏移量随交流电频率的增大而减小。随交流电频率的增大,阴、阳极极化曲线的振荡幅度逐渐减弱。交流电的施加不仅使阴、阳极的电流密度增大,还使阴极反应由混合控制逐渐向活化控制转变。     

碳钢在流动3%氯化钠溶液中的腐蚀机理的探讨

本文利用自行设计的模拟流动状态的装置,研究了碳钢在流动3%NaCl溶液中的腐蚀规律及施加阴极电流后对腐蚀的影响。结果表明:随着相对流速的增大,碳钢的腐蚀随之加剧,并发现存在一个临界相对流速值。当相对流速小于此值时,腐蚀主要受电化学因素影响。而相对流速大于此值时,流体力学因素开始明显起主导作用,并与电化学因素间的协同效应增强,导致腐蚀速度急剧上升。施加阴极电流后,不仅抑制了电化学因素引起的腐蚀,而且大幅度地削弱了电化学因素与流体力学因素间的协同效应,从而使腐蚀速度大大降低。     

X80钢在干湿交替与水饱和哈密土壤环境下的腐蚀行为

目的揭示X80钢在干湿交替与水饱和哈密土壤环境下的腐蚀行为与规律。方法采用失重实验和电化学测试分析腐蚀速率与阴阳极电化学过程的变化规律,利用金相分析观察母材和焊缝的组织特征,通过SEM、EDS、XRD等微观分析手段观察腐蚀产物形貌、元素含量与物相组成,从而研究干湿交替与水饱和土壤环境对X80钢腐蚀行为的影响。结果 X80钢在干湿交替环境下的腐蚀速率是水饱和下的2～3倍,其在干湿交替与水饱和哈密土壤环境下的腐蚀产物物相均由Fe3O4、FeOOH、FeS所构成。X80钢在干湿交替环境下,表面的腐蚀产物膜出现大量凹坑与裂隙,使O2在试样表面分布不均,形成氧浓差电池,并且该凹坑与裂隙有利于腐蚀性离子进入,加剧局部腐蚀。在同一环境下,由于焊接接头各区域组织差异引起的微电偶腐蚀,X80钢焊缝的腐蚀速率明显高于母材。结论干湿交替环境与土壤中大量存在的Cl-显著加速了X80钢母材及焊缝的局部腐蚀,且X80焊缝耐蚀性明显低于母材,其腐蚀机理均为氧浓差电池和局部腐蚀自催化效应共同作用,腐蚀形态也由以全面腐蚀为主(水饱和环境)转变为以点蚀+溃疡状腐蚀为主(干湿交替环境)。     

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.     

交流杂散电流对X70管线钢3PE防腐层下腐蚀及剥离行为的影响

目的 明确交流杂散电流对埋地管线防腐层剥离和破损处防腐层下腐蚀的影响规律及其导致防腐层剥离的作用机理。方法 通过基于COMSOL Multiphysics有限元仿真、交流阻抗谱分析及三维体式显微镜观测等方法,研究在格尔木土壤模拟溶液中,交流杂散电流干扰下,X70钢表面3PE防腐层剥离处的防腐层下腐蚀及剥离机理。结果 由于防腐层破损点和剥离区域的存在,使得防腐层的防护性能明显降低,交流杂散电流在初始预留剥离处的X70钢表面呈不均匀分布,破损点处所分布电流密度明显高于剥离区边缘处。杂散电流引起的腐蚀反应主要集中在防腐层破损点处,而处于预留剥离区域下方的X70钢表现出缝隙腐蚀的现象。防腐层破损点处的腐蚀坑深度随电流密度的增加而逐渐变深,而当交流电流密度由0 A/m2增加到100 A/m2时,防腐层剥离面积明显增大,此后,当电流密度继续增大,剥离面积基本保持不变。当施加的交流电流密度相同时,随着防腐层剥离面积的减小,杂散电流造成的防腐层剥离面积增大,X70钢试样上的最大腐蚀坑略微加深。结论 造成防腐层剥离的交流杂散电流存在临界电流密度值,使得防腐层剥离面积达到最大且之后保持不变。防腐层初始剥离面积较小时,交流电所造成的X70钢腐蚀及防腐层剥离行为更为严重。     

海洋污损生物对碳钢腐蚀的影响

报道了国产碳钢（Ａ３,３Ｃ）在我国黄海、东海、南海三个海上实验站八年实海经验的结果,从污损生物附着和碳钢腐蚀的结果看出,污损生物可降低碳钢平均腐蚀率,但促进局部腐蚀;在污损生物活跃的东海、南海近岸海域,一年后碳钢表面１００％附着,腐蚀速率稳定在一定址。     

H2S水溶液中的腐蚀与缓蚀作用机理的研究Ⅲ.不同pH值H2S溶液中碳钢的腐蚀电化学行为

利用极化曲线和阻抗技术 ,对低碳钢在不同pH值H2 S溶液中的腐蚀电化学行为进行了研究。结果表明 ,在溶液pH值较低时 ,腐蚀电极主要受阳极酸性溶解过程控制 ,表面无硫化物沉积 ,其阻抗谱除高频容抗弧外 ,低频有一感抗弧存在 ;随pH的升高 ,腐蚀电位明显负移 ,电流密度减小 ,表面出现硫化物的不连续沉积 ,腐蚀因溶液pH值的增加和硫化物的沉积而减小 ,电极过程主要受硫化物的生长所控制 ;在pH值为 6.2时 ,由于HS 的阴极去极化 ,腐蚀电流增加 ;当pH大于 7后 ,电极表面因氧化膜的生成而呈现钝化特征 ,极化电阻显著增加。基于溶液中HS 同OH 的竞争吸附 ,提出可能的腐蚀历程 ,据此可解释有关实验事实。     

温度对S135钻杆钢在3.5%KCl溶液中腐蚀行为的影响

基于理论分析和采用挂片实验,SEM以及电化学测量技术,研究了S135钻杆钢在不同温度下3.5%KCl溶液中的腐蚀行为.结果表明:钻杆钢试样开路电位随着温度升高负移;不同温度下的腐蚀控制因素是造成腐蚀速率变化的主要原因;电化学腐蚀主要受阳极反应控制;系统"弥散效应"随温度升高而增强,平均腐蚀速率呈现先增加后降低的趋势.