X65钢在含超临界CO_2的NaCl溶液中腐蚀机制的讨论

利用高温高压反应釜研究了X65管线钢在含有超临界CO2(supercritical CO2,SC CO2)的3.5%NaCl溶液、去离子水以及溶解有NaCl溶液的超临界CO2相中的腐蚀行为.结果表明,Cl-的存在导致X65钢在含有饱和SCCO2的NaCl溶液中的腐蚀速率显著升高,腐蚀产物膜的晶粒形貌发生改变.X65钢在超临界CO2相中的腐蚀速率远远低于在NaCl溶液中的腐蚀速率,但出现局部腐蚀.X65钢在含有SC CO2的NaCl溶液中的腐蚀分为3个阶段:第一个阶段为基体快速溶解阶段,表面没有FeCO3生成;第二阶段为FeCO3开始沉积阶段,形成的FeCO3腐蚀产物膜不完整,增大了阴极还原反应面积,导致腐蚀加速;第三阶段为腐蚀产物膜保护阶段,形成的腐蚀产物膜致密性逐渐提高,保护性好,但Cl-仍然可以穿过腐蚀产物膜到达膜基界面,从而加速钢的腐蚀.建立了普通管线钢在含Cl-溶液中的超临界CO2腐蚀模型.     

X80管线钢在高矿化度油田采出液中的腐蚀行为

利用高温高压釜动态模拟实验,采用失重法研究了含水率和CO₂分压对X80管线钢在油水混合物中腐蚀速率的影响;利用扫描电镜 (SEM)、能谱 (EDS) 和X射线衍射技术 (XRD) 等技术手段表征腐蚀产物表面形貌、清理腐蚀产物后试样的表观特征和腐蚀产物成分。结果表明：随着含水率的增加,X80钢的腐蚀速率单调增加;X80钢的腐蚀速率随CO₂分压的增加而增加,分压为1.5 MPa时,产物膜最致密;X80钢在油水混合物中的腐蚀产物主要由FeCO₃构成;CO₂分压一定时,总压的改变对X80钢的腐蚀程度影响较小。     

高压干法X65管线钢GMAW焊接接头在模拟海水中的腐蚀行为

高压干法熔化极气体保护焊(简称GMAW)在海底油气管道等水下构件的组装和维修中有着非常广泛的应用,焊接接头在海水中的腐蚀行为对于海底输油管道的安全运行至关重要.通过模拟浸泡试验和极化曲线法研究不同环境压力下(常压,0.3 MPa,0.5 MPa) X65管线钢干法GMAW焊接接头在人工海水中的腐蚀行为及机理. 结果表明,与焊缝和母材相比,热影响区的耐蚀性最差,且环境压力对焊接接头的腐蚀性能影响不明显. X65管线钢干法GMAW焊接接头在人工海水中的腐蚀形式以点蚀为主,在浸泡后期出现严重的局部腐蚀;腐蚀产物由FeOOH,Fe₂O₃,Fe₃O₄组成,腐蚀产物层在浸泡初期起到减缓金属腐蚀的作用,但随着浸泡时间延长,腐蚀产物层的致密性降低,其下的金属接头容易遭受到Cl?的破坏,使局部腐蚀过程加剧.     

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。     

H_2S浓度和pH值对X65海管钢焊接接头腐蚀行为的影响

采用高压釜模拟海底集输环境,通过电化学测试技术、浸泡实验、SEM和XRD技术研究了H2S浓度和pH值对X65钢焊接接头腐蚀行为的影响。结果表明,X65钢焊接接头中热影响区的开路电位最负,焊缝最正,母材介于两者之间,腐蚀电流密度从大到小的顺序为:热影响区母材焊缝;焊接接头平均腐蚀速率在0.1~0.25 mm/a之间,硫化物浓度增加、pH值降低均可导致腐蚀速率增加;X65钢海管焊接接头在模拟现场工况条件下以均匀腐蚀为主,焊缝区腐蚀程度低于热影响区。     

二氧化碳对X60钢微生物腐蚀行为影响

利用失重法和扫描电镜研究了CO₂与嗜热SRB共存条件下X60钢在海底污泥和污水中的腐蚀行为.结果表明:CO₂饱和条件下,随着温度的升高,污泥和污水中腐蚀速率均增加,且含SRB的污泥和污水中X60钢的腐蚀速率均大于不含SRB的腐蚀速率,SEM观察表明,X60钢遭受的破坏以点蚀为主;随着CO₂分压的增大,X60钢的腐蚀速率增大,且污泥中腐蚀速率大于污水中腐蚀速率.     

地质处置后期无氧阶段X65低碳钢腐蚀行为研究

X65低碳钢在模拟地质处置后期50 ℃无氧模拟地下水溶液中的主要腐蚀类型为均匀腐蚀；利用扫描电子显微镜 (SEM)、能量散射谱 (EDS) 和微区X射线衍射仪 (μ-XRD) 表征X65低碳钢腐蚀产物的形貌、元素和物相组成。结果表明，腐蚀产物有针状和颗粒状两种类型，包含Fe和O两种元素，产物物相为Fe₃O₄；使用失重法测得X65低碳钢平均腐蚀速率在360 d内逐渐从4.17 μm/a降低到1.42 μm/a，腐蚀速率随时间的变化规律符合降幂函数关系式V₅₀=1.36t ^-0.56，腐蚀过程受扩散控制。     

C4镍基合金与X60钢焊接接头的组织和腐蚀性能

采用低合金钢焊丝焊接C4镍基合金/X60钢异种金属.利用扫描电镜分析焊接接头微观组织;电学系统测试接头各区腐蚀速率;高温高压法加速腐蚀.结果表明,C4镍基合金热影响区奥氏体晶粒长大X60钢过热区为大块铁素体组织.焊缝、X60钢热影响区腐蚀电流密度分别测试时,焊缝区较大;整体测试时,X60钢热影响区作为阳极,熔合线附近溶解出现腐蚀沟槽,C4镍基合金和焊缝共同作为阴极被保护.     

覆有短期腐蚀产物膜的X80钢的电化学行为

将X80钢放入酸性鹰潭土壤模拟溶液中浸泡30 d使其表面形成短期腐蚀产物膜,采用SEM,EDS和XRD对腐蚀产物膜的表面形貌、元素和物相组成进行测试与分析,通过极化曲线和电化学阻抗方法考察腐蚀产物膜对X80钢电化学腐蚀行为的影响。结果表明：与X80裸钢相比,腐蚀产物膜作用下的X80钢的自腐蚀电位更负,自腐蚀电流密度更大。这是因为产物膜主要由Fe₃O₄和β-FeOOH组成,短期形成的Fe₃O₄产物膜存在很多微小孔洞和微裂纹等缺陷,为溶液中侵蚀性Cl^-的吸附和滞留提供了潜在场所,同时也增大了基体和腐蚀介质反应的有效面积;而产物膜中的β-FeOOH抗Cl^-侵蚀作用很弱,且参与了阴极还原反应。这些因素的综合作用导致覆有短期腐蚀产物膜的X80钢在酸性土壤模拟溶液中表现出更大的腐蚀速率。     

CO2对油田地下水环境中Q235钢和X70钢腐蚀行为的影响

为了探明辽河油田地下水环境中CO₂对Q235钢和X70管线钢的腐蚀规律,采用动电位极化技术及交流阻抗技术研究了不同CO₂浓度对该环境下两种钢腐蚀行为的影响,并利用光学显微镜对试样腐蚀界面进行表征。结果表明:随着CO₂浓度的增加,Q235和X70钢的交流阻抗图谱的半径均减小,腐蚀电流密度增大,腐蚀坑数量、深度和面积都增加,腐蚀敏感性增大。在低浓度CO₂环境下(CO₂含量为10%时),Q235钢的腐蚀敏感性比X70钢更高;而在高浓度CO₂环境下(CO₂含量为20%、40%、60%时),Q235钢的腐蚀速率反而较小,耐腐蚀性更好。     

2195铝锂合金摩擦搅拌焊接头组织与腐蚀行为

研究了5 mm厚度2195-T8铝锂合金板材摩擦搅拌焊(FSW)接头不同位置的显微组织、腐蚀电化学行为以及在晶间腐蚀介质中的腐蚀特征. 结果表明,母材为纤维状晶粒组织,而焊核区为晶粒尺寸小于10 μm的完全再结晶组织. 2195-T8铝锂合金母材时效强化相为T1相(Al₂CuLi)和θ'相(Al₂Cu),热力影响区大部分T1相和全部θ'相已重新溶解至基体中,而焊核区所有T1相和θ'相均重新溶解. 从母材至焊核区,电位逐渐增加,相应地FSW接头上表面发生宏观平面电偶腐蚀,焊核区承担阴极电流,而母材部分则承担阳极电流. 在晶间腐蚀介质中,焊核区表面发生程度较轻的均匀腐蚀,母材部分发生深入基体内部的腐蚀.     

CLAM钢搅拌摩擦焊接头高温蠕变行为

针对核聚变堆用CLAM钢,对焊后热处理的搅拌摩擦焊接头在823 K条件和180～300 MPa应力水平下的单轴拉伸蠕变性能、断口形貌、显微组织进行了研究. 结果表明,当蠕变应力由300,260及220 MPa降低到180 MPa时,CLAM钢搅拌摩擦焊接头的蠕变寿命分别由1.5,19.2及883 h增加到6769 h以上. 临界热影响区是接头蠕变断裂的最薄弱区域,主要呈现位错控制的蠕变变形机制和穿晶韧性断裂模式. 在蠕变过程中临界热影响区组织发生回复并形成亚晶,导致位错强化作用降低;M₂₃C₆碳化物发生不同程度的粗化或周围生成Laves相,导致析出和固溶强化作用减弱;这些因素是CLAM钢FSW接头蠕变性能恶化的主要原因. 采用Monkman-Grant方程预测FSW接头在1×105 h蠕变寿命下的蠕变断裂强度估计为156 MPa,达到母材强度的88%.     

含硫原油对X65钢管道顶部腐蚀实验研究

利用高温腐蚀试验箱,模拟输油管道的腐蚀环境,研究X65钢管道在含硫原油中的腐蚀行为。利用扫描电子显微镜 (SEM)、能谱分析 (EDS) 和X射线衍射 (XRD) 等分析技术,对比分析不同腐蚀时间、温度下样品腐蚀产物的组织形态与成分,研究腐蚀时间及原油温度对X65钢管的腐蚀影响规律。结果表明,随着腐蚀时间的延长,试样腐蚀速率先增大后减小,最后趋于某一定值;温度对试样腐蚀速率影响较明显,由于重力作用腐蚀产物呈下坠状附着在试样表面,腐蚀形态为全面腐蚀。在低温时腐蚀产物主要成分为铁的氧化物,在温度较高时腐蚀产物中出现Fe₂S等具有保护性的腐蚀产物。     

X65钢焊接接头在模拟浅表海水和深海环境中的腐蚀行为对比

在实验室模拟条件下,采用失重法及电化学等方法并结合腐蚀形貌显微观察,研究了X65钢焊接接头在浅表海水和深海(1000 m)环境中的短期腐蚀行为及其机理。结果表明,X65钢焊接接头在浅表海水环境下的腐蚀速率大于深海环境下的腐蚀速率,浅表海水环境以点蚀为主,深海环境只在熔合线附近腐蚀相对较快,焊缝区腐蚀不明显;在模拟浅表海水和深海环境下,热影响区(HAZ)的腐蚀电位均低于焊缝和母材区,导致焊缝区域存在电偶效应,加速了HAZ的腐蚀,形成较厚的腐蚀产物膜。     

X80管线钢在东南酸性土壤环境中的电化学腐蚀特征研究

采用电化学测试、扫描电镜观察、表而能谱分析及X射线衍射等方法,研究了原始态与退火处理态的X80管线钢在东南酸性土壤模拟溶液中的电化学腐蚀特征与机理,分析了热处理工艺和腐蚀时间等因素对X80钢极化曲线的影响.结果表明,退火态X80钢耐蚀性低于原始态,这主要与X80钢组织因热处理发生改变有关;随着浸泡时间的延长,原始态与退火态的X80钢在东南酸性土壤模拟溶液中腐蚀趋势均减小,而腐蚀速率先增大后减小;其阴极过程受析氢腐蚀和吸氧腐蚀联合控制;腐蚀产生的锈层主要由FeOOH(表层)和Fe_3O_4(内层)组成,而腐蚀产物膜的完整性和致密性影响了X80钢表面的腐蚀过程,使管线钢表面的腐蚀破坏程度增加.研究还发现,氯离子含量是影响腐蚀的主导因素.     

Corrosion Resistance of Friction Stir Welded Al-Cu-Li Alloy AA2099-T8

In order to study the effect of friction stir welding (FSW) on corrosion resistance of Al-Cu-Li alloy AA2099-T8, the microstructure and microhardness of FSW joints were characterized, and then, the corrosion behavior of the FSW joints was investigated by the immersion and potentiodynamic polarization tests in a 3.5% NaCl solution at room temperature. It is indicated that the alloy was softened by FSW, with the lowest hardness appearing at the boundary between the nugget zone and the thermo-mechanically affected zone. When exposed to the NaCl solution, the FSW joint was characterized by shallow pits and was free of severe localized corrosion, probably due to dissolution of T₁ (A₂CuLi) phase in the FSW joint. It is suggested that further work should be carried out to evaluate the galvanic coupling effect between the FSW joint and the base metal, as well as the stress corrosion cracking resistance of the FSW joint.