新型腐蚀电化学传感器在金属材料大气腐蚀现场检测中的应用

研制了适用于金属材料大气腐蚀监检测的电化学传感器,通过电化学噪声技术研究Q235B和T91钢在舟山海洋大气中的腐蚀电化学行为,利用电位/电流标准偏差或噪声电阻值的变化得到表征金属材料大气腐蚀过程的特征参数。结果表明,该传感器可成功实现钢铁材料大气腐蚀的实时在线监检测。均匀腐蚀过程的电流噪声标准偏差和噪声电阻值的变化与腐蚀速率有直接关系;局部腐蚀过程中电流噪声标准偏差的变化一定程度上可反映腐蚀速率的变化,但噪声电阻值与腐蚀速率并无直接关系。     

P110S油套管在微含硫环境中的腐蚀行为研究

采用不同含量的Na₂S来模拟不同的含硫环境,利用挂片浸泡实验研究P110S钢级油套管在含硫体系中的腐蚀行为;利用电化学测试研究了其在不同含硫浓度中电化学特征;利用扫描电镜、激光共聚焦、XRD以及拉曼光谱对样品表面的腐蚀产物和形貌进行了表征。结果表明,P110S钢级油套管钢在含硫体系中发生严重的腐蚀,腐蚀速率和腐蚀电流密度均随含硫浓度增大而增大,腐蚀类型由均匀腐蚀转变为点蚀,腐蚀产物疏松。     

Q235钢在薄液膜下腐蚀行为与图像信息的相关性研究

研究了大气腐蚀环境下Q235钢腐蚀行为,通过图像处理获取锈层组成的信息。将电化学监测和图像分析相结合,通过提取图像特征参数,并与电化学信息进行对比分析,研究Q235钢在薄液膜下腐蚀行为与图像信息的相关性。结果表明,Q235钢大气腐蚀始于珠光体,出现局部区域优先腐蚀特征;随着腐蚀进行,出现均匀化特征。丝束电极分析表明,随着时间增加,Q235钢腐蚀电位降低,腐蚀电位标准差减小,阳极区域不断扩大。神经网络图像分析表明,随时间增加,锈层中α-FeOOH的含量增加,对氧的扩散出现阻挡作用,促使局部腐蚀向均匀腐蚀转变。腐蚀行为与图像特征信息具有相关性,即与局部腐蚀向均匀腐蚀转变进而速率减缓相对应,表面出现完整腐蚀产物层。     

铜在中国吐鲁番干热大气环境下的腐蚀行为（英文）

采用失重测试、形貌观察、成分分析和电化学实验对放置在吐鲁番干热大气环境下3年的纯铜进行大气腐蚀研究。结果显示,平均失重速率为2.90μm/a,远低于处在海洋环境下的腐蚀速率;铜的大气腐蚀产物主要由Cu_2O和Cu_2Cl(OH)_3组成,而由于干湿和冷热循环,腐蚀产物分布不均匀;电化学实验表明,腐蚀产物的存在能阻止腐蚀的进一步发生,但是产物的不均匀分布会在一定程度上加速腐蚀的进程。     

Cl-对汽车镀锌板在泥浆中腐蚀行为的影响

用浸泡试验、电化学阻抗技术和扫描电镜(SEM)研究比较了汽车镀锌板及基板在不同Cl~-含量鹰潭泥浆中的腐蚀行为。结果表明:在实验介质条件下,镀锌板和IF钢(无间隙原子钢,有时也称超低碳钢)基板均发生了明显的腐蚀,镀锌板的腐蚀速率普遍高于基板;泥浆中的Cl~-含量对腐蚀行为有较大影响,镀锌板在5%Cl~-的泥浆中腐蚀速率最大,基板在1%Cl~-泥浆中腐蚀速率最大;腐蚀产物的致密性影响其保护性能,Cl~-通过影响泥浆中的溶氧量和腐蚀产物的保护性综合影响金属在泥浆中的腐蚀行为;腐蚀电位和电化学阻抗测量的分析结果与实际腐蚀速率具有很好的对应性,反映了腐蚀随时间变化的电极表面特性。     

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.     

X65管线钢在盐溶液中的腐蚀监测技术

通过特殊设计的电子试片,分别利用电阻法(ER)和电化学方法对同一个X65管线钢试片在3.5%(质量分数)NaCl溶液中的腐蚀速率进行了50d的在线监测,并将在线监测结果与失重法的测量结果进行了对比。结果表明:随着腐蚀的进行,逐渐生成的锈层对X65管线钢的腐蚀有良好的抑制作用,腐蚀速率在30d后降至初始腐蚀速率的1/6;ER法测试时,测试初期由于试片表面不均匀腐蚀,导致其测量结果与失重法的测量结果存在较小的误差,在腐蚀进行20d后,二者具有良好的一致性;电化学方法在测试初期与ER法和失重法具有较好的一致性,但随着内锈层的发展,腐蚀在进行30d后,电化学方法的测试结果远高于试片真实的腐蚀速率,表明电化学方法不适用于海洋环境中的长期腐蚀监测。     

腐蚀介质温度对316L/Ni-P镀层腐蚀及电化学行为影响

采用质量损失法研究了化学镀Ni-P镀层及对比材料316L在单相流(20%H2SO4)和两相流(20%H2SO4+20 g/L黄砂)中冲刷腐蚀行为,以及电化学方法研究了介质温度对Ni-P镀层及316L电化学行为的影响。结果表明,介质温度升高(20~80℃),Ni-P镀层腐蚀速率、冲刷腐蚀速率和冲刷腐蚀交互作用增大,但与316L和300℃热处理的晶态镍磷镀层相比,介质温度对镀态和200℃热处理的非晶镍磷镀层影响较小。镀态镍磷和316L的腐蚀电流密度随介质温度升高而增大,容抗弧半径则随介质温度升高而减小。Ni-P镀层腐蚀和单相流冲刷腐蚀机制是均匀腐蚀,而两相流中则为均匀腐蚀+犁削机制。     

304L不锈钢在硼酸水溶液中的腐蚀行为

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱、扫描电镜和能谱分析方法研究了304L不锈钢在硼酸水溶液中的腐蚀行为。结果表明,304L不锈钢的自腐蚀电位和腐蚀电流密度随着硼酸水溶液温度的升高而增大;不同温度下的电化学阻抗谱呈单容抗弧,表现为一个时间常数,80℃硼酸水溶液中的阻抗模值较小;随时间的延长,304L不锈钢的均匀腐蚀速率逐渐降低,并且维持在较低的腐蚀速率。     

Cr合金化对HRB400钢筋腐蚀行为的研究

应用动电位极化、电化学阻抗谱、周浸腐蚀实验的方法研究了HRB400普通碳钢钢筋和两种Cr合金化的低合金钢筋在2%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果表明：相比HRB400钢筋,Cr合金化的钢筋的开路电位明显正移,Cr加入提高了钢的热力学稳定性;随着Cr含量的增加,钢筋的自腐蚀电流密度减小,极化电阻增大,Cr合金化的钢筋具有相对较小的电化学腐蚀速率;周浸加速腐蚀72 h后,HRB400钢筋以均匀腐蚀为主,Cr合金化的钢筋以局部腐蚀为主,添加Cr可以显著降低HRB400钢筋的均匀腐蚀速率。     

采用丝束电极研究金属的缝隙腐蚀*

采用丝束电极研究了铜在5%NaCl介质中的缝隙腐蚀行为。研究表明,铜发生缝隙腐蚀的过程中,缝隙内金属的腐蚀电位分布是不均匀的,不均匀的程度相差达数十毫伏。在缝隙腐蚀的初期,缝隙内金属腐蚀电位随着缝隙腐蚀的发生逐渐正移。随着缝隙腐蚀程度的加深,缝隙内金属的腐蚀电位发生负移,且逐渐均匀分布。这一过程与经典的金属缝隙腐蚀机理相吻合。     

合金元素铁对钛缝隙腐蚀性能的影响

用浸泡腐蚀试验及电化学测试技术研究了合金元素铁对钛抗缝隙腐蚀性能的影响。试验结果表明,加入铁使缝隙腐蚀再钝化电位ＥＲ变负,缝隙腐蚀诱导期缩短,腐蚀率增大。通过电子探针分析和ＳＥＭ观察发现,铁以ＴｉＦｅ形式在晶界析出,腐蚀优先在ＴｉＦｅ析出物上发生,并且沿晶界向内部发展。由此得知,缝隙腐蚀起源于ＴｉＦｅ析出物,继而成长并促进了缝内活性溶解。     

离子注入Cr、Mo、Al对碳钢缝隙腐蚀行为的影响

采用电化学测试技术研究了离子注入Cr、Mo、Al对碳钢在海水中缝隙腐蚀行为的影响。结果表明,Cr、Mo复合离子注入表面降低缝隙腐蚀率,提高ER,显著改善了耐缝隙腐蚀性能,该效果优于Cr离子单独注入表面。Al离子注入表面使ER变负,耐缝隙腐蚀性能变劣。     

6种不锈钢的化学和电化学腐蚀行为

采用化学和电化学加速腐蚀试验方法对６种不锈钢的耐点蚀和缝隙腐蚀性能进行了评价。结果表明：两种评价方法之间具有良好的相关性;６种不锈钢按照点蚀和缝隙腐蚀抗力由大到小的顺序排列为３＾＃〉１＾＃〉６＾＃〉２＾＃〉４＾＃〉５＾＃,详细描述了６种不锈钢各自的腐蚀行为特征。     

镍对304不锈钢在NaCl溶液中缝隙腐蚀行为的影响

采用化学浸泡实验和电化学测试技术,探讨了Ｎｉ元素对３０４不锈钢在０．３％ＮａＣｌ 溶液中缝隙腐蚀行为的影响。结果表明,合金元素Ｎｉ的加入,可提高ＥＲ,抑制不锈钢的活性溶解行为 和有效提高抗缝隙腐蚀能力。     

用丝束电极研究SO_4~(2-)对纯铝缝隙腐蚀的影响

采用动电位极化和丝束电极技术测量了纯铝在2mol/L NaCl和2mol/L NaCl 0.8mol/L Na2SO4溶液中的极化曲线、缝隙内外的自腐蚀电位和电化学阻抗分布,研究了SO42-对铝缝隙腐蚀的影响。结果表明,在NaCl溶液中,缝隙内的铝为阳极、缝隙外为阴极;随浸泡时间增加,腐蚀不均匀性增加。加入Na2SO4后,减小了缝隙内外腐蚀电位差,显著降低了铝的腐蚀速度。Na2SO4是中性溶液中铝的吸附型缓蚀剂,延缓了缝隙腐蚀的发生。     

溶液环境对模拟剥离涂层下X70钢腐蚀行为的影响

采用矩形缝隙装置,研究了阴极极化条件下本体Na₂SO₄溶液浓度、pH 值以及本体溶液的含氧状况对模拟剥离涂层下溶液的化学和电化学环境的影响,分析了剥离区域内X70钢表面发生的电化学反应。结果表明,增加本体Na₂SO₄溶液的浓度虽然有利于阴极电流在剥离涂层内传输,但会导致钢板表面钝化膜的破坏而发生腐蚀。本体溶液pH值为酸性时缝内的化学环境变化迅速,缝口处发生腐蚀反应;而碱性条件下剥离区的pH值基本不变。本体溶液供氧量的减少降低了剥离区域内阴极保护的有效距离。外加电位的中断使缝内溶液酸化,X70钢处于自腐蚀状态。     

新型海水管系材料HDR双相不锈钢的腐蚀和电化学性能

针对新型海水管系材料HDR双相不锈钢的研制和开发,通过冲刷腐蚀,砂侵蚀以及点蚀和缝隙腐蚀电化学试验,研究了其耐海水腐蚀性能和电化学性能,与TUP,B10,B30的耐蚀性能进行了对比,结果表明,HDR很耐流动海水冲刷腐蚀和砂侵蚀,耐点蚀,缝隙腐蚀性能良好,适合作为海水管系材料。     

Cl-浓度对X70管线钢缝隙腐蚀的影响

应用楔型缝隙模型研究了腐蚀介质中Cl~-浓度对X70管线钢缝隙腐蚀的影响规律.实验结果表明:在自然腐蚀状态下,当缝口宽度为0.15 mm以及实验周期为120h时,随着缝外腐蚀介质中Cl~-浓度(c~m_(Cl~-))的提高,从缝口到缝底缝内溶液中的Cl~-浓度(c~c_(Cl-))逐渐增加,pH值逐渐降低,试样的电极电位也逐渐降低,表明随着腐蚀介质中c~m_(Cl~-)的增加,X70管线钢的缝隙腐蚀倾向逐渐增强.     

环境因素诱导入井管具的腐蚀

对于同一口油井来说,腐蚀介质基本一致,但是井下油井管各部位的腐蚀差异却较大,这主要是环境因素造成的.本文讨论环境因素引起的杂散电流腐蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀和应力腐蚀.这些腐蚀现象在油气田开发过程普遍存在.入井管具较多,因材质存在一定的差异,电位差较大的局部区域出现较严重的电偶腐蚀.在其连接处可能发生缝隙腐蚀,钻杆加厚过渡带的残余应力将诱发应力腐蚀.希望本文的讨论为油田开发的相关设计和决策提供一定的参考依据.