Cl–对冷变形316L奥氏体不锈钢在H2S环境下应力腐蚀的影响

目的研究H2S环境下不同Cl^-浓度对冷变形316L奥氏体不锈钢应力腐蚀行为的影响,探究Cl^-造成影响的原因,为不锈钢安全服役提供理论数据。方法采用力学方法研究了冷变形316L奥氏体不锈钢的力学行为,通过计算延伸率损失表征材料的应力腐蚀敏感性,通过电化学手段表征了点蚀电位。最后为了研究点蚀与基体中氢含量的关系,进行了扩散氢含量的测试,通过测量试样的扩散氢含量,进一步理解应力腐蚀行为。结果随着Cl^-浓度的增加,316L奥氏体不锈钢的延伸率损失逐渐增大,应力腐蚀敏感性增强。断口形貌从杯状的等轴韧窝转变为解理型脆性断裂。动电位极化测试表明,Cl^-浓度的增加,点蚀电位逐渐降低,直至–0.0228V,试样更容易发生点蚀。扩散氢含量的测量进一步显示了点蚀坑的存在促进了氢进入到金属内部。结论 Cl^-对316L奥氏体不锈钢在H2S环境中的应力腐蚀行为有重要影响,随着Cl^-浓度的增加,应力腐蚀敏感性增强,结合点蚀电位的测量结果,可能是由于Cl^-破坏金属表面的钝化膜,产生点蚀坑,裂纹形核并扩展,同时点蚀坑还促进了氢进入金属内部,应力腐蚀敏感性增强。     

加氢装置脱H_2S汽提塔塔顶系统的腐蚀评价及选材

模拟脱H2S汽提塔塔顶系统现场工况,采用浸泡腐蚀挂片、恒电位阳极极化法、U型弯曲应力腐蚀等方法对20号钢、304L、321、316L及2205不锈钢在湿硫化氢环境中的均匀腐蚀、点蚀和应力腐蚀开裂敏感性进行了研究,并利用体视显微镜和SEM对金属试样的微观腐蚀形貌进行了观察。结果表明:20号钢耐蚀性较差,易在低温下发生氢鼓泡,奥氏体不锈钢304L、321、316L及双相不锈钢2205的腐蚀速率较小,耐蚀性好,其中304L和321不锈钢耐点蚀性能稍差,表面出现了轻微点蚀造成的蜂窝状的局部腐蚀;H2S的存在明显提高了奥氏体不锈钢在Cl-环境中的点蚀敏感性;304L、321及316L不锈钢焊接试样均具有较好的耐应力腐蚀开裂性能。     

H2S对316L不锈钢含Cl-环境下点蚀行为的影响

通过腐蚀模拟试验和电化学测试,研究了H2S分压对316L不锈钢在含Cl-条件下的点蚀行为。模拟试验结果表明,随H2S分压的升高,316L不锈钢试样表面钝化膜局部出现破损,点蚀电位及钝化膜电阻均明显下降,点蚀敏感性提高。H2S分压增至100kPa时,样品表面可以观察到明显点蚀形核,与无H2S条件相比,膜电阻显著减小,难以维持良好的钝化状态。     

氯离子对316L不锈钢临界点蚀温度的影响

在外加恒电位下,通过测腐蚀电流密度-温度曲线的方法研究了Cl~-含量对316L不锈钢临界点蚀温度(CPT)的影响。结果表明:在临界点蚀温度以下,试样表面钝化膜比较稳定,超过该温度后,试样表面开始发生点蚀。Cl~-含量越高,316L不锈钢临界点蚀温度越低,且表面的点蚀坑越多。现场的腐蚀产物分析表明,腐蚀产物表面稀疏,主要元素为O、Fe、C、Cl。现场生产水Cl~-质量浓度高达21.431g/L,对316L不锈钢的腐蚀极其严重。     

流动对316L/2205和431/2205不锈钢在3.5% NaCl溶液中电偶腐蚀的影响

采用动电位极化、电偶电流、腐蚀形貌分析等方法研究了在3.5%NaCl溶液中介质流动对316L/2205和431/2205不锈钢电偶腐蚀的影响。与42CrMo/316L偶对对比发现316L/2205、431/2205和42CrMo/316L电偶中316L、431和42CrMo均作为阳极,其腐蚀受到加速,三种偶对的电偶腐蚀倾向大小为:316L/2205431/220542CrMo/316L;电偶电流测量发现介质流动可以增大三种偶对的电偶电流,偶对431/2205存在电偶电流和电位暂态峰。腐蚀形貌分析发现,静止条件下316L、2205和431不锈钢没有明显的腐蚀,42CrMo钢表面覆盖锈蚀层;流动条件下431不锈钢表面点蚀坑形成并附着腐蚀产物,42CrMo表面局部形成锈蚀层,结合形貌分析认为,431/2205偶对中电流暂态峰的出现与蚀坑中锈蚀层的形成有关。     

316L与2205不锈钢在硫酸溶液中的腐蚀行为

采用浸泡、动电位极化等方法研究了316L与2205不锈钢在5%H2SO4溶液中的化学与电化学腐蚀行为,探索两种材料在的稀硫酸溶液中的腐蚀敏感性和耐蚀性。结果表明:在化学腐蚀过程中,316L不锈钢表面出现一些点蚀坑,而2205不锈钢的表面平整光滑,无腐蚀现象发生,2205不锈钢的腐蚀速率约为316L不锈钢的1/10;在电化学腐蚀过程中,316L不锈钢的腐蚀速度与腐蚀倾向大于2205不锈钢。在相同条件下,2205双相不锈钢表现出更好的耐蚀性。     

某烷烃酸水分离器腐蚀分析与对策

为解决烷烃酸水分离器被腐蚀破坏的问题,对设备腐蚀的原因进行了全面分析,发现含浓度36 mg/L的氯离子且温度为110℃的氧化酸水,对不锈钢316L的腐蚀源于点蚀,在有机酸的存在下,氯离子形成的蚀核能迅速发展成蚀坑。采用双相不锈钢SAF2205材料制造酸水分离器设备,能有效抵御酸水的腐蚀。     

316L和HR-2不锈钢在盐酸液膜环境中的钝化与点蚀

基于自行设计组装的盐酸液膜腐蚀模拟装置,采用腐蚀挂片、电阻探针、Tafel极化、电化学阻抗等方法,研究了316L和HR-2不锈钢在浓度分别为1、0.5和0.1 mol/L,温度分别为90、70和60℃的盐酸蒸汽环境中的钝化和点蚀行为,并利用金相显微镜、XRD对腐蚀试样和腐蚀产物进行了分析。结果表明:两种不锈钢的腐蚀速率随时间先加快后减慢最后趋于稳定,316L不锈钢的腐蚀速率相对较高;两种不锈钢均能形成稳定钝化区,且维钝电流密度相差不大,HR-2孔蚀电位的钝化区间总体都比316L不锈钢高,说明HR-2不锈钢更耐腐蚀;另外,两种不锈钢表面腐蚀产物成分基本相同,316L不锈钢表面的腐蚀产物更多更密集,这是由于O的吸附被C1-所取代,钢体表面上的钝化膜难以形成或破坏,并且更可能导致不锈钢点蚀。     

316L不锈钢在油田注水环境中的腐蚀行为

通过电化学试验、腐蚀浸泡试验、表面分析等方法研究了316L不锈钢在总压20.2 MPa、矿化度105mg/L模拟某油田注水系统回注水中的腐蚀行为,分析了pH、温度、Cl~-含量等腐蚀因素对其腐蚀行为的影响。结果表明:316L不锈钢在模拟回注水中具有优良的耐均匀腐蚀性能,腐蚀浸泡30d后,表面有轻微点蚀,氧气的存在增加了其发生点蚀的概率;316L不锈钢在模拟回注水中的点蚀电位为0.036V,临界点蚀温度为16℃;pH、温度、Cl~-含量对316L不锈钢均匀腐蚀速率的影响较为明显,溶液中是否含氧对316L不锈钢均匀腐蚀速率的影响较小。     

316L不锈钢在吸收式热泵中耐蚀性能的研究

通过电化学动电位扫描技术,采用正交试验法,研究了溴化锂(LiBr)吸收式热泵用管材316L不锈钢在热网水中的耐蚀性,建立了316L点蚀电位关于热网水温度、Cl-浓度和p H值三因素数学模型。通过腐蚀失重和电化学极化法进行了316L不锈钢在吸收器LiBr溶液中的点蚀性能研究。结果表明:温度与Cl-浓度对316L点蚀电位影响负相关,而p H值对其影响正相关,且各因素影响的显著程度为p H值温度Cl-浓度。吸收器条件下316L不锈钢的腐蚀速率仅为0.78μm/a,其表面点蚀坑多但较浅,且分布较均匀;但是316L点蚀电位Eb低于其氧平衡电位φ较多,点蚀仍可能发生。     

CORROSION FATIGUE CRACK INITIATION BEHAVIOR OF 316L STAINLESS STEEL IN HANK’S SOLUTION

ＣＯＲＲＯＳＩＯＮＦＡＴＩＧＵＥＣＲＡＣＫＩＮＩＴＩＡＴＩＯＮＢＥＨＡＶＩＯＲＯＦ３１６ＬＳＴＡＩＮＬＥＳＳＳＴＥＥＬＩＮＨＡＮＫ’ＳＳＯＬＵＴＩＯＮ￥Ｊ．Ｈ．Ｘｉｅ;Ｙ．Ｓ．Ｗｕ;Ｊ．Ｑ．Ｈｅ;Ｘ．Ｚ．ＹａｎｇａｎｄＲ．Ｚ．Ｚｈｕ（Ｄｅｐａｒｔｍｅ...     

316L不锈钢波纹管海水腐蚀失效机理对比分析

316L不锈钢是一种耐蚀性和加工性优异的奥氏体不锈钢。在海洋环境使用过程中发现经钝化处理的316L不锈钢波纹管在短时间内出现穿孔,而经表面黑化处理的波纹管出现缓慢的均匀腐蚀,没有出现点蚀穿孔现象。为了弄清波纹管穿孔的原因及机理,采用扫描电镜、数码显微镜及金相显微镜分别对黑化处理及钝化处理的不锈钢腐蚀形貌及金相组织结构进行观察。利用X射线衍射仪(XRD)和化学成分分析技术分别对腐蚀产物的相结构及不锈钢材料的成分进行分析。结果表明,酸洗后钝化膜的破裂和海水中氯离子的残留是形成点蚀穿孔的主要原因;表面黑化之后的波纹管由于表面形成了疏松的物质,在海水中为均匀腐蚀,其腐蚀的速度远低于点蚀速度。     

尿素生产装置中高压冷凝器的腐蚀研究

用光学显微镜、透射电镜、扫描电镜以及电子探针技术对高压冷凝器上管箱内衬所出现的腐蚀形貌进行了研究,并探讨了产生腐蚀的原因。结果表明,用SUS316 L不锈钢制造的内衬在尿素生产的条件下主要发生了两种类型的腐蚀:点腐蚀和应力腐蚀开裂;应力腐蚀开裂起始于点腐蚀坑的底部。内衬表面所呈现的宏观裂纹实际上是由一系列相距很近的点腐蚀坑串联而成。     

Investigation on Pitting Corrosion of Nickel-Free and Manganese-Alloyed High-Nitrogen Stainless Steels

Pitting corrosion behavior of three kinds of nickel-free and manganese-alloyed high-nitrogen (N) stainless steels (HNSSs) was investigated using electrochemical and immersion testing methods. Type 316L stainless steel (316L SS) was also included for comparison purpose. Both solution-annealed and sensitization-treated steels were examined. The solution-annealed HNSSs showed much better resistance to pitting corrosion than the 316L SS in both neutral and acidic sodium chloride solutions. The addition of molybdenum (Mo) had no further improvement on the pitting corrosion resistance of the solution-annealed HNSSs. The sensitization treatment resulted in significant degradation of the pitting corrosion resistance of the HNSSs, but not for the 316L SS. Typical large size of corrosion pits was observed on the surface of solution-annealed 316L SS, while small and dispersed corrosion pits on the surfaces of solution-annealed HNSSs. The sensitization-treated HNSSs suffered very severe pitting corrosion, accompanying the intergranular attack. The addition of Mo significantly improved the resistance of the sensitization-treated HNSSs to pitting corrosion, particularly in acidic solution. The good resistance of the solution-annealed HNSSs to pitting corrosion could be attributed to the passive film contributed by N, Cr, and Mo. The sensitization treatment degraded the passive film by decreasing anti-corrosion elements and Cr-bearing oxides in the passive film.     

Nucleation of corrosion pits in Ringer’s solution containing bovine serum

The effects of the presence of bovine serum on the nucleation of corrosion pits on 316L stainless steel and commercially pure titanium in Ringer’s physiological solution at 37 °C are presented. The experiments involved measurement of current transients generated on microelectrodes under potentiostatic control below the pitting potential. Results show that the presence of the organic components of the serum stimulates the nucleation of pits on 316L stainless steel. A similar but smaller effect is shown for commercially pure titanium.     

氯化物溶液中不锈钢腐蚀疲劳裂纹初始萌生的过程机理

研究了动应力（往复弯曲疲劳应力）对氯化物溶液中不锈钢点蚀敏感性的促进作用。 在固溶态３１６Ｌ不锈钢表面点蚀孔中产生了明显的非敏化态晶间腐蚀。在点蚀孔内受腐蚀晶界处孕育 产生了初态腐蚀疲劳裂纹,裂纹由沿晶转变为穿晶扩展,形成主裂纹并继续扩展直至材料失稳断裂。阐 述了在动应力和侵蚀性介质联合信息作用下ＣＦ裂纹萌生的过程机理。论述了动应力－环境介质－材料 特性在多种腐蚀类型交互作用中的贡献和相关性。     

选区激光熔化MnSi2增强316L不锈钢复合材料的表面质量及耐蚀性能

为改善316L不锈钢在海洋环境下的耐腐蚀性能,通过MnSi₂增强316L不锈钢基体,采用选区激光熔化(SLM)制备MnSi₂/316L不锈钢复合材料。利用Image-Pro Plus软件、光学显微镜、扫描电镜(SEM)及电化学工作站研究了激光功率对316L不锈钢金属基复合材料致密度及耐腐蚀性能的影响,通过Tafel极化曲线和阻抗谱表征其耐腐蚀性能的强弱,并通过点蚀形貌揭示了其腐蚀机理。结果表明:添加MnSi₂是提高316L不锈钢耐腐蚀性能的有效途径。随着激光功率的增大,耐腐蚀性能呈现先提高后降低的趋势,当激光功率达到190 W时,2%MnSi₂/316L不锈钢复合材料的致密度为99.80%,其腐蚀电位为－0.053 V (vs SCE)。同时,2%MnSi₂可以显著改善316L不锈钢的成形质量,提高其耐腐蚀性能,其腐蚀形式为氯离子诱导氯化物生成的点蚀,且点蚀产生位置主要集中在孔隙边界处。     

Pitting corrosion on 316L pipes in terephthalic acid (TA) dryer

Grade 316L is a type of austenitic stainless steel with ultra‐low carbon content and it exhibits superior corrosion resistance. However, pitting is always observed in 316L steel when it is exposed to media containing halide ions. In the present study, we found that in the presence of acetate acid (HAc) containing chloride or bromide ions, pitting occurred on the surface of the rotary steam pipes with the matrix material of 316L steel in terephthalic acid (TA) dryer. In order to identify the causes of the failure, metallographic structures and chemical compositions of the matrix material were inspected by an optical microscope (OM) and a photoelectric direct reading spectrometer. Beside these, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) as well as ion chromatography (IC) were used to analyze the micromorphologies of the corrosion pits and the chemical compositions of the corrosion deposits within them. Analysis of the results revealed the sources of halide ions and the factors accelerating the corrosion rate. Beside these, detailed mechanisms of pitting were discussed and six out of all the seven theoretical morphologies of pitting features were obtained in practice.