ND钢、316L、20#碳钢在硫酸介质中的腐蚀行为

对ND钢、316L、20#碳钢在硫酸介质中的腐蚀情况进行了研究,探讨了硫酸浓度、腐蚀温度以及试样旋转速度对腐蚀速率的影响。结果表明三种材质在低浓度硫酸中腐蚀速率较快,而在高浓度时腐蚀较慢,且随着温度的升高、试样旋转速度的增加而增大,三种材质在硫酸中的腐蚀速率顺序为:316L不锈钢20#碳钢>ND钢,以ND钢最耐硫酸腐蚀。     

Q245R与不锈钢在3.5%NaCl溶液中的电偶腐蚀行为研究

针对石油与化工设备行业的电偶腐蚀情况,采用电化学方法,研究了Q245R钢和不锈钢(201、304冷轧板、304热轧板、316L)在3.5%Na Cl溶液中的电化学行为。结果表明:不锈钢比较稳定,而Q245R则处于活化状态;Q245R的腐蚀电位远低于不锈钢,偶接后作为阳极腐蚀加剧,不锈钢作为阴极被保护;偶接后电偶对的混合电位与电偶电流呈负相关;电偶腐蚀效应的大小为Q245R/201Q245R/316LQ245R/304冷轧板Q245R/304热轧板。     

ND钢的焊接工艺试验研究

提高材料的耐蚀性一直是材料研究的一个重要课题。根据相关资料记载,每年全世界由于腐蚀而报废的材料约占钢总产量的1/3。耐大气腐蚀钢、耐海水腐蚀钢、耐石油腐蚀钢、耐氮、氢腐蚀钢、耐氯腐蚀钢等已广泛用于焊接结构,耐硫酸露点腐蚀钢(ND钢)也在近年发展起来了。腐蚀多发于焊接接头,如何从焊接工艺角度解决接头的抗腐蚀问题显得尤为重要。1ND钢焊接性分析耐硫酸露点腐蚀钢主要是通过向合金系统中加入适量的Cu,Cr,Sb,Ti等合金元素,以提高材料的抗腐蚀稳定性。ND钢的化学成分及力学性能见表1、表2。通常供货状态板材为热轧状态,管材为正…     

三种压力管道金属材料的流动加速腐蚀性能研究

建立一套温度、压力、流速可控的流动加速腐蚀试验装置, 模拟某蒸汽冷凝水管线工况, 对20钢、Q345R钢、304不锈钢三种材料进行了流动加速腐蚀试验, 采用电化学测量方法得到三种钢的Tafel曲线. 应用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对腐蚀产物膜的厚度、形貌与组分进行了分析. 结果表明, 相同工况条件下, 腐蚀速度从大到小依次为20钢、Q345R钢、304不锈钢; 20钢的腐蚀产物膜结构为球状; Q345R钢存在两种腐蚀产物膜结构, 即网状结构和片状结构; 304不锈钢腐蚀产物膜的结构为片状, 有效的保护了基体材料.     

2205双相不锈钢在硫酸中的腐蚀性能

采用腐蚀浸泡失重方法结合动电位极化曲线和电化学阻抗谱,研究了不同温度下2205双相不锈钢在不同浓度H2SO4溶液中的耐蚀性,并与传统的20R钢和316L不锈钢作对比。结果表明,三种材质的耐蚀能力由强到弱排序为:2205316L20R;硫酸浓度和温度对腐蚀速率的影响由强到弱排序都为:20R316L2205。在T≤40℃,2205双相不锈钢的腐蚀深度为0mm/a,耐蚀性等级为1级,评定为完全耐蚀;当温度增加至60℃且硫酸浓度为30%时,其腐蚀速率显著增加,腐蚀深度为27.026mm/a,耐蚀性等级为10级,评定为不耐蚀。高铬含量可以降低不锈钢材料的钝化电位,另一方面可以增强不锈钢表面钝化膜的修复能力,可能是2205双相不锈钢比316L和20R更耐蚀的本质原因。     

黄磷尾气燃气锅炉的腐蚀行为

采用实验室加速腐蚀实验对比研究316L、304不锈钢和20^#锅炉钢(记为20g)在模拟黄磷尾气腐蚀环境条件下的腐蚀性能。结果表明,316L不锈钢的耐蚀性要优于304不锈钢和20g,在250℃~300℃时304和316L不锈钢均发生酸蒸汽的露点腐蚀,且 304不锈钢出现较为严重的孔蚀现象。     

20钢和L245NS钢在CO_2驱油反排水中的腐蚀行为

通过腐蚀浸泡试验与电化学性能测试,并结合扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)与X射线衍射仪(XRD)对20钢和L245NS钢在CO_2驱油反排水中的腐蚀行为进行了研究。结果表明:20钢和L245NS钢的腐蚀速率随着温度和CO_2分压的提高而显著增大,分别在温度55℃、CO_2分压0.75 MPa时达到最大值;Cl~-的抑制腐蚀机制与促进腐蚀机制之间的竞争,使两种碳钢的腐蚀速率随着Cl~-含量的提高呈现先增大后减小再增大的规律;20钢和L245NS钢的腐蚀产物以FeCO_3为主,其结构疏松,对基体保护性较差;腐蚀前后的极化曲线与电化学阻抗谱分析结果显示,20钢和L245NS钢的腐蚀电流密度与容抗弧直径分别有较小程度的降低与增大,表明腐蚀产物膜对钢材的保护作用不够明显。     

Cr13钢在含饱和CO_2介质中腐蚀的影响因素

利用极化曲线和失重法,研究了H_2S、Cl~-、温度等因素对Cr13钢在饱和CO_2介质中腐蚀行为的影响。试验表明,在50℃、Cl~-浓度为50g/L时,随溶液中H_2S含量增加,Cr13钢自腐蚀电流密度增大,钢的腐蚀速率上升,腐蚀受阴极浓差极化控制。50℃,H_2S浓度为0.06mol/L时,当Cl~-浓度低于50g/L时,随着Cl~-浓度增加,Cr13钢腐蚀速率上升;当Cl~-浓度高于50g/L时,随Cl~-浓度增加,Cr13钢的腐蚀速率下降。在H_2S浓度为0.06mol/L,Cl~-浓度为50g/L时,随温度升高,Cr13钢腐蚀速率增加。     

某油田地面集输管道用材腐蚀行为研究

模拟油田现场腐蚀环境,利用高温高压实验设备辅以失重法研究了某油田地面集输管道正在使用中的管材20G钢、L245钢、5Cr钢、316L不锈钢和板材16Mn钢在不同温度和CO_2分压下的腐蚀行为,并采用扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等方法对腐蚀产物的形貌及成分进行分析。结果表明:20G钢、L245钢、5Cr钢、16Mn钢和316L不锈钢均在温度一定的情况下,随CO2分压的增大,平均腐蚀速率先增大后减小;在CO_2分压一定的情况下,平均腐蚀速率随温度的升高先增大后减小。在温度为80℃,CO_2分压为0.5 MPa时,均达到最大平均腐蚀速率。20G钢、L245钢、5Cr钢和16Mn钢的腐蚀形貌为不均匀的全面腐蚀,腐蚀产物主要为FeCO_3,316L不锈钢由于在腐蚀介质中发生钝化,腐蚀形貌为轻微的点蚀。     

热处理对Ni-P镀层耐硫酸露点腐蚀性能的影响

在20R钢表面化学镀Ni-P合金镀层,结果表明：制备的镀层表面平整致密无裂纹,P含量为10.72%,属于高磷非晶镀层。对镀层热处理后的结构、表面形貌、结合强度等性能进行了测试分析,发现Ni-P镀层经200 ℃热处理后仍保持非晶态结构并且结合强度更好,升温至300 ℃后开始析出Ni3P相,镀层转化为混晶态结构。采用电化学试验方法研究经200 ℃热处理后Ni-P镀层及常用钢材20R、ND钢和316L不锈钢的耐蚀性,发现Ni-P镀层相对于20R、ND钢和316L不锈钢在5%硫酸溶液中的自腐蚀电位更高,为-234 mV,自腐蚀电流密度更小,为3.8687×10-6 A·cm-2,电荷转移电阻更大,为954.9 Ω·cm-2,体现了更好的抗硫酸腐蚀性能;对四种材质在60 ℃不同浓度硫酸溶液中进行实验室均匀腐蚀试验,它们的年腐蚀率排序为20R＞＞ND＞＞Ni-P＞316L。     

Q345R钢在含单质硫地层水中的腐蚀行为

采用失重法测试了Q345R钢在60℃下含不同量单质硫(0,5,10,20 g/L)模拟地层水中的均匀腐蚀速率，采用扫描电子显微镜(SEM)对浸泡后的试样进行了微观形貌表征，并通过电化学方法研究了Q345R钢在含单质硫模拟地层水中的腐蚀电化学行为。结果表明：单质硫的存在加速了Q345R钢的腐蚀，随着模拟地层水中单质硫含量的增大，Q345R钢的平均腐蚀速率从0.277 8 mm/a逐渐增大到1.026 1 mm/a;可认为硫含量增加，降低了材料的电荷转移电阻，加速了阴极反应；同时，单质硫能引发Q345R钢的点蚀，增加局部腐蚀风险。     

铁细菌对L245钢腐蚀行为的影响研究

采用挂片、电化学实验和SEM等手段研究了L245钢在含有铁细菌(FB)的页岩气压裂产出水中的腐蚀行为。结果表明:有、无FB压裂产出水都会对L245钢造成腐蚀,但失重分析和极化曲线分析都证明FB的存在促进了L245钢的腐蚀;电化学阻抗拟合结果表明,在不含FB的页岩气压裂产出水中,L245钢的腐蚀速率在前5 d逐渐增大,后快速减小。在含有FB的页岩气压裂产出水中,L245钢的腐蚀速率先减小,至8 d后逐渐增大。SEM分析结果表明,两种体系生成了不同的腐蚀产物膜。     

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。     

珠光体基体灰铸铁在硫酸中的腐蚀研究

采用浸泡试验对珠光体基体灰铸铁、20钢和ND钢在硫酸溶液中的腐蚀行为进行了研究。分析了试验温度和硫酸浓度对三种材料腐蚀速率的影响规律,并通过扫描电镜对灰铸铁、20钢和ND钢试样的腐蚀形貌进行了分析。结果表明,灰铸铁在硫酸溶液中的腐蚀速率最小,ND钢的腐蚀速率次之,20钢的腐蚀速率最大;随试验温度或硫酸浓度的变化,灰铸铁、20钢和ND钢试样呈现出不同的腐蚀形貌。     

Ni-Cu-P镀层和316L不锈钢在热盐酸溶液中的耐蚀性及机制

采用质量损失法研究了温度和浓度对化学镀Ni-Cu-P镀层和316L不锈钢在盐酸溶液中的腐蚀行为.结果表明,在高温盐酸溶液中,Ni-Cu-P镀层的耐蚀性优于316L不锈钢,盐酸浓度对316L不锈钢腐蚀速率的影响大于Ni-Cu-P镀层,盐酸浓度由5％升高到20％,316L不锈钢和Ni-Cu-P镀层的腐蚀速率分别增大了2.7倍和0.6倍;在盐酸溶液中,Ni-Cu-P镀层发生均匀腐蚀,316L不锈钢发生选择性腐蚀,且温度和浓度越高,选择性腐蚀越严重.     

温度对钢材在高硫高酸值原油中腐蚀行为的影响

采用高温高压釜研究了20钢、1Cr5Mo钢、304不锈钢和316L不锈钢在不同温度下在高硫高酸原油中的腐蚀行为。利用扫描电镜和能谱技术测试了腐蚀产物膜的微观形貌与产物膜的化学组成。结果表明:4种钢材在高温原油中的耐蚀性优劣为:316L不锈钢304不锈钢1Cr5Mo钢20钢;4种钢材的腐蚀速率总体上随温度的升高而增大,当温度大于200℃时,20钢和1Cr5Mo钢的腐蚀速率增加较快,而不锈钢在200℃以上时腐蚀速率随温度变化并不明显;钢材在200℃及以下的原油中主要为轻微的环烷酸腐蚀,当温度达到280℃附近时,硫开始参与反应,形成了环烷酸与活性硫协同腐蚀的环境,腐蚀速率较大。     

硫脲改性咪唑啉对不同显微组织钢的抗CO_2腐蚀性能

合成了一种硫脲改性咪唑啉缓蚀剂。采用动电位极化技术和化学浸泡试验研究了CO2环境中含有不同浓度硫脲改性咪唑啉的3%NaCl溶液对低碳微合金钢X70和碳钢L245、Q235的缓蚀效果。利用SEM、XRD以及表面轮廓仪对试验结果进行分析。结果表明,该缓蚀剂在钢表面的吸附与材料的显微组织结构有关,缓蚀剂分子优先吸附在Fe3C上。当缓蚀剂质量浓度较低(2mg/L)时,对Q235的缓蚀效率最高达到90%,对X70和L245的缓蚀效率分别为35%和56%;浸泡试验结果表明,Q235样品腐蚀轻微,而X70和L245发生严重的局部腐蚀;当缓蚀剂质量浓度较高(50mg/L)时,对三种钢都有良好的缓蚀效果。     

Cl~-浓度对316L不锈钢在碱性NaCl/Na_2S溶液中SCC行为的影响

采用动电位极化曲线、EIS、SSRT和U形弯试样浸泡实验研究了Cl~-浓度对316L不锈钢在碱性Na Cl/Na2S溶液中SCC行为的影响。结果表明,316L不锈钢在碱性Na Cl/Na2S环境中表现出一定的应力腐蚀敏感性,Cl~-与S2-对316L不锈钢腐蚀过程存在竞争作用,导致电化学阻抗出现极值。随着Cl~-浓度增大,氢致韧性作用能够在一定程度上增大316L不锈钢的延伸率,降低塑性损失,但对其断裂应力影响不大。     

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。     

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。