中性盐雾加速腐蚀钢结构表面形貌分形维数表征

为研究中性盐雾加速腐蚀钢结构表面形貌分形维数,开展了七个批次的H型钢人工加速腐蚀试验,借助三维非接触式表面形貌仪对截取的锈蚀H型钢翼缘板进行了表面形貌扫描并获取了三维形貌坐标数据,采用盒宽变换法编程计算了锈蚀表面分形维数,并研究其随腐蚀龄期、质量损失率以及表面粗糙度的变化规律。结果表明:锈蚀钢板的表面形貌具有分形特征。腐蚀初期(龄期短于六个月)钢板表面曲线以及曲面的分形维数均随腐蚀龄期的延长而不断增大,且增大趋势不断减缓;当腐蚀龄期超过六个月后分形维数开始出现上下波动(减小—增大—减小)。锈蚀钢板横截面曲线分形维数呈一定的各向异性,轧制方向分形维数略大于板宽方向。试验拟合得到锈蚀钢板表面分形维数与腐蚀龄期、质量损失率以及表面粗糙度平均高度的相关关系,可用于中性盐雾腐蚀钢板的表面形貌表征。     

基于区域分形的热镀锌板腐蚀形貌研究

发生腐蚀的热镀锌板表面形貌具有分形特征,不同分形维数可以反映其不同的腐蚀程度.针对热镀锌板非均匀腐蚀界面提出了区域分形的概念,给出了区域分形维数的计算方法,对三种典型腐蚀程度的热镀锌板腐蚀形貌进行区域分形分析,并将区域分形维数数值与整体分形维数数值进行了比较.结果表明,上述方法可以较好地描述不同腐蚀程度下热镀锌板腐蚀界面的非均匀形貌特征.     

混凝土硫酸腐蚀表面形貌的分形维数表征

进行了混凝土的试验室硫酸加速腐蚀试验,运用三维激光扫描技术对6个不同腐蚀时间的混凝土表面形貌进行了数据采集,获得了每个试件表面上大量测点的三维坐标,采用立方体覆盖法编程计算了混凝土腐蚀表面的分形维数,并得到了分形维数与腐蚀时间、质量损失百分率、腐蚀深度之间的关系。结果表明,混凝土硫酸腐蚀后,其表面形貌具有分形特征,分形维数D可以作为混凝土硫酸腐蚀程度的一种评价指标,分形维数D与腐蚀时间t呈正相关,能用幂函数模型表示为D=1.954×t0.0228。混凝土试件的质量损失百分率ω和腐蚀深度h与其腐蚀表面形貌的分形维数D呈正相关,能分别用幂函数模型表示为ω=5.932×10-19×D57.333,h=5.045×10-20×D58.634,且可以用分形维数D通过这两个模型推断质量损失百分率ω和腐蚀深度h。     

金属腐蚀形貌的分形表征

利用扫描电子显微镜(SEM)得到铝合金表面腐蚀损伤微观形貌,借助于数字图像处理技术对其进行二值化处理,并利用小岛法研究二值图像的分形维数,得到分形维数随腐蚀损伤的变化趋势。结果表明:二值化过程中灰度阈值与分形维数间的函数关系与弹塑性材料的拉伸曲线具有类比性。提出了从分形角度上表征腐蚀损伤特征,所得的结果具有一定的工程价值。     

基于分形维数的CFRP切削加工表面三维形貌评定方法

提出了基于表面灰度图像的分形维数来表征碳纤维复合材料(CFRP)加工表面形貌的方法,并进行了试验验证.结果表明,在计算尺度范围内,采用分形维数来表征CFRP加工表面形貌是可行的,切削加工表面的形貌和其分形维数密切相关,表面越粗糙,分形维数值越大;同表面粗糙度常规表征方法相比,分形维数更能全面客观描述表面的整体形貌特征.该方法只须加工表面灰度图像,数据处理速度快,有较好的实用价值.     

镁合金腐蚀及其腐蚀形貌分形

分形维数能有效表征材料腐蚀程度,但目前未见用分形表征镁合金腐蚀的报道。主要介绍AZ31及AZ91D镁合金在不同时间腐蚀条件下腐蚀形态特征的变化,通过引入多重分形理论来描述镁合金表面腐蚀坑形态的分布。通过研究发现:镁合金在适当腐蚀时间内,腐蚀表面具有明显多重分形的特征,D(0)、D(1)、D(1)/D(0)、Δα和Δf等特征值反映了腐蚀坑分布的非均匀质特征;AZ31镁合金的腐蚀速率较快,腐蚀时间过长,其表面几乎全部腐蚀,很难表现出多重分形特征;AZ91D镁合金的多重分形中特征值D(1)和Δα、D(1)和Δf、D(1)/D(0)和Δα、D(1)/D(0)和Δf都具有线性关系。     

Q235碳钢在滨海盐土中的腐蚀形貌、产物及机理分析

对Q235碳钢在10%,20%和34%(水饱和)含水滨海盐土中一个月的腐蚀形貌进行宏观和微观形貌观察,计算不同含水条件下的腐蚀失重,并对腐蚀产物进行Raman光谱分析。结果表明:由于受扩散控制的影响,Q235碳钢在10%含水滨海盐土中的腐蚀失重最大,其形貌以局部腐蚀为主;含水量增加,腐蚀失重迅速下降,腐蚀形貌由局部腐蚀转变为均匀腐蚀。Q235碳钢在20%和34%含水滨海盐土中的腐蚀产物主要是α-FeOOH;受腐蚀产物表面脱水的影响,在10%含水条件下的腐蚀产物出现分层结构,内层主要成分是α-FeOOH,腐蚀产物中的Fe2O3和Fe3O4等多分布在α-FeOOH外。     

10CrMn2NiSiCuAl船用钢板在3.5% NaCl溶液中的腐蚀性能

为了评测新型极地破冰船用钢板10CrMn2NiSiCuAl在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,采用失重法、电化学极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等手段,分析了10CrMn2NiSiCuAl船用钢板在模拟海水中的腐蚀特征和表面形貌。结果表明:10CrMn2NiSiCuAl船用钢板腐蚀产物以Fe_3O_4、γ-FeOOH、β-FeOOH为主,腐蚀行为受到金属组织中的珠光体和铁素体的分布及组织中杂质的影响,腐蚀速率随着浸泡时间的增加逐渐降低,表面的腐蚀产物对于腐蚀行为有一定的抑制作用。     

X80钢在不同土壤模拟溶液中的腐蚀行为

采用失重法、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及X射线衍射(XRD)等方法研究了X80钢在3种土壤模拟溶液中的腐蚀行为。结果表明:X80钢在鄯善和新洲模拟溶液中以均匀腐蚀为主;而其在樟树模拟溶液中以点蚀为主。X80钢在3种不同模拟溶液中的腐蚀速率满足:樟树新洲鄯善。在鄯善模拟溶液中,结晶盐CaSO4.2H2O随浸泡时间的增加不断析出并沉积在腐蚀产物层表面,一定程度上抑制了Cl-和溶解O对X80钢的侵蚀作用,减缓了X80钢的均匀腐蚀速率。在樟树模拟溶液中,X80钢表面难以形成保护性产物层,腐蚀随时间不断加剧,最终促进点蚀的发生。     

炭纤维环氧复合材料腐蚀行为的研究

采用电化学测试、腐蚀失重测量和SEM表面微观分析等试验方法,研究了炭纤维环氧复合材料浸泡在腐蚀介质中,由于腐蚀介质的存在和作用,对炭纤维环氧复合材料腐蚀行为的影响;同时对偶接了LY12CZ铝合金的炭纤维环氧复合材料也进行了腐蚀浸泡对比试验.结果表明,炭纤维环氧复合材料在3.5%NaCl腐蚀介质中,由于氧扩散的作用,开路电位需要近10h才能达到平衡,其腐蚀电位较正,树脂及树脂与纤维界面对腐蚀介质的吸湿,导致复合材料本身腐蚀增重.浸泡1464h后炭纤维环氧复合材料的表面微观形貌变化不大;在同样的浸泡条件下,偶接了LY12CZ铝合金对炭纤维环氧复合材料的腐蚀行为基本没有影响.     

Q235钢的污染海洋大气环境腐蚀寿命预测模型

采用周浸加速实验模拟Q235钢在我国青岛、万宁两种污染海洋大气环境的腐蚀行为,用失重法、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等方法分析Q235钢在室内模拟大气环境的腐蚀形貌、腐蚀产物、腐蚀动力学。研究室内加速实验与室外暴晒实验的相关性。结果表明:周浸加速实验后Q235钢与实际污染海洋大气环境暴晒实验结果相关性较好。结合灰色关联法建立Q235钢在两种污染海洋大气环境下的腐蚀寿命预测模型:T_(QD)=137.002t~(1.093),T_(WN)=102.398t~(0.952)。     

SRB对X70管线钢在喷气燃料中腐蚀行为的影响

目前,关于油水体系中微生物的腐蚀形成过程、腐蚀机理、检测和评价手段、影响因素以及腐蚀控制方法等研究尚不成熟。采用失重法、线性极化曲线和电化学阻抗谱技术,结合扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)研究了X70管线钢在含硫酸盐还原菌(SRB)的喷气燃料中的腐蚀行为。结果表明:X70管线钢在无菌介质中的腐蚀类型为局部腐蚀;在有菌介质中腐蚀比较严重,出现大面积溃疡状腐蚀区域并伴有大量鼓泡现象,浸泡初期腐蚀速率最大,随着浸泡时间的延长,腐蚀仍然在进行,但腐蚀速率有所下降,SRB参与并促进了X70管线钢的腐蚀,加速阴极反应,增大了X70管线钢的腐蚀倾向。     

土壤中1Cr13不锈钢的某些腐蚀行为研究

用埋设试件的方法,研究了１Ｃｒ１３不锈钢在酸性、中性及碱性土壤中,经过１、３、５年三个试验周期后的腐蚀行为特征。结果表明,１Ｃｒ１３不锈钢在酸性及中性土壤中腐蚀轻微,在高盐碱性土壤中腐蚀严重,而且以点蚀为主。土壤中Ｃｌ－及ＳＯ２－４是影响１Ｃｒ１３不锈钢腐蚀的最主要因素,随着土壤中Ｃｌ－及ＳＯ２－４增多,１Ｃｒ１３不锈钢的腐蚀失重近似线性增大     

1Cr18Ni9Ti不锈钢在土壤中腐蚀规律研究

用自然埋设试件的方法,研究了1Cr18Ni9Ti不锈钢在酸性、中性及碱性土中埋设1,3,5年后的腐蚀特征.结果表明,不锈钢在酸性及中性土壤中腐蚀轻微,在含盐量较高的碱性土壤中腐蚀比中酸性土壤严重,且出现点蚀现象;土壤中的Cl-及SO42-是影响不锈钢腐蚀的最主要因素,随着Cl-及SO42的增多,不锈钢的腐蚀失重增大;自然腐蚀电位也反映不锈钢在土壤中的腐蚀状态,腐蚀电位为正,腐蚀轻微,腐蚀电位越负,腐蚀越严重.     

1Cr18Ni9Ti不锈钢的土壤腐蚀行为研究

在酸性,中性及碱性土壤中,用自然埋设试件的方法,研究了１Ｃｒ１８Ｎｉ９Ｔｉ不锈钢分别经过１,３,５年三个试验周期后的腐蚀特征,结果表明,不锈钢在酸性及中性土壤中腐轻微,在高盐碱性土壤中腐蚀比中酸性土壤稍微严重些,而且出现点蚀现象;土壤中Ｃｌ＾－及ＳＯ＾２－４是影响不锈钢腐蚀的最主要因素是,随着土壤中Ｃｌ＾－及ＳＯ＾２－４增多,不锈钢的腐蚀失重近似线性增大;     

埋地热力管线材Q235钢在北京土壤模拟液中的腐蚀行为

埋地热力管线材Q235钢在不同土壤中的腐蚀行为不同,为了埋管工程的正确选材、施工,减少埋地热力管线的腐蚀,模拟了北京市城市公共绿地、居民区、桥梁下以及城市主干道绿化带4种土壤溶液,采用电化学测试、扫描电镜（SEM）、能谱分析仪（EDS）及浸泡失重法研究了Q235钢在4种土壤模拟液中的腐蚀行为。结果表明：Q235钢在城市公共绿地土壤和居民区土壤模拟液中以全面腐蚀为主,在桥梁下土壤和城市主干道绿化带土壤模拟液中发生严重点蚀;Q235钢在4种土壤模拟溶中的平均腐蚀速率大小为桥梁下土壤〉城市主干道绿化带土壤〉居民区土壤〉城市公共绿土壤;随着Q235钢在4种土壤模拟液中浸泡时间的延长,富集在其表面的腐蚀产物和结晶盐对腐蚀具有一定的减缓作用,吸附在其表面的Ca2＋形成的产物层有效地减缓了Q235钢在城市主干道绿化带土壤模拟液中的腐蚀。     

High temperature corrosion performance of Q235 steel in sulfur-bearing solution

The high temperature corrosion performance of Q235 steel in sulfur-bearing solutions as a function of temperature, test time, and sulfur content was investigated by weight loss measurements in this study. The results indicate that the corrosion behavior of Q235 steel in sulfur-bearing solution is directly related to the experimental temperature, immersion time and sulfur content. Higher temperature leads to a higher corrosion rate of the steel. The corrosion rate increases during the initial test time and then decreases with increasing the test time. As the sulfur content increases in the solution, the corrosion rate increases, and further increasing the sulfur content leads to a decreased corrosion rate.     

高温高压酸性气井油套管钢在超临界CO_2环境下的腐蚀行为

高温高压酸性气井腐蚀环境恶劣,油套管腐蚀、变形、破损等事故频繁发生,严重影响气井安全生产。为了解掌握油套管钢的腐蚀类型、严重程度及耐蚀性能,利用高温高压反应釜在模拟井底实际工况条件下研究了J55、N80、P110、13Cr、S13Cr 5种油套管材质的抗CO_2腐蚀性能,运用失重法、扫描电镜(SEM)和能谱分析等技术,重点分析了腐蚀速率、腐蚀产物膜形貌和腐蚀产物膜成分。结果表明:在本试验测试范围内,J55、N80、P110钢在90℃时腐蚀速率为最大,然后随温度升高而降低,属于极严重腐蚀;13Cr、S13Cr钢的腐蚀速率随温度的升高不断增大,在150℃达到最大值;5种材料的平均腐蚀速率随CO_2分压的增大呈先上升后下降的趋势;碳钢材质腐蚀类型主要为均匀腐蚀+局部腐蚀,含Cr钢材质腐蚀类型主要为均匀腐蚀;碳钢CO_2腐蚀产物膜主要成分为FeCO_3,同时夹杂有少量的Fe_3C和铁的氧化物或铁单质;13Cr和S13Cr钢CO_2腐蚀产物膜的主要成分为晶态FeCO_3和非晶态的Cr(OH)_3,此外,还含有少量的Fe或Cr的氧化物、碳化物和单质Fe等。     

用电阻探针法研究水环境中钢筋混凝土的腐蚀行为

混凝土中钢筋腐蚀十分严重,为了对混凝土内钢筋腐蚀进行在线监测,设计了箔栅电阻探针试样及钢筋腐蚀监测仪.介绍了电阻探针监测系统的原理及组成,采用电阻探针法测量了10 mm和20 mm两种混凝土保护层厚度的试样浸泡在青岛海水全浸区、潮差区和长江港淡水环境以及实验室内3%氯化钠溶液中的钢丝电阻腐蚀情况,由电阻值变化可计算出钢丝腐蚀率.试验结果表明,电阻探针法能实时地监测混凝土中钢筋腐蚀的行为.