高温气相条件下硫酸氢铵与硫酸铵对20#碳钢的腐蚀行为研究

通过失重法研究了20#碳钢在含有硫酸氢铵(ABS)和硫酸铵(AS)高温气相中的腐蚀行为。采用SEM/EDS和XRD表征手段分析了腐蚀后碳钢试片的微观形貌变化及腐蚀产物的物相组成。结果表明:在108~282℃范围内,ABS和AS均对碳钢有腐蚀性,ABS的腐蚀性更为严重;随着ABS和AS浓度的增大,腐蚀速率加快;随着温度的升高,腐蚀速率减缓。推测腐蚀机理为:由于ABS和AS溶液的酸性,碳钢主要发生H~+的酸性腐蚀,亦存在氧腐蚀;阳极反应生成的Fe~(2+)发生系列次生反应生成Fe的氧化物,并且Fe2O_3、Fe_3O_4与硫酸铵盐发生相互作用生成(NH_4)Fe(SO_4)_2等复盐。     

不同硝酸盐浓度对再生水管网腐蚀状况的影响

应用腐蚀速率计算方法、分光光度法,结合XRD及ATP、HPCs细菌检测等技术,从腐蚀速率、铁释放、腐蚀产物成分及腐蚀细菌的分布等方面,研究了不同浓度的硝酸盐对碳钢腐蚀的影响。研究发现,C(NO_3~-):0、10、100、1000 mg/L四种工况对比,C(NO_3~-):10 mg/L下碳钢腐蚀速率及总铁释放量最低,表现出抑制腐蚀;碳钢表层铁的氧化物薄膜以及腐蚀产物α-FeOOH消失和再生生成的密实腐蚀垢有助于抑制腐蚀;由于硝酸盐浓度对硝化细菌、氮还原细菌、铁氧化细菌及产酸细菌含量的影响,这些腐蚀细菌作用下形成的密实腐蚀垢、γ-Fe_2O_3保护膜及生物膜都有助于抑制腐蚀。相反,其它工况下均表现出较大的腐蚀性。     

长庆油田集输系统的腐蚀机理

长庆油田集输系统腐蚀问题日趋严重,对长庆油田环江区块和白豹区块不同油井集输系统的水样、腐蚀产物和腐蚀速率进行了系统研究。结果表明:长庆油田集输系统水样中含有较高量的Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_4~(2-)和HCO_3~-;环江区块集输系统水样中的CO_2和O_2含量较高;环江区块腐蚀机理主要为由Ca~(2+)、Mg~(2+)和CO_2引起的电化学腐蚀。白豹区块集输系统中含有较高量的H_2S,H_2S引起的电化学腐蚀是导致白豹区块集输系统腐蚀的主要因素。     

Q235碳钢在SO2气体中的初期腐蚀行为

通过SO2气体加速腐蚀实验,利用环境扫描电镜(XL30-FEG-ESEM)、能谱分析(EDAX)和Fourier红外光谱(FTIR)等分析技术,研究了碳钢Q235在湿热SO2气氛中的腐蚀行为和锈巢形成机制.结果表明:Q235在不同浓度SO2中腐蚀速率的变化趋势是不同的.浓度较高时,腐蚀速率随腐蚀时间延长而降低;浓度较低时,腐蚀速率随腐蚀时间延长缓慢增加.提高SO2浓度对锈层中含硫化合物的形成影响不大,但对锈层中氧化物或氢氧化物形成起到促进作用.实验条件下的腐蚀产物均含有FeSO4.7H2O,Fe2(SO4)3.9H2O,γ-FeOOH和无定形的δ-FeOOH,当SO2体积分数大于0.5%时,产物中还出现α-FeOOH.在0.05%SO2气氛中,Q235表面形成锈巢,锈巢内、外的各种元素含量差异很大.     

不同环境介质中X70钢的交流腐蚀行为及腐蚀产物膜层分析

通过交流腐蚀模拟实验考察了X70钢在4种环境介质中的交流腐蚀行为,获得了X70钢在4种介质中的腐蚀速率K_d。结果表明,腐蚀速率K_(d(NaCl))K_(d(Na_2SO_4))K_(d(CaCl_2))K_(d(MgCl_2))。采用SEM、EDS和XRD对腐蚀产物膜的表面/截面微观形貌、元素和物相成分进行了表征与分析,探讨了X70钢在相同交流电流密度下,不同介质中腐蚀速率差异的原因:在Na_2SO_4和NaCl介质中,腐蚀产物膜比较疏松,侵蚀性离子SO_4~(2-)和Cl~-的存在会加速X70钢的腐蚀,Na~+不会影响腐蚀产物膜的形成;在MgCl_2和CaCl_2介质中,Ca~(2+)和Mg~(2+)的存在有利于形成保护性好的致密腐蚀产物膜。     

碳钢在含硫化氢及高压二氧化碳饱和的NaCl溶液中的腐蚀行为

利用自制的高温、高压腐蚀试验及电化学测试装置,通过失重法、电化学极化曲线法及电子探针微观分析等方法,研究了温度、硫化氢浓度对碳钢在高压二氧化碳饱和的39％NaCl溶液中腐蚀的影响．结果表明较低温度(80℃)下,升高温度及增大硫化氢浓度均加速腐蚀反应的阴、阳极过程,失重腐蚀速率增大;高浓度的硫化氢抑制了腐蚀反应的阴极过程;120℃时碳钢CO2腐蚀产物膜对金属基体起很好的保护作用,失重腐蚀速率减小了3～4倍,随硫化氢浓度的增大,失重腐蚀速率缓慢增长,腐蚀产物FeCO3膜逐渐转变为以硫铁化合物为主的腐蚀产物膜．     

Q235碳钢在红壤中的腐蚀行为

采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等技术对在红壤中服役多年的变电站接地网Q235碳钢进行了形貌观察和腐蚀产物分析,并通过电化学和模拟加速腐蚀试验对比研究了Q235碳钢在红壤中的腐蚀行为。结果表明:接地网材料表面形成的腐蚀产物主要是铁的氧化物,主要有Fe2O3、Fe3O4、FeOOH,并且Cl元素的存在会加剧Q235碳钢材料的腐蚀;当土壤含水率为20%(质量分数,下同)时,Q235碳钢在红壤中腐蚀速率最大,Q235碳钢的腐蚀电流密度随Cl-与SO42-的变化规律基本一致,都是先增大后减小,并且可划分为3个区间;Q235碳钢在红壤中的腐蚀速率随着试验时间的延长呈现先降低后小幅升高的趋势,该加速腐蚀试验,没有改变Q235碳钢在红壤中的腐蚀机理,且与现场有较好的相关性。     

ρ(Ca2+)对碳钢在NaHCO3- NaCI - CaCl2溶液中腐蚀行为的影响

利用计时电流和电化学阻抗测试技术,检测了碳钢在NaHCO3 - NaCl - CaCl2溶液中的腐蚀行为.通过分析计时电流法的平均腐蚀速率和试样表面相应的形貌分析以及分析电化学阻抗谱的电荷转移电阻,研究了不同的Ca2+的质量浓度对碳钢腐蚀行为的影响.结果表明:少量的Ca2+对碳钢的腐蚀有抑制作用,当溶液中的ρ(Ca2+)为640 mg/L时,极化曲线测得的平均腐蚀速率为3.253e - 4A/cm2,电化学阻抗测得的电荷转移电阻为29.480 kΩ.cm2,电极表面的损伤度为2.791,碳钢的腐蚀最轻微.     

罗伊氏乳杆菌胞外聚合物抑制碳钢腐蚀行为

目的研究罗伊氏乳杆菌胞外聚合物对碳钢腐蚀的抑制作用。方法采用腐蚀失重、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等检测手段,研究浸涂罗伊氏乳杆菌胞外聚合物后碳钢腐蚀速率、界面腐蚀产物以及腐蚀形貌结构的变化。结果罗伊氏乳杆菌胞外聚合物对碳钢腐蚀具有抑制作用,可以使平均腐蚀速率降低25.60%;浸涂罗伊氏乳杆菌胞外聚合物后,碳钢界面的腐蚀产物种类没有变化,但两者在磁铁矿、磁赤铁矿与纤铁矿的比例上存在显著差异;浸涂工况下,前9天磁铁矿、磁赤铁矿与纤铁矿的质量百分数之比为1.0∶1.0∶1.1;浸涂后,界面腐蚀产物与碳钢表面结合牢固,不易脱落。结论在碳钢界面浸涂罗伊氏乳杆菌胞外聚合物可以有效抑制腐蚀;罗伊氏乳杆菌胞外聚合物对碳钢界面晶体间转化关系以及腐蚀产物稳定性的改变,是碳钢腐蚀速率下降的主要原因。     

罗伊氏乳杆菌胞外聚合物抑制碳钢腐蚀行为

目的：研究罗伊氏乳杆菌胞外聚合物对碳钢腐蚀的抑制作用。方法采用腐蚀失重、X射线衍射( XRD)、扫描电镜( SEM)等检测手段,研究浸涂罗伊氏乳杆菌胞外聚合物后碳钢腐蚀速率、界面腐蚀产物以及腐蚀形貌结构的变化。结果罗伊氏乳杆菌胞外聚合物对碳钢腐蚀具有抑制作用,可以使平均腐蚀速率降低25.60%;浸涂罗伊氏乳杆菌胞外聚合物后,碳钢界面的腐蚀产物种类没有变化,但两者在磁铁矿、磁赤铁矿与纤铁矿的比例上存在显著差异;浸涂工况下,前9天磁铁矿、磁赤铁矿与纤铁矿的质量百分数之比为1.0：1.0：1.1;浸涂后,界面腐蚀产物与碳钢表面结合牢固,不易脱落。结论在碳钢界面浸涂罗伊氏乳杆菌胞外聚合物可以有效抑制腐蚀;罗伊氏乳杆菌胞外聚合物对碳钢界面晶体间转化关系以及腐蚀产物稳定性的改变,是碳钢腐蚀速率下降的主要原因。     

碳钢在模拟海洋工业大气环境中初期腐蚀行为研究

采用失重分析、X射线衍射分析、扫描电镜分析及电化学测试分析方法对Q235碳钢在模拟海洋工业大气环境中的初期腐蚀历程和机理开展深入研究,并着重探究了不同比例SO_2和Cl-的协同效应对碳钢初期腐蚀行为机制的影响。结果表明,Q235碳钢在模拟海洋工业大气环境中的初期腐蚀呈现由加速过程向减速过程转化的特点,且加速过程的腐蚀动力学仍遵循幂函数规律D=Atn;腐蚀24 h后,腐蚀产物呈现双层结构,即疏松的外层和相对致密的内层。SO_2和Cl-的协同效应会加速碳钢的腐蚀,但二者比例的变化对碳钢腐蚀失重影响并不明显,也没有改变腐蚀产物成分,SO_2促使碳钢腐蚀形态趋向于均匀腐蚀。     

Cl-对CO2环境下的碳钢腐蚀影响

为了研究Cl-对CO2环境下的碳钢腐蚀影响,通过挂片失重实验、腐蚀产物膜形貌观察和腐蚀电化学测试,从多角度分析了Cl-对CO2环境下的碳钢腐蚀影响规律.失重实验表明,20#低碳钢的腐蚀速率随氯离子浓度的增大,出现先增大后逐渐减小的趋势.从腐蚀形貌观测的结果来看,腐蚀产物膜产生由疏松到致密的变化.腐蚀电化学测试则反映出随着Cl-浓度的增大,扩散控制作用逐渐增强以及试样表面活化面积不断的减少.     

碳钢在含硫化氢及高压二氧化碳饱和的NaC1溶液中的腐蚀行为

利用自制的高温、高压腐蚀试验及电化学测试装置,通过失重法、电化学极化曲线法及电子探针微观分析等方法,研究了温度、硫化氢浓度对碳钢在高压二氧化碳饱和的３％ＮａＣ１溶液中腐蚀的影响．结果表明：较低温度（８０℃）下,升高温度及增大硫化氢浓度均加速腐蚀反应的阴、阳极过程,失重腐蚀速率增大;高浓度的硫化氢抑制了腐蚀反应的阴极过程;１２０℃时碳钢ＣＯ２腐蚀产物膜对金属基体起很好的保护作用,失重腐蚀速率减小了３－４倍,随硫化氢浓度的增大,失重腐蚀速率缓慢增长,腐蚀产物ＦｅＣＯ３膜逐渐转变为以硫铁化合物为主的腐蚀产物膜．     

H_2S对碳钢在模拟罐底水中腐蚀行为的影响

利用腐蚀失重法、电化学测试、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究了Q235碳钢在含H_2S的模拟罐底水中的腐蚀行为。结果表明:增加H_2S含量,可以促进碳钢表面的析氢反应,从而增大了碳钢的腐蚀速率;碳钢表面形成由四方硫化亚铁组成的疏松、多孔的腐蚀产物膜;碳钢先后在含H_2S溶液、无H_2S且含溶解氧的溶液中进行二次腐蚀后,其腐蚀产物分为两层,内层主要组成依然是四方硫化亚铁,外层为氧化产物,其中氧化产物的生成导致硫化亚铁膜的破裂与脱落;硫化亚铁膜的存在,对碳钢在含H_2S溶液中的保护性大于其在含溶解氧溶液中的。     

X65碳钢机械液压杆的耐蚀性能研究

对机械液压杆用X65碳钢进行了耐腐蚀性能研究,考察了腐蚀介质温度和醋酸浓度对机械液压杆表面腐蚀形貌和耐腐蚀性能的影响。结果表明,当腐蚀介质温度为20℃时,随着浸泡时间的延长腐蚀速率增加;而当腐蚀介质温度为90℃时,随着时间的延长腐蚀速率降低;腐蚀产物主要为Fe CO3,醋酸的加入在一定程度上可以溶解腐蚀产物。     

地下水溶液中Cl~-、SO_4~(2-)和CO_3~(2-)离子对碳钢腐蚀性能的影响

通过化学浸泡法研究了中国西北某地区地下水模拟溶液中的主要侵蚀性离子Cl-、SO42-、CO32-对碳钢Q235的侵蚀作用。结果表明,碳钢的腐蚀速率随溶液中Cl-浓度增大先上升后下降,缝隙腐蚀深度先减小后增大;SO42-对腐蚀有一定的抑制作用,随SO42-的加入,降低了均匀腐蚀速率和缝隙腐蚀深度;CO32-通过影响p H值改变了腐蚀产物的形貌和成分,生成没有保护性的Fe CO3腐蚀产物膜,容易产生点蚀;随CO32-浓度的升高,缝隙腐蚀有增大的趋势。     

抗硫碳钢在CO2/H2S条件下腐蚀产物膜特性及对腐蚀的影响

利用自制的高温高压釜,通过失重法、ESEM和EDS等分析技术研究了抗硫碳钢在高温高压CO2/H2S溶液中腐蚀产物膜特性及对腐蚀的影响.结果表明:抗硫碳钢在120℃不同介质条件下腐蚀产物膜的特性对材料的腐蚀有着决定性的作用,分别在CO2,H2S,CO2/H2S条件下,产物膜变得致密,晶柱变细,以无序状堆积,这种致密的腐蚀产物膜具有很好的保护性,降低了碳钢的腐蚀;当加入0.5%HAC时,腐蚀速率明显增大,从其表面膜的组成可以看出,Fe的硫化物含量有所减少,而表面膜中Cr、W的含量增加,使表面膜的骨架更加致密,但是,pH值的降低,加速了膜的溶解,在一定程度上使腐蚀速率比3%NaCl H2S 0.45MPaCO2增加;腐蚀产物膜结构、性质和组成对腐蚀速率有着重要的影响.     

加速腐蚀实验研究碳钢的大气腐蚀行为

目的快速研究大气环境对钢制输电铁塔腐蚀的影响。方法采用室内加速腐蚀实验,研究碳钢试样在湿度和SO2浓度不同的气氛中的腐蚀行为。结果用极化曲线法测得的金属腐蚀速率与失重法测得的结果具有很高的一致性。相对湿度较低时,改变腐蚀性气体的浓度,对碳钢的腐蚀影响不显著;碳钢在高湿度的含SO2气氛中会发生严重腐蚀。结论降低湿度是防止或减缓碳钢在含SO2气氛中腐蚀的有效途径。     

预污染处理对碳钢大气腐蚀的影响

通过对北京和江津曝露站3个钢种的预污染样品大气腐蚀失重数据及北京曝露站腐蚀产物组成的分析，讨论了不同污染预处理对碳钢大气腐蚀的影响。结果表明：曝露1年和2年的碳钢在江津地区的腐蚀速率均远远高于北京的腐蚀速率；不同污染预处理对3种碳钢后期腐蚀的影响有所差异，但差别不大，其中NO2预污染处理对这3种碳钢的影响最大；尽管预污染气氛不同，曝露时间不同，但腐蚀产物具有相似的结构，而且主要都由α型羟基氧化铁和γ型羟基氧化铁组成．     

恒定的pH值和Fe~(2+)浓度下X65碳钢的CO_2腐蚀行为

在初始pH值为5.80和初始Fe~(2+)浓度为20 mg/L的条件下,采用离子交换树脂调节腐蚀过程中的pH值和Fe~(2+)浓度,使p H值和Fe~(2+)浓度在整个腐蚀过程中保持恒定。采用开路电位测试、线性极化技术、扫描电镜等手段研究了X65钢的CO_2腐蚀行为,并与非恒定条件(腐蚀过程中不调节pH值和Fe~(2+)浓度)下X65钢的CO_2腐蚀行为进行了对比。结果表明,在非恒定的pH值和Fe~(2+)浓度下,X65钢的腐蚀速率在120 h后迅速下降,220 h后腐蚀速率约为0.5 mm/a,样品表面的FeCO3膜完整且致密。在恒定的pH值和Fe~(2+)浓度下,X65钢的腐蚀速率在160 h后才开始缓慢下降,220 h后腐蚀速率仍高达4.5 mm/a,样品表面FeCO3膜的裂纹较多,且与基体之间存在明显间隙。因此,在密闭容器中维持相对恒定的pH值和Fe~(2+)浓度对获得与油气田现场一致的CO_2腐蚀行为规律十分重要。