带锈碳钢在稀 NaCl 溶液中的腐蚀行为

目的探索锈层对碳钢腐蚀的影响过程。方法通过失重法、表面分析、电化学测试等方法,研究碳钢在稀NaCl溶液中的腐蚀行为。结果在稀NaCl溶液中,初始产物γ-FeOOH表现为氧化剂,易还原成Fe3O4。金属表面将迅速形成黄色薄外层(γ-FeOOH层)+黑色厚内层(Fe3O4层)的双层锈层。外锈层因γ-FeOOH的还原反应而加速阴极过程;内锈层起大阴极的作用,溶解氧可以直接在其表面被还原。结论锈层将显著加速碳钢的腐蚀,最终腐蚀速率将由溶液中的氧极限扩散速率决定。防腐措施应能抑制锈层的腐蚀促进作用。     

输电杆塔材料在模拟海岸-工业复合环境中的大气腐蚀行为研究

研究了输电杆塔材料Q235、Q420、SQ420NH以及Q235镀锌钢在模拟海岸-工业环境中的大气腐蚀行为。四种材料的大气腐蚀速率由腐蚀失重法获得。利用XRD、SEM分析腐蚀锈层。结果表明:对于Q235、Q420和SQ420NH三种碳钢,前期腐蚀失重相差不大;腐蚀后期,SQ420NH开始表现出耐候性特点,耐蚀性优于Q235和Q420。三种碳钢的腐蚀产物主要为γ-FeOOH和α-FeOOH。随着腐蚀时间的延长(720 h),γ-FeOOH逐渐向α-FeOOH转变,锈层的致密度增加。腐蚀初期,Q235和Q420腐蚀产物形貌分别为棉花球状和片状,SQ420NH腐蚀产物形貌则为棉絮状。腐蚀后期,三种碳钢腐蚀产物演变为更多棉花球状。Q235镀锌钢腐蚀产物密实,孔洞、蚀坑数量较少,具有较好的保护性。     

耐候锈层的耐腐蚀机理研究

通过模拟工业大气环境的周期浸润实验室加速试验,研究耐候钢和碳钢的锈层腐蚀初期生长规律以及耐候钢锈层的耐腐蚀机理;对试验钢样进行了腐蚀失重分析,通过扫描电镜、X射线衍射等手段对锈层形貌和结构进行分析.结果发现,腐蚀初期耐候钢的锈层组织成分主要以α-FeOOH为主;碳钢的锈层组织成分主要以Fe2O3为主.α-FeOOH晶体枝晶尺寸纤细,锈层致密具有保护性;Fe2O3枝晶粗大,锈层疏松和多孔不具有保护性.     

碳钢在吐鲁番干热大气环境中的腐蚀行为

通过现场暴晒实验研究碳钢在吐鲁番干热大气环境中的腐蚀行为和机理。Q235和Q450钢在吐鲁番干热大气环境中经过1 a暴露后,Q235钢的腐蚀速率大于Q450钢。结合扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)、X射线衍射(XRD)等分析测试手段,研究了两种碳钢表面的腐蚀产物,两者的腐蚀产物主要为α-FeOOH,γ-FeOOH和Fe3O4。Q235钢中γ-FeOOH与α-FeOOH含量的比值较高,其腐蚀产物疏松,耐蚀性较差。而Q450钢中γ-FeOOH与α-FeOOH含量的比值较低,其腐蚀产物相对致密,耐蚀性较好。去除腐蚀产物后,通过体视学显微镜观察发现,Q235钢的表面产生大量密集腐蚀坑,且腐蚀坑深度和体积都大于Q450钢表面腐蚀坑。     

高湿度无污染大气中温度对碳钢腐蚀的影响

通过测试腐蚀速率、观察腐蚀形貌和分析腐蚀产物研究了不同温度高湿度无污染大气中碳钢的腐蚀规律,探讨了温度对碳钢腐蚀行为的影响。结果表明,温度升高会促进碳钢的腐蚀。腐蚀456 h,20℃时腐蚀增重呈指数增加规律,腐蚀产物以胞状物生长,在30℃和40℃环境中腐蚀增重呈指数衰减规律,主要以块状腐蚀物的形式生长,块状腐蚀产物由颗粒状腐蚀产物和胞状腐蚀产物构成。高湿度无污染大气环境中,碳钢表面首先形成水滴,水滴中心作为阳极发生铁的溶解,水滴边缘作为阴极发生氧气的还原,随后水滴中心形成胞状腐蚀产物,在胞状物的周围形成颗粒状腐蚀产物。腐蚀产物主要为γ-FeOOH和α-FeOOH,且随温度的升高,锈层中γ-FeOOH和α-FeOOH增多。     

碳钢在海水淡化一级反渗透产水中的腐蚀行为

对碳钢在海水淡化一级反渗透产水中生成的锈层进行SEM、IR和XRD分析,并结合电化学测量,研究其腐蚀行为。结果表明,碳钢在一级反渗透产水中腐蚀过程受氧扩散控制,腐蚀产物包括γ-FeOOH、Fe₃O₄以及少量的α-FeOOH。锈层具有双层结构,外锈层很薄,主要成分为γ-FeOOH;内层占整个锈层比重很大,主要成分为Fe₃O₄。一级反渗透产水的弱酸性促使腐蚀产物γ-FeOOH迅速转化为Fe₃O₄,致使Fe₃O₄在金属表面大量堆积。由于Fe₃O₄层的导电性及不连续性,锈层不能阻碍阴极过程的进行,导致碳钢的腐蚀速度一直维持在高位。     

石油企业外管廊大气环境中Q235碳钢管道外壁的腐蚀机理

在石油企业外管廊大气环境中对Q235碳钢进行不同腐蚀时间的静态挂片试验,并对现场Q235碳钢钢管进行取样,采用X射线衍射(XRD、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)等技术对Q235碳钢表面腐蚀产物进行分析。结果表明:经过长期腐蚀之后,腐蚀产物中的铁主要是以含氧化合物γ-FeOOH和α-Fe_2O_3的形式存在;大气中存在的SO_2对腐蚀过程具有催化作用。     

碳钢和耐候钢在南沙海洋大气环境中的初期腐蚀行为

采用腐蚀失重法、宏观形貌观察法、SEM、XRD、白光干涉及拉伸实验等分析手段对碳钢Q235和耐候钢Q450NQR1在南沙大气环境下的初期腐蚀行为进行了研究。结果表明,Q235和Q450NQR1在南沙大气环境中的初期腐蚀比万宁及西沙等海洋大气环境中的腐蚀严重,2种钢的朝天面都比朝地面腐蚀严重,朝地面的锈层更容易脱落。暴晒2个月时,Q235和Q450NQR1的腐蚀失厚相近。暴晒5个月时,Q235的腐蚀失厚明显高于Q450NQR1的腐蚀失厚。2种钢在暴晒2个月时,朝天面和朝地面的腐蚀产物都主要为γ-FeOOH、α-FeOOH和Fe_3O_4;而暴晒5个月时,朝天面产物中出现了β-FeOOH,而朝地面β-FeOOH极少。朝天面的产物中Fe_3O_4相对含量少于朝地面,γ-FeOOH的相对含量多于朝地面。     

表面涂层改性技术在提高耐候钢抗海洋性大气腐蚀中的应用

表面涂层改性处理的耐候钢挂片在2年的海洋性大气环境下暴晒,其腐蚀率是原耐候钢挂片腐蚀率的1／6。采用偏光、红外吸收、X射线衍射及EPAM对挂片锈层结构和组成进行了分析,发现碳钢、耐候钢表面锈层主要由γ-FeOOH、α-FeOOH及Fe3O4组成。α-FeOOH趋向在钢铁表面分布。改性涂层处理可以加速耐候钢表面生成保护性致密锈层,该锈层中富集有大量Cr,而碳钢挂片、裸露耐候钢挂片、涂层耐候钢挂片表面疏松锈层中没有Cr的富集。     

大气环境下建筑用耐候钢的初期腐蚀行为研究

在Q235钢中添加不同含量的合金元素Cu和Cr,研究该钢在模拟大气环境下的初期腐蚀行为。结果表明,该钢在大气腐蚀初期的腐蚀产物形态为団状和链条状,主要腐蚀产物为γ-FeOOH、α-FeOOH和γ-Fe2O3。当α-FeOOH含量较高时可以有效减慢大气腐蚀的发展趋势     

一种碳钢在模拟潮湿环境中腐蚀机理的探讨

用IR、XRD和SEM分析对碳钢在湿热交替、室温下的干湿交替和吸附膜存在的室温干湿交替环境中的腐蚀实验产生的锈层进行了研究.确定了该锈层分为两层,外层是颗粒较小的γ-FeOOH,内层为Fe3O4及少量的α-FeOOH;提出FeOH+可吸附在Ferrihydrite(Fe5HO8·4H2O)表面促使其溶解并转化为γ-FeOOH和α-FeOOH;并解释了其原因.     

SCAL型间冷系统中碳钢腐蚀产物对铝腐蚀行为的影响

SCAL型(表面式凝汽器铝制散热器型)间接空冷系统中铝制散热器腐蚀破损会造成循环水泄漏,影响火电厂的稳定安全运行。为了减缓系统中材料的腐蚀速率,该系统使用除盐水作为循环水,但碳钢管道的腐蚀产物会污染循环水水质,而目前碳钢腐蚀产物对铝腐蚀行为有何影响尚不清楚。通过现场挂样和实验室模拟试验等方法对该问题进行研究,结果表明,部分碳钢的腐蚀产物(γ-FeOOH和Fe_3O_4)会附着在铝管表面,加速铝管的腐蚀。     

Q235碳钢在宜宾不同大气环境中的腐蚀行为

通过室外暴露试验和电化学测试,研究了电网设备主要金属材料Q235碳钢在四川宜宾地区不同大气环境中的腐蚀行为。结果表明：在四川宜宾A、B、C三个变电站环境中,Q235碳钢的平均腐蚀速率分别为19.68μm/a、41.40μm/a和28.75μm/a,其表面腐蚀产物主要由α-FeOOH、γ-FeOOH和Fe₃O₄组成,在B和C变电站环境中,Q235碳钢表面腐蚀产物中的α-FeOOH含量较高;在B变电站环境中,Q235碳钢的腐蚀电流密度最大,膜层电阻最小,说明其表面锈层对基体的保护性能较差。     

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。     

耐候钢在含MgCl2介质的干湿环境下的腐蚀行为

通过以0.3%MgCl2溶液为介质的浸渍干湿循环加速腐蚀试验,研究了Corten-A耐候钢在干/湿环境下的腐蚀行为.扫描电镜(SEM)和能量色散X射线谱(EDX)观察分析了各腐蚀循环下的腐蚀形貌及Cl、Mg元素含量的变化.结果表明Corten-A钢的腐蚀失重与循环次数呈线性关系.腐蚀产物中的晶体相初期主要是β-FeOOH,后期主要是γ-FeOOH和少量的ε-Fe2O3.电化学测试表明铁锈的还原反应加速了阴极反应;锈层的电容值比较大,说明锈层的结构比较疏松,不具保护性.     

输电杆塔材料在海洋大气环境中的初期腐蚀行为

研究了南方电网杆塔材料Q235、Q345以及镀锌钢在海洋大气环境中的初期腐蚀行为。利用SEM、EDS分析了试样表面锈层的微观形貌和化学成分,利用X射线衍射仪分析了锈层的物相组成,并用失重法计算了腐蚀速率。结果表明,除了Q345的腐蚀速率略低于Q235外,这两种钢材的初期腐蚀行为非常接近,腐蚀产物主要为γ-Fe OOH和α-FeOOH,这种腐蚀产物疏松多孔,存在大量裂纹。海洋环境中氯离子的存在促进了腐蚀产物的形成,从而加速了基体的腐蚀;镀锌钢表层为相对致密的氧化锌,没有铁的氧化物,因此其腐蚀速率很低,表现出了良好的耐腐蚀性。     

周期干湿浸条件下P265GH钢和Q235钢的大气腐蚀行为简

以NaCl+NaHSO3为腐蚀介质,通过浸渍干湿复合循环实验及腐蚀失重分析,并利用SEM,XRD和FTIR技术,研究了Q235碳钢和P265GH低合金钢的大气腐蚀行为。结果表明,两种钢的腐蚀遵从相同的动力学规律,腐蚀产物中均存在大量致密的α-FeOOH和非晶态δ-FeOOH,锈层具有很好的保护性,使得腐蚀速率降低。实验开始阶段两种钢的腐蚀量基本相同,但随着腐蚀的进行两者差距增大,P265GH低合金钢较Q235碳钢的失重小、锈层致密、耐腐蚀性好。     

一种新开发的车体钢S500AW在户外大气环境中的腐蚀行为及寿命预测

通过大气暴晒试验结合室内加速腐蚀试验，研究了新开发的车体钢S500AW和用于对比的传统Q450NQR1钢及Q345B钢的早期腐蚀行为，采用扫描电镜(SEM)、拉曼光谱仪，分析了试验前后试样表面的腐蚀形貌和腐蚀产物成分。结果表明：在北京大气环境暴露初期，S500AW钢表面更为平整光洁，仅有少量尘埃颗粒附着物，耐蚀性更优异；腐蚀产物为Fe₂O₃和一定量的γ-FeOOH,随着腐蚀时间的延长，γ-FeOOH含量逐渐增加，钢的耐蚀性逐渐提高；以腐蚀质量损失数据为参照，建立铁路车辆车体用钢腐蚀试验方法和腐蚀寿命预测模型，通过灰色关联度分析方法，证实了周期浸润试验与户外自然环境大气暴露试验良好的相关性。     

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.     

高温高Cl-环境中含Ni、Cr耐蚀钢的腐蚀行为

冶炼了含Ni和Ni-Cr复合钢,采用室外暴晒试验结合锈层成分分析,腐蚀速率计算等研究了其在热带海洋大气环境中的腐蚀行为。结果表明：普碳钢、含Ni钢、和含Ni-Cr复合钢在试验环境中的腐蚀速率分别为66.84,41.54,38.29μm/a。合金元素Ni、Cr明显提高钢的耐蚀性。试样表面锈层主要由γ-FeOOH、α-FeOOH组成,还包含较小的Fe₃O₄颗粒和FeO片层。普通碳钢的锈层比另外两种试样厚,锈层中α-FeOOH含量更高、更稳定,而加Ni、Ni-Cr的试样经过半年试验后,表面未生成稳定锈层。经过半年室外暴晒试验,Ni元素在锈层中含量较少,但是在锈层下钢材内有富集现象。点蚀坑中存在Cr、Cu元素富集。