X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶解氧液中的腐蚀行为

采用动电位极化和交流阻抗技术(EIS)研究了库尔勒土壤模拟溶液中的溶解氧对X70管线钢在该溶液中腐蚀行为的影响.极化曲线及交流阻抗试验结果表明,随着库尔勒土壤模拟溶液中氧含量的减少,X70钢的极化电阻(Rp)升高,腐蚀电流密度(icorr)降低,腐蚀速率减小;在溶解氧含量较高(1.1345 mg/L和3.0491 mg/L)时,腐蚀行为是活化控制过程;在溶解氧含量较低(0.4056 mg/L)时,腐蚀行为是扩散控制过程.     

pH值对海水中TMCP X80钢氢脆敏感性影响

采用氢渗透实验法、动电位极化法研究TMCP X80管线钢在不同pH值海水中的氢渗透行为,结合扫描电镜 (SEM) 观察研究显微组织及氢渗透行为对氢脆敏感性的影响。结果表明,随着海水pH值的减小,析氢电位发生正移。天然海水和酸性海水中氢扩散系数随着极化电位负移而增加;极化电流密度越大,氢扩散系数和氢浓度越大。在负于析氢电位时,显微形貌显示出明显的蚀坑和氢鼓泡,酸性海水中更严重。随着海水pH值的减小及外加阴极极化电位负移,氢扩散到材料内部的量更大;充氢电流密度增加也促进氢的扩散,X80钢氢脆敏感性增加。     

辽河油田土壤中溶解氧对X70管线钢腐蚀的影响

目的 降低腐蚀对油气管线运行的危害。方法 通过控制溶液中不同通氮时间,获得不同溶解氧浓度的辽河油田土壤模拟溶液,利用交流阻抗技术和动电位极化技术研究不同的溶解氧浓度对X70管线钢在模拟溶液中电化学腐蚀行为的影响,并结合金相显微镜对管线钢表面的腐蚀形貌进行表征,以阐明该条件下不同浓度溶解氧对管线钢腐蚀行为的作用机制。结果 在该环境下,X70钢的腐蚀机理为阳极溶解机制。随着溶解氧含量的不断降低,电极极化电阻变大,腐蚀电流密度明显减小,此时,电极表面点蚀坑数量也变少,点蚀坑的直径变小,金属腐蚀速率显著下降。当溶解氧质量浓度为10.0 mg/L时,试件的腐蚀速率最大,腐蚀现象最明显。当溶解氧质量浓度从10.0 mg/L降低至0.3 mg/L时,金属电极表面生成了一层以FeCO3为主的腐蚀产物膜,产物膜明显抑制了腐蚀反应的进行,对X70钢起到保护作用,此时试样腐蚀现象最不明显。结论 溶解氧浓度的不同导致了X70管线钢电极表面产物膜形态的不同,从而影响了该环境下金属的电化学腐蚀行为。     

不同温度下溶解氧对304不锈钢在海水中腐蚀性能的影响

采用循环极化和电化学阻抗方法,研究了不同温度下溶解氧对304不锈钢在海水中腐蚀电化学性能的影响。循环极化结果表明,在不同温度条件下,随着溶解氧浓度的增加,不锈钢自腐蚀电位均略微正移,点蚀电位在4℃低温环境下正移,15℃条件下负移。在4℃、7．5mg／L溶解氧条件下以及15℃时3．0mg／L、7．5mg／L溶解氧条件下,...     

环境因素对X80钢焊接接头腐蚀电化学行为的影响

通过正交试验法,采用动电位极化技术研究溶解氧、温度、pH值等环境因素对X80管线钢焊接接头在库尔勒土壤环境中的腐蚀电化学特征的影响。结果表明,库尔勒土壤模拟溶液中溶解氧从0.5 mg/L增大到6.5 mg/L时,X80管线钢焊接接头的腐蚀程度越来越严重,当氧含量为6.5 mg/L时,试样的腐蚀电流密度达到59.237 μA/cm²;环境温度从20 ℃上升到60 ℃,X80钢焊接接头的腐蚀程度明显加剧,当温度为60 ℃时,试样的腐蚀电流密度达到44.593 μA/cm²;溶液pH值从7.0增大到11.0,X80钢焊接接头的腐蚀程度相对减弱,当pH值达到11.0时,试样的腐蚀电流密度达到31.417 μA/cm²。溶解氧含量对X80钢焊接接头的腐蚀行为影响最大,其次pH值的影响,温度对试样的腐蚀性影响相对最小。     

外加电位对X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中应力腐蚀开裂敏感性的影响

采用慢应变速率拉仲试验(SSRT)研究了不同外加电位下X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为,并用扫描电镜分析了不同电位下的断面形貌.结果表明,X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中具有SCC敏感性;在Ecorr附近施加弱极化时,应力腐蚀开裂敏感性增加;施加强阳极电位时,发生强烈阳极溶解,导致阳极溶解断裂;施加强阴极电位时,析氢过程加强,导致氢致应力腐蚀断裂.     

X80管线钢在0．5mol／L NaHCO3＋0．02mol／L NaCl溶液中的点腐蚀性能

采用动电位极化和电化学阻抗法研究了X80和X70管线钢在0.5 mol/L NaHCO3 0.02 mol/L NaCl溶液中的腐蚀行为,并通过电容测量方法对其腐蚀机理进行了探讨.结果表明:在0.5 mol/L NaHCO3 0.02 mol/L NaCl溶液中,X80管线钢的点腐蚀电位Epit比X70钢的要正一些,发生点腐蚀的倾向性更小.Mott-Sehottky分析表明:X80比X70管线钢表面钝化膜内的施主密度更低,缺陷数量更少,从而减少了点腐蚀萌生的潜在位置,使X80钢比X70钢具有更好的耐点蚀性能.     

温度对X70钢在高pH值溶液中腐蚀行为的影响

采用动电位极化、电化学阻抗谱技术、Mott-Schottky等测试方法,研究了温度对X70钢在高pH值溶液 (0.5 mol/L Na₂CO₃+0.5 mol/L NaHCO₃) 中钝化膜性能和电化学腐蚀行为的影响。结果表明：随着温度升高,X70管线钢的点蚀电位降低,维钝电流密度和钝化膜的极化电阻减小。在实验温度范围内,钝化膜为Fe₂O₃和Fe₃O₄的混合物,半导体类型为n型半导体,且不随温度升高而改变。但是随着温度的升高,钝化膜缺陷密度增加,膜厚度减小,腐蚀倾向增大。因此,温度升高会降低钝化膜的稳定性,导致其保护作用下降。     

温度、pH值和氧浓度对X70管线钢电化学行为的影响

通过正交试验法,采用动电位扫描技术研究了温度、溶解氧(DO)和pH值等环境因素对X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中电化学行为的影响.结果表明,温度、溶解氧和pH值都对X70管线钢在模拟溶液中的腐蚀电流密度影响较大;溶解氧对X70管线钢在模拟溶液中腐蚀电流密度影响最大;在低温缺氧弱酸性环境的条件下,X70管线钢在模拟溶液中腐蚀程度小,应力腐蚀开裂敏感性大.     

X70管线钢在近中性及高pH值溶液中的电化学行为和SCC敏感性

采用动电位极化曲线测试法研究了温度、通气条件和pH值对X70管线钢在NS4溶液和0.5 mol/LNa2CO3 1 mol/L NaHCO3溶液中的电化学极化行为的影响,并用慢应变速率试验(SSRT)研究了X70管线钢在这些溶液中的应力腐蚀破裂(SCC)敏感性。结果表明,X70管线钢在NS4溶液中不出现活化—钝化转变区,随外加电位负移,SCC敏感性增加,表现出氢致破裂(HIC)的特征;在0.5 mol/L Na2CO3 1 mol/L NaHCO3高pH值溶液中出现活化—钝化转变区,在阴极极化区,也表现出氢致破裂(HIC)的特征,但在阳极极化区,发生的是阳极溶解型应力腐蚀破裂(ADSCC)。     

Effects of cathodic polarisation on hydrogen embrittlement susceptibility of X70 steel in low temperature and low dissolved oxygen seawater

Abstract

The hydrogen induced cracking of X70 pipeline steel was investigated in low temperature and low dissolved oxygen seawater (4°C and 3–4 mg L^?1 dissolved oxygen) by potentiodynamic polarisation, slow strain rate tests and hydrogen permeation measurements. The results showed that the hydrogen evolution potential of X70 steel in low temperature and low dissolved oxygen seawater decreased compared with the normal shallow seawater. The susceptibility to hydrogen embrittlement increased as the potential shifted in the negative direction. When the polarisation potentials were below ?1050 mV(SCE) in low temperature and low dissolved oxygen seawater, the fracture surfaces exhibited quasi-cleavage fracture.     

深海钢铁材料的阴极保护技术研究及发展

综述深海环境中溶解氧、温度、pH值、碳酸盐及压力等对钢铁材料的阴极保护及钙质沉积层形成过程的影响。对国内外深海钢铁材料的阴极保护研究工作进行总结,介绍深海阴极保护参数的设计及应注意的因素,认为提高初始电流密度和阴极保护联合涂层是深海阴极保护的重要保护措施。最后对现阶段深海阴极保护研究中的不足及发展方向进行探讨。     

X65碳钢在模拟油田采出水中的阴极保护研究

采用极化曲线、恒电位阴极极化和失重法,并结合SEM,EDS和XRD分析产物的形貌、成分和结构,研究了不同保护电位下X65碳钢的保护效果和机制。结果表明:该环境中,自腐蚀条件下的X65碳钢发生严重腐蚀,失重速率大,坑蚀严重;-800~-1000 mV的保护电位对X65碳钢的腐蚀均有明显抑制效果;-800 mV阴极保护电位下X65碳钢表面无良好的钙质沉积层形成,-900 mV下表面能生成牢固致密的钙质沉积层,有效降低保护电流密度,-1000 mV下沉积层容易因析氢反应而鼓泡脱落;相比于海洋环境,X65碳钢在油田采出水中的析氢电位偏正,沉积层中不含Mg(OH)2。     

Investigation of calcareous deposits formation on copper and 316L stainless steel under cathodic polarization in artificial seawater

The formation and growth of calcareous deposits on 316L stainless steel and copper under cathodic polarization in artificial seawater were investigated by electrochemical tests and analytical techniques such as SEM, EDX and XRD. The deposits mineral compositions were related to the types of metallic materials and were different on each substrate. On 316L stainless steel at potentials less negative than the water reduction potential (−1100 mV/SCE), the deposits were composed of aragonite with low amounts of brucite; at the potentials more negative than the water reduction potentials, only of brucite. Around the water reduction potentials, the deposits were composed of both aragonite and brucite together. However the formation of brucite was noted before activating the water reduction processes. The results were moderately similar to that on mild steel and the type of deposited phases depended on potentials, at which the cathodic protection was carried out. The deposits formed on copper differed from those on 316L stainless steel and the types of deposited phases were independent from water reduction potential on copper (−1150 mV/SCE). Hence, the deposits were composed only of aragonite at all potential ranges. Due to the low current densities observed in chronoamperometric curves during cathodic polarization and in sufficient alkalinity, it seemed that the brucite could not deposit on this metallic substrate. The article is published in the original.     

铈对S32750超级双相不锈钢低温冲击性能的影响

通过夏比冲击和示波冲击方法分析了两种Ce含量S32750超级双相不锈钢在20~－100 ℃范围内的冲击吸收能量及能量构成差异,利用Aspex自动扫描电镜分析仪、SEM、EDS研究了Ce对钢中夹杂物的改性行为及冲击断裂行为的影响。结果表明:高Ce试验钢的抗低温冲击断裂性能明显优于低Ce试验钢,前者韧脆转变温度相较后者下降16 ℃;Ce的添加使得试验钢－80 ℃冲击吸收能量提高45 J,其主要源于裂纹扩展能W_p的提升(76%)。冲击断口形貌观察和夹杂物分析结果显示,低Ce试验钢在－80 ℃冲击断口表现为完全解理断裂;相较于低Ce试验钢,高Ce试验钢中Al₂O₃夹杂显著减少,多为改性后的铈铝氧复合夹杂;硬脆Al₂O₃夹杂数量的减少有效改善了钢的冲击性能。     

含Cr低合金钢的CO2腐蚀产物膜形成及机理研究进展

针对含Cr低合金钢石油专用管的CO₂腐蚀产物膜,介绍了CO₂腐蚀产物膜的形成机理,总结了含Cr低合金钢的CO₂腐蚀产物膜的影响因素,其中包括Cr含量、温度、CO₂分压、pH值、腐蚀时间、Cl^-浓度、流速等对其腐蚀产物膜的影响,并对腐蚀产物膜的结构与成分进行总结,归类了缓蚀剂对含Cr低合金钢石油专用管的保护办法,以期为今后含Cr低合金钢的CO₂腐蚀产物膜的研究提供借鉴。     

CO2对油田地下水环境中Q235钢和X70钢腐蚀行为的影响

为了探明辽河油田地下水环境中CO₂对Q235钢和X70管线钢的腐蚀规律,采用动电位极化技术及交流阻抗技术研究了不同CO₂浓度对该环境下两种钢腐蚀行为的影响,并利用光学显微镜对试样腐蚀界面进行表征。结果表明:随着CO₂浓度的增加,Q235和X70钢的交流阻抗图谱的半径均减小,腐蚀电流密度增大,腐蚀坑数量、深度和面积都增加,腐蚀敏感性增大。在低浓度CO₂环境下(CO₂含量为10%时),Q235钢的腐蚀敏感性比X70钢更高;而在高浓度CO₂环境下(CO₂含量为20%、40%、60%时),Q235钢的腐蚀速率反而较小,耐腐蚀性更好。     

地质处置后期无氧阶段X65低碳钢腐蚀行为研究

X65低碳钢在模拟地质处置后期50 ℃无氧模拟地下水溶液中的主要腐蚀类型为均匀腐蚀；利用扫描电子显微镜 (SEM)、能量散射谱 (EDS) 和微区X射线衍射仪 (μ-XRD) 表征X65低碳钢腐蚀产物的形貌、元素和物相组成。结果表明，腐蚀产物有针状和颗粒状两种类型，包含Fe和O两种元素，产物物相为Fe₃O₄；使用失重法测得X65低碳钢平均腐蚀速率在360 d内逐渐从4.17 μm/a降低到1.42 μm/a，腐蚀速率随时间的变化规律符合降幂函数关系式V₅₀=1.36t ^-0.56，腐蚀过程受扩散控制。