铁氧化菌对20钢在模拟油田采出液中电偶腐蚀的影响

采用丝束电极测试、耦合电流测试、电化学阻抗谱测试等电化学方法，结合表面形貌分析技术，研究了模拟油田采出液中铁氧化菌(IOB)对CaCO₃+SiO₂沉积层覆盖金属与裸金属之间电偶腐蚀行为的影响。结果表明，IOB增强了沉积层覆盖金属与裸金属之间的电偶效应。在丝束电极测试中，浸泡前6 d内IOB体系的峰值电流密度小于无菌体系，但随着浸泡时间的延长出现反转。电化学阻抗谱测试表明沉积层覆盖金属作为阳极，其表面保护层较为疏松，而裸金属作为阴极，其表面保护层较为致密。IOB促进了沉积层覆盖金属的局部腐蚀，抑制了裸金属的局部腐蚀。     

阵列电极电化学测试系统的研发与应用

构建、设计多通道阵列电极电化学测试系统,并在该系统下对Q235碳钢阵列电极进行电偶电流与电压同步测试。基于LabVIEW开发了测试系统软件平台,系统自动完成阵列电极的电偶电流与电压测试、数据采集与存档。该测试系统具有测试速度快、测试精度高、电流与电压同步性好和易与其它电化学测量技术耦合等优点。实验结果表明:Q235在海水液滴下的腐蚀出现典型的Evans环现象,液滴的中心区是阳极区域,液滴的周围是阴极区域,形成氧浓差梯度是发生电偶腐蚀的主要原因。     

高剪切力流场下X80管线钢局部腐蚀深坑诱导局部湍流交互机理研究

天然气管道内表面局部腐蚀缺陷会诱发局部流场突变影响局部腐蚀进程,利用高剪切力的冲刷腐蚀实验装置进行流动状态下的电化学腐蚀在线测试,研究了局部腐蚀深坑对局部腐蚀进程的影响。试样在冲刷腐蚀过程中的界面腐蚀电化学信号通过电化学阻抗谱进行分析,腐蚀产物膜的成分及特征通过扫描电子显微镜（SEM）、能量衍射谱图（EDS）以及X射线衍射（XRD）表征,并结合计算流体力学（CFD）分析了流场参数对腐蚀传质过程的影响。结果表明,表面缺陷会诱导局部位置流场发生变化,增强局部位置的传质作用,缺陷表面腐蚀产物也因此随着流速的变化而呈现不同的微观形态。在较高强度流场下,局部增强的壁面剪切力会剥离部分致密腐蚀产物膜,导致测试表面形成大阴极小阳极的电化学分布,促进局部位置的腐蚀进程,从而加速局部腐蚀发生。     

大气环境下A3钢腐蚀现象的研究

采用三电极体系研究了液滴浓度以及环境相对湿度对液滴下镀锌钢腐蚀的影响,采用电化学交流阻抗和电化学噪声等对腐蚀的发展过程进行测试。结果表明,在Na Cl浓度为1.5%时腐蚀速率较小;当Na Cl浓度小于1.5%时,随着浓度的减小腐蚀速率增大;当Na Cl浓度大于1.5%时,随着浓度的增加腐蚀速率增大。在环境湿度为80%RH时腐蚀速率最小,湿度低于80%RH时,随湿度增加腐蚀速率减小;在湿度高于80%RH时,随着湿度的增加,腐蚀速率增大。     

电化学噪声技术对不锈钢表面局部腐蚀监测的应用进展

本文介绍了电化学噪声技术的原理及分析方法,利用恒电流极化在不锈钢表面制造局部腐蚀坑,通过电化学噪声技术对不锈钢表面局部腐蚀进行监测,并通过微观形貌、线性极化、电化学阻抗对电化学噪声的监测效果进行验证.结果表明,采用电化学噪声技术能够有效的对局部腐蚀进行监测,且微观形貌、线性极化与电化学交流阻抗的表征测试结果均与电化学噪...     

油水分层流条件下腐蚀动力学特性模拟

当石油输送管道内处于油水分层流条件时,管道底部与酸性水层接触极易造成内腐蚀,严重威胁管道安全,传统的静止和单相流条件的腐蚀预测方法已不能指导管道的安全运行,而多相流动、离子传质、化学反应及电极动力学等多种不同尺度的物理化学过程对多相流腐蚀预测提出了挑战。本文基于多相流动特性及电化学腐蚀特性的耦合机理提出了分层流条件下腐蚀动力学模型,首先建立油水三层流传质计算模型,进而基于溶液区域和产物膜内部的传质计算,依据阴阳极电化学反应电流密度与传质通量之间的平衡关系,形成多相流条件下腐蚀预测方法。探究了离子传质、电极反应以及产物膜动态生长的耦合过程对腐蚀行为的作用机理,揭示了CO₂分压、温度对腐蚀发展规律的影响机制。研究发现温度、CO₂分压的改变会导致平衡反应方向的移动,从而改变离子浓度;离子的扩散系数是决定传质系数变化的内在原因;腐蚀速率的变化规律由产物膜生长和电极反应两种因素共同决定：腐蚀产物膜的生长会阻碍反应离子的传质效应,从而抑制腐蚀;而离子浓度的升高或传质增强会加快电极反应,促进腐蚀。     

中性体系中MoO2-4对碳钢垢下局部腐蚀的抑制作用

设计了一种能够模拟垢下局部腐蚀自催化过程的闭塞电池,采用极化曲线和电化学阻抗方法研究了MoO2-4对N80钢在近中性NaCl溶液中闭塞区内化学及电化学状态变化的影响.结果表明,MoO2-4能有效地减缓闭塞区内pH值降低及Cl-浓集、减弱酸化自催化效应、抑制垢下局部腐蚀.MoO2-4的作用机制在于使水合氧化铁腐蚀膜由阴离子选择性变为阳离子选择性,H+可以从膜下扩散出去,而Cl-难以扩散到膜下富集,抑制了腐蚀反应的阴极过程;同时MoO2-4迁入闭塞区后增大了电极表面膜层阻抗,抑制了腐蚀反应的阳极过程.     

中性体系中MoO_4~(2-)对碳钢垢下局部腐蚀的抑制作用

设计了一种能够模拟垢下局部腐蚀自催化过程的闭塞电池,采用极化曲线和电化学阻抗方法研究了MoO42-对N80钢在近中性NaCl溶液中闭塞区内化学及电化学状态变化的影响。结果表明,MoO24-能有效地减缓闭塞区内pH值降低及Cl-浓集、减弱酸化自催化效应、抑制垢下局部腐蚀。MoO42-的作用机制在于使水合氧化铁腐蚀膜由阴离子选择性变为阳离子选择性,H 可以从膜下扩散出去,而Cl-难以扩散到膜下富集,抑制了腐蚀反应的阴极过程;同时MoO24-迁入闭塞区后增大了电极表面膜层阻抗,抑制了腐蚀反应的阳极过程。     

应用EFM技术检测碳钢在海水中的腐蚀行为

电化学频率调制（electrochemical frequency modulation,EFM）是一种腐蚀速度检测的新方法,能够同时测得腐蚀电流密度和Tafel常数。本文以恒电位仪、笔记本电脑、数据采集卡和LabVIEW开发的应用程序建立了EFM测试系统,将其用于低碳钢/海水体系,研究了扰动频率等测试参数对EFM测试结果的影响。在实验室应用EFM方法检测了Q235钢在NaCl溶液和舟山海水中的早期腐蚀速度,并与其他电化学方法进行了比较。结果表明,在低碳钢/海水体系中EFM方法测得的腐蚀速度因界面电容行为的影响而偏大,但EFM技术和测试系统仍然可以作为海洋腐蚀现场检测的一种理想选择。     

CO2环境中醋酸对X65钢湿气管线顶部腐蚀行为的影响

为研究延长气田CO₂环境中醋酸对X65湿气管线顶部腐蚀的影响，通过自制顶部腐蚀模拟实验装置以及动电位极化曲线和电化学阻抗法，采用挂片失重、扫描电镜分析手段研究了CO₂环境中醋酸对X65电化学腐蚀行为的影响。结果表明，腐蚀介质pH与HAc质量浓度呈对数函数变化，HAc质量浓度升高则腐蚀电流密度变大，阴极反应增强，腐蚀产物膜的溶解性增加，易产生孔隙，诱发氧浓差腐蚀。不同HAc质量浓度下，EIS高频容抗弧与界面双电层的行程有关，EIS低频斜线与腐蚀介质扩散有关。内层腐蚀产物膜与基体结合界面凌乱。HAc质量浓度增加，顶部腐蚀速率增加，腐蚀速率与HAc质量浓度呈对数函数关系。     

微区电化学方法在金属腐蚀研究中的应用进展

本文综述了扫描Kelvin探针技术和丝束电极技术的测试原理、特点及应用现状,重点探讨了这两种微区电化学测试技术在腐蚀研究中的应用现状和发展趋势。扫描Kelvin探针(SKP)具有高技术精度和解析度,为微区扫描测量技术在腐蚀领域的研究提供了新的途径,得到了越来越广泛的应用。丝束电极技术可以准确表征电极表面的电化学不均匀性。     

印刷电路板Cu-焊锡界面局部腐蚀行为特性研究

原位测定金属/溶液界面微区物化参数分布对研究金属局部腐蚀的发生、发展机理有重要意义。本研究应用扫描微参比电极（SMRE）技术对NaC l溶液中印刷电路板Cu-焊锡界面局部腐蚀早期表面微区电位分布进行测量。结果表明：在0.5mol/LNaC l溶液中焊锡电极电位基本稳定在-0.47V附近,纯铜电极的电位基本稳定在-0.19V附近,两者差别较大;Cu/焊锡浸入0.5mol/L NaC l溶液中前期局部腐蚀发生在Cu与焊锡相接触的界面上且腐蚀程度随时间逐渐达到最大。后期焊锡作为阳极腐蚀逐渐加剧而铜作为阴极受到保护,腐蚀程度逐渐减弱,直至焊锡最终全面腐蚀。     

中性体系中MoO42-对碳钢垢下局部腐蚀的抑制作用

设计了一种能够模拟垢下局部腐蚀自催化过程的闭塞电池,采用极化曲线和电化学阻抗方法研究了MoO₄^2-对N80钢在近中性NaCl溶液中闭塞区内化学及电化学状态变化的影响。结果表明,MoO₄^2-能有效地减缓闭塞区内pH值降低及Cl^-浓集、减弱酸化自催化效应、抑制垢下局部腐蚀。MoO₄^2-的作用机制在于使水合氧化铁腐蚀膜由阴离子选择性变为阳离子选择性,H⁺可以从膜下扩散出去,而Cl^-难以扩散到膜下富集,抑制了腐蚀反应的阴极过程;同时MoO₄^2-迁入闭塞区后增大了电极表面膜层阻抗,抑制了腐蚀反应的阳极过程。     

流动腐蚀介质中双相不锈钢的电化学阻抗谱

测定了流动氯化物体系中双相不锈钢电极的电化学阻抗谱,发现在单相流中,当流速低于临界值时,阻抗谱为直径较大的容抗弧;一旦流速超过临界值,阻抗谱特征为2个容抗弧.流动介质中加入固体颗粒之后,阻抗谱在低流速下高频区为容抗弧,低频区为直线段,而高流速下低频区则出现实部收缩现象.根据腐蚀电化学理论,提出了流动体系中双相不锈钢电极反应过程动力学模型,较好地解释了流动体系中双相不锈钢电极的电化学阻抗谱,进一步揭示了电化学腐蚀在双相不锈钢流动腐蚀过程中的主导作用机理.     

陕北盐渍土壤对X80管线钢电化学腐蚀行为的影响

采用电化学测试、SEM及EDS微观分析等方法,研究了X80管线钢在陕北水饱和盐渍土壤中的电化学腐蚀行为。结果表明,在水饱和盐渍土壤中,随腐蚀时间延长,X80钢腐蚀趋势和腐蚀速率均明显增大,局部腐蚀面积和深度不断增加,钢基体表面由以全面腐蚀为主转为以局部腐蚀为主,腐蚀机理为氧浓差腐蚀电池和局部腐蚀自催化效应,腐蚀速度主要受氧扩散过程控制;EIS图谱具有双容抗弧与Warburg阻抗特征,电荷传递和扩散传质的阻力随时间越来越大,而结合层电阻明显减小,这与钢表面生成腐蚀产物膜的完整性和致密性有关,腐蚀产物主要为铁的氧化物、硫化物和土壤中盐类的混合物。     

阴极极化对局部腐蚀闭塞区化学和电化学状态的影响

采用恒电流模拟闭塞电池装置研究阴极保护对局部腐蚀扩展阶段闭塞区化学和电化学状态之影响。对lCr13和0Cr18Ni9不锈钢-0.5mol/L NaCl溶液体系,发现阴极极化均使闭塞区溶液的pH值从各自的临界pH以下上升到临界值以上;Cl~-闭塞区向外电迁移;闭塞区的电极电位负移,可从电位-pH图上的“腐蚀区”降至“免蚀区”。由此可解释阴极保护抑制蚀孔或裂纹扩展的机理。     

腐蚀产物对2A12/TC4偶合体系盐雾腐蚀性能影响及仿真

研究了2A12/TC4偶合体系腐蚀机制以及腐蚀产物对腐蚀进程的影响。采用中性盐雾试验、腐蚀形貌观测、产物分析以及电化学测试等方法研究腐蚀产物对2A12/TC4偶合体系腐蚀进程的影响。搭建薄液膜环境下材料电化学测试平台,测量了500μm NaCl液膜下2A12铝合金、TC4钛合金的极化曲线,建立了腐蚀产物影响下的双金属电偶腐蚀模型,分析比对了偶合体系下电解质电位、电流密度、腐蚀深度以及腐蚀产物孔隙率等关键参数。由于腐蚀产物的阻碍作用,2A12铝合金腐蚀速率由1.99 mm/a降低至0.97 mm/a,腐蚀电流密度由2.01×10^-5 A/cm²降低至1.17×10^-5 A/cm²,耐蚀性逐渐提高。生成的Al₂O₃、AlOOH及Al(OH)₃等产物使结构逐渐致密,有效阻碍了腐蚀介质与基体的接触及带电粒子的扩散行为,因而腐蚀进程逐渐减缓。由构建的腐蚀产物影响下电偶腐蚀模型可知,在腐蚀过程中,腐蚀产物的孔隙率由0.8逐渐降低至0.2,极大地阻...     

轧辊凸包状毛化铬镀层的耐腐蚀性能研究

为了提高毛化特征轧辊的耐磨性,在制造9Cr2Mo钢轧辊表面电沉积40μm凸包状毛化铬镀层。通过电化学测试和盐雾试验研究了镀铬层和9Cr2Mo钢基体的腐蚀行为。电化学测试表明,镀铬层的耐蚀性明显优于基体。扫描电镜观测表明,经盐雾试验51 h的基体出现大量腐蚀产物FeO,而镀铬层腐蚀产物细小且集中在表面裂纹附近,主要成分同样为FeO。镀铬层截面金相观察表明,盐雾通过铬层裂纹进入镀层和基体界面产生腐蚀,腐蚀产物通过裂纹通道扩散出来。     

阴极电弧离子镀ZrN梯度膜和Zr/ZrN多层膜的腐蚀特性

采用阴极电弧离子镀技术在1Cr13不锈钢表面制备了ZrN梯度层和Zr/ZrN多层膜,并用电化学腐蚀方法和中性盐雾法检测了1Cr13基体、ZrN梯度层和Zr/ZrN多层膜的耐腐蚀性能.结果表明:Zr/ZrN多层膜和ZrN梯度层均能提高1Cr13基体的抗腐蚀能力,而Zr/ZrN多层膜的效果更明显:镀层的内部缺陷(如微孔)和液滴导致薄膜发生孔蚀、隙缝腐蚀和电偶腐蚀;镀层保护的实质是物理屏障作用,细化晶粒、减少膜层中的液滴及针孔等缺陷能显著提高薄膜的抗腐蚀性能.     

铜包铝线腐蚀过程与机理初探

采用扫描电镜、金相显微镜和电化学工作站等对铜包铝线小孔腐蚀和电偶腐蚀的表面形貌、腐蚀速度和特点展开系统研究。分析了镀层保护期、局部脱层期和腐蚀破坏期等不同阶段特点。分析了腐蚀机理,探讨了腐蚀和镀层与基体的结合力的关系。对电镀工艺和镀后处理方法提出了改进意见和措施。