Q355NH桥梁支架用钢的加速腐蚀与电化学研究

采用周期浸润加速试验模拟海洋大气环境,对某企业使用的Q355NH用钢进行了加速腐蚀实验;通过OM、SEM、XRD以及电化学工作站等试验方法对试验钢的锈层形貌、成分和电化学性能进行了表征和分析。结果表明:试验钢初期腐蚀速率主要受锈层厚度的影响,表现为加速-稳定-再加速-再稳定的变化规律;锈层成分主要为Fe3O4和Fe2O3。总体来看,该企业使用的Q355NH用钢的锈层在模拟的实验环境下对基体没有明显的保护作用。     

Q235钢在3种典型土壤环境中的腐蚀行为

选择取自武汉的近中性黄棕壤、取自天津的碱性盐碱土和取自南昌的酸性红壤作为腐蚀介质,对Q235钢进行室内模拟加速腐蚀试验,对比研究了试验钢的腐蚀速率、腐蚀形貌和腐蚀产物组成,分析了其腐蚀机理。结果表明:在3种土壤中试验钢均发生了不均匀的全面腐蚀和局部点蚀。腐蚀产物外层结构疏松,主要由Fe_2O_3、FeOOH组成;内层结构致密,主要由Fe_3O_4组成。在碱性盐碱土中,试验钢表面形成了结构完整的腐蚀产物层,抑制了阴极的耗氧反应,腐蚀速率最低;酸性红壤中较高浓度的H~+促进了阴极析氢反应的进行以及裂纹的产生,试验钢腐蚀速率最高;在腐蚀后期,试验钢表面形成了致密的Fe_3O_4内锈层,因此腐蚀15d时的腐蚀速率大于腐蚀30d时的。     

高湿热海洋大气环境下温度和湿度对Q345钢耐蚀性能的影响

利用周浸腐蚀试验、扫描电镜观察、X射线衍射分析等方法研究了在模拟高湿热海洋大气环境中NaCl溶液温度(35~55℃)和相对湿度(60%~80%)对Q345钢耐蚀性能的影响。结果表明:随着溶液温度的升高,试验钢的腐蚀速率增大且温度越高增大速率越快,表面锈层厚度增大且锈层中的孔洞变大,腐蚀产物Fe_3O_4的含量增多;随相对湿度的增加,试验钢的腐蚀速率增大,锈层也越来越厚,锈层中的物相组成变化较小。     

新型耐候钢和碳钢在模拟工业大气环境中的腐蚀行为与机理研究

通过比较在模拟工业大气环境中的周期浸润腐蚀试验结果研究了两种新型耐候钢和传统Q235B碳钢的腐蚀行为。采用X射线衍射技术、电子探针分析技术、交流阻抗频谱分析技术以及显微压痕表征方法等对腐蚀产物膜的物相组成、合金元素分布情况、电化学特性及其与钢基材的结合强度等特性进行了综合分析,探讨了钢的耐腐蚀机理。结果表明:在模拟工业大气环境下,降低S含量、增加P含量、添加合金元素Cu、Ni、Cr的耐候钢具有良好的耐蚀性能。Cr、Ni和Cu元素在锈层中的局部富集促进了保护作用强的α-FeOOH相的形成,提高了锈层的阻抗,阻碍了腐蚀介质的渗透,从而提高了钢的耐腐蚀性能。     

X80管线钢在三种土壤模拟溶液中的微生物腐蚀规律

在含硫酸盐还原菌(SRB)的鹰潭、沈阳、大港土壤模拟溶液中进行14d的挂片浸泡试验和电化学试验,研究了X80管线钢在三种土壤模拟溶液中的微生物腐蚀规律。结果表明:X80钢在大港土壤模拟溶液中的腐蚀速率最大,在鹰潭土壤模拟溶液中的最小,SRB和Cl~-的共同作用可促进X80钢表面点蚀坑的形成;X80钢在上述三种土壤模拟溶液中的腐蚀过程相同,阴极过程是以氢去极化为主的控制过程,阳极过程为金属溶解,生成黄色疏松的腐蚀产物FeO(OH),同时Fe~(2+)与SRB结合生成铁硫化合物;鹰潭土壤的pH较低,可抑制水解反应;在大港土壤模拟溶液中生成的腐蚀产物中未检测出FeS,这是体系中少量SRB参与氢去极化过程的结果。     

力学-电化学交互作用下E690钢的腐蚀疲劳裂纹扩展速率理论模型

基于腐蚀疲劳中力学-电化学交互作用过程的能量转换,利用能量守恒、电化学热力学及腐蚀电化学原理,研究在腐蚀疲劳体系中动能、势能以及阳极溶解电化学能的变化,建立E690高强钢的腐蚀疲劳裂纹扩展速率理论模型,并通过腐蚀疲劳裂纹扩展试验验证该理论模型的准确性。结果表明：质量分数3.5%NaCl溶液会加速E690高强钢疲劳裂纹初期的扩展,降低疲劳寿命,应力比的提高会明显加速腐蚀疲劳裂纹扩展,同时降低裂纹扩展门槛值;理论模型计算得到疲劳裂纹扩展速率与试验结果基本吻合,相对误差小于10%,说明该模型可以很好地描述E690高强钢的腐蚀疲劳裂纹扩展行为。     

新型铸造铝合金在海洋大气环境中腐蚀性能

通过盐雾腐蚀试验模拟研究新型铸造铝合金在海洋大气环境中的腐蚀规律,使用扫描电镜和X射线能谱仪对试样的表面形貌和腐蚀产物进行分析。结果表明:Cl-对铝合金腐蚀有显著的加速作用,盐雾试验初期表现出点蚀坑;随盐雾时间增长,点蚀相互连接并扩展。     

J55碳钢在不同流速NaCl溶液中的腐蚀行为

采用电化学测试和浸泡试验研究了J55碳钢在不同流速质量分数为3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为,分析了流动速率(0,0.5,1m·s-1)对其腐蚀行为的影响及相关机理。结果表明:NaCl溶液流动使该钢的开路电位和自腐蚀电位正移,自腐蚀电流密度增加,双电层的极化电阻降低;溶液流动对阳极溶解的机制没有明显的影响,但提高了阴极反应的Tafel斜率;在流速为1m·s-1的溶液中,J55碳钢的平均腐蚀速率比在静止溶液中的显著增大,并促进了局部腐蚀的发生;溶液流动促进了阴极离子的传递过程,减小了腐蚀产物膜的电阻。     

Cl~-浓度对0359铝合金在模拟海洋大气环境中腐蚀的影响

通过连续盐雾腐蚀实验对0359铝合金在模拟环境中进行了腐蚀研究,主要考查Cl-浓度对其腐蚀性能的影响,分析了腐蚀试样的表面形貌、腐蚀产物、点蚀深度和腐蚀失重。结果表明:Cl-浓度对0359铝合金的腐蚀具有明显的加速作用;腐蚀形貌以点蚀为主,随Cl-浓度增加,点蚀逐步扩展,点蚀深度和腐蚀失重分别由1%浓度时6.36μm、0.833 3 g/m2增加到9%浓度时的26.30μm和9.50 g/m2。以万宁地区户外暴露腐蚀失重为参考,该合金可满足海洋大气环境中10年以上的使用寿命。     

SO_3~(2-)浓度对5052铝合金在交变电场、干湿交替条件下腐蚀行为的影响

采用pH为4.0的含氯腐蚀液及400kV·m~(-1)交变电场模拟工业输电环境,研究了SO_3~(2-)浓度(0.005,0.01,0.02,0.05,0.1mol·L~(-1))对5052铝合金在交变电场中干湿交替环境下腐蚀行为的影响。结果表明:随着SO_3~(2-)浓度增加,5052铝合金的腐蚀质量增加、自腐蚀电位、溶液电阻、电荷转移电阻先增大后减小,自腐蚀电流密度、腐蚀速率则先减小后增大;当SO_3~(2-)浓度为0.005～0.01mol·L~(-1)时,合金以点蚀为主,点蚀坑内开始出现成分为Al2O3、Al2O3·3H2O的龟裂状腐蚀产物;随SO_3~(2-)浓度继续增加,合金表面腐蚀坑减少,与基体结合紧密的龟裂状腐蚀产物增多;SO_3~(2-)浓度为0.02mol·L~(-1)时,合金腐蚀速率最小,腐蚀程度最低。     

Q345D低合金钢在海洋潮差区的腐蚀规律及电化学行为研究

通过在青岛海域2年实海挂片暴露试验研究Q345D低合金钢和对比材料Q235B普碳钢在潮差区的腐蚀行为。试验结果表明,Q345D钢在实海潮差区1年和2年周期的平均腐蚀速率都小于Q235B钢,且两种钢锈层组成和结构基本类似,但Q345D钢表面锈层较厚,且更致密均匀。通过室内模拟海水周浸腐蚀试验研究两种钢的初期腐蚀行为,通过腐蚀数据的回归拟合分析得出,在腐蚀起始阶段,Q345D钢与Q235B钢的腐蚀倾向差别不大,但随着周浸时间的延长,腐蚀速率逐渐降低,且Q345D钢表现出比Q235B更好的耐全面腐蚀性能。宏观电化学阻抗谱和微区阻抗谱测试结果也证实,Q345D低合金钢形成的腐蚀产物膜层具有比Q235B钢更高的膜层电阻,且能够在更短时间内形成稳定的腐蚀产物膜层。     

X80管线钢在模拟樟树土壤溶液中的应力腐蚀敏感性

以X80管线钢为研究对象,以模拟江西樟树土壤溶液为试验环境,研究了外加电位、应变速率以及这二者的交互作用对X80管线钢应力腐蚀敏感性的影响。结果表明:在中等应变速率和阴极电位下试验钢对应力腐蚀开裂(SCC)非常敏感;在阳极电位条件下,应变速率所引起的物质交换对SCC过程影响不大,SCC敏感性较低;在阴极电位区,试验钢上发生析氢反应,在中等应变速率下,本体溶液与裂纹内部溶液及裂纹内部溶液与裂纹尖端金属原子的交换充足,试验钢发生氢致开裂的倾向增加,SCC敏感性更高。     

用电化学方法评价贵阳市埋地燃气管线腐蚀行为

为了在较短的时间内获得更多贵阳市埋地燃气管线土壤中的腐蚀信息,本文采用极化曲线、扫描电镜SEM等电化学方法研究贵阳市埋地燃气管线的电化学特征,由此来评价贵阳市埋地燃气管线腐蚀行为。研究表明贵阳市土壤腐蚀过程可分为以下几种情况:1)在大多数土壤中,尤其是潮湿和密实的土壤,腐蚀过程主要由阴极过程控制,在酸性土壤中阴极过程主要是氢还原。2)对疏松和干燥土壤,腐蚀特征接近大气条件的腐蚀,腐蚀过程由阳极过程所控制。     

含SO2大气中湿度对低碳钢腐蚀行为的影响

采用模拟污染大气腐蚀系统,利用光学显微镜、SEM、XRD和XPS等研究了湿度对含体积分数为5×10-6的SO2环境中20低碳钢腐蚀形貌和腐蚀产物生长过程的影响。结果表明:在不同湿度环境中,腐蚀产物均主要由α-FeOOH、γ-FeOOH、FeSO4、Fe3O4、γ-Fe2O3组成;随湿度增大,FeOOH含量增多,低碳钢的腐蚀速率增大;在相对湿度为65%,75%时,腐蚀曲线分为指数增加和线性增加2个阶段,在85%,95%时,腐蚀曲线符合线性增长规律;在相对湿度为65%的环境中,腐蚀产物主要以腐蚀圈形式生长,随着相对湿度增加,腐蚀圈周围有短小丝状腐蚀产物出现;在相对湿度为95%时主要为丝状腐蚀产物,其上伴随有胞状腐蚀产物生成,且在胞状腐蚀产物下存在明显的腐蚀坑。     

合金元素含量对耐候钢在模拟海洋大气环境下耐蚀性的影响

采用扫描电子显微镜和电化学交流阻抗谱研究了Q235B、SPA-H钢和2种不同镍、铬及铜含量的耐候钢在模拟海洋大气环境中的耐蚀性。结果表明:在有Cl-存在的环境中,当镍和铜含量都很低时,单独添加铬在腐蚀前期对减缓腐蚀有利,而在后期对腐蚀有促进作用;镍的质量分数小于0.25%时对耐蚀性的影响不起主导作用;电化学交流阻抗试验结果与腐蚀质量损失试验结果一致;4种钢周期浸润腐蚀48h后的锈蚀量都比较少,腐蚀192h后的锈蚀量明显增加。     

多种电化学技术联合分析研究海洋微生物对钢铁的腐蚀作用

生物膜是金属发生海洋微生物腐蚀的主要作用因素之一。本文采用腐蚀电位、极化曲线、电化学阻抗谱、电偶电流等多种电化学技术联合分析,研究了天然高分子凝胶(海藻酸钙)模拟生物膜对10CrMoAl低合金钢以及1Cr18Ni9Ti不锈钢腐蚀行为的影响,得到影响海洋微生物腐蚀过程的信息,与实海实验结果相吻合,说明了各种电化学技术应用于海洋微生物腐蚀研究的可行性与局限性,多种电化学技术联合分析可以为国产的海洋用金属材料在国内海域中的微生物腐蚀研究提供详细可靠的信息。     

塔式起重机镀锌钢结构的耐腐蚀性

为了提高塔式起重机钢结构的使用寿命,以Q235碳钢为例对其表面采用无氨、无氰溶液镀锌以及钝化处理.并对镀锌试样在中性盐雾以及有机物质气氛下详细地进行了耐腐性能研究.结果表明：有机物质气氛是造成碳钢制品腐蚀的主要原因,而无氨、无氰溶液进行镀锌不仅具有良好的电化学保护作用和装饰性,还能在很大程度上解决碳钢表面的电化学腐蚀问题.     

耐候钢表面保护性锈层与基体结合强度的研究

耐候钢曝晒4a后，表面生成了致密锈层，降低了基体的大气腐蚀速率。基于锈层／基体界面结合强度对基体的保护作用有直接影响，通过界面在承受压载时的受力分析，建立数学模型，计算出界面结合强度。结果表明：曝晒3a后锈层与基体的结合强度最好。     

The capability of ultrafiltrated alkaline and organosolv oil palm (Elaeis guineensis) fronds lignin as green corrosion inhibitor for mild steel in 0.5 M HCl solution

The inhibitive effect of ultrafiltrated oil palm fronds (OPF) lignins on the corrosion of mild steel in 0.5 M HCl solution has been investigated by electrochemical impedance spectroscopy (EIS), potentiodynamic polarization (PP) and weight loss measurement. The presence of smaller lignin fractions reduces remarkably the corrosion rate of mild steel. The highest corrosion inhibition efficiency for all ultrafiltrated lignins were attained at maximum concentration of 500 ppm (IE_P.Soda: 87% > IE_P.Organosolv: 83% > IE_P.Kraft: 81%). The results from this corrosion test clearly reveal that all ultrafiltrated lignins behaved as a mixed-type inhibitor with predominant anodic (organosolv lignin) or cathodic (alkaline lignin) effectiveness. It was deduced that the inhibition process was spontaneous and the inhibitors were mainly physically adsorbed onto the mild steel surface.     

氨冷凝器传热管腐蚀泄漏分析

通过对冷却水、传热管以及垢层的分析检验，发现氨冷凝器传热管泄漏是由冷却水对金属的电化学腐蚀引起的。水垢与锈垢的形成导致传热管内壁金属受到垢下腐蚀，垢下腐蚀对金属材料的穿进速度大，形成凹坑以至穿孔。另外，传热管原始内表面粗糙不平整，不清洁加速了腐蚀与成垢，原材料的非金属夹杂物存在降低材料抗腐蚀的能力，最后针对这一案例提出防护措施。