镀锌钢腐蚀行为的研究进展

镀锌是保护钢铁腐蚀最经济有效的方法之一,研究镀锌钢在不同环境中的腐蚀规律、腐蚀机理和腐蚀特性显得尤为重要。综述了镀锌钢发生电化学腐蚀的基本原理及其在大气、海水和钢筋混凝土介质中的腐蚀行为,同时叙述了pH值、温度和Cl-等环境因素对镀锌钢腐蚀性能的影响。     

硫酸盐还原菌的生长过程及其对D36钢海水腐蚀行为的影响

通过测定海水中硫酸盐还原菌(SRB)的生长曲线及其不同生长阶段的硫离子浓度、D36钢电极体系的氧化还原电位、自腐蚀电位、极化曲线和电化学阻抗谱,研究了硫酸盐还原菌对该体系钢电极腐蚀行为的影响。结果表明,海水中D36钢氧化还原电位和自腐蚀电位主要由体系中硫酸盐还原菌代谢产物硫离子的浓度所决定;体系的阳极和阴极反应速率均在硫酸盐还原菌增殖期增加,而且阳极反应速率衰亡期和残余期保持不变。     

镀锌钢在含氯离子锈层中的腐蚀行为

Cl-对镀锌钢在锈层环境中具有强烈的点蚀作用,易引起锌镀层的破坏,造成经济损失。探究其腐蚀机理和腐蚀过程有利于预防Cl-对镀锌钢的腐蚀。采用电化学阻抗谱(EIS)研究镀锌钢在锈层模拟溶液中的腐蚀行为,并应用电子扫描电镜(SEM)观察了镀锌钢在不同浸泡时间的腐蚀形貌。结果表明:镀锌钢在锈层模拟溶液中包含2个时间常数,分别对应锈层和界面的双电层;镀锌钢的阻抗谱随浸泡时间和锈层成分的变化而改变;在无Cl-的锈层溶液中,锈层可以提高镀锌钢的耐蚀性能,在含3.5%NaCl锈层模拟溶液中,Cl-逐步侵蚀并破坏了锈层结构,促使镀锌钢点蚀的发生。     

高温CO2介质中N80钢的腐蚀行为

目前,对油气田环境中N80钢高温CO₂腐蚀的研究不多。采用高温高压腐蚀失重法研究了N80钢在60³50℃内、CO₂分压为2 MPa的多元热流体水样中的腐蚀状况,对其腐蚀产物形貌及成分进行了观察分析,并探讨了其腐蚀机理。结果表明:100℃时N80钢的二氧化碳腐蚀速率出现极大值,而在200℃左右腐蚀速率有极小值。温度对N80钢CO₂腐蚀产物的形貌和组成有较大影响,80¹00℃的腐蚀产物出现规则晶体,晶体粗大且堆积较疏松,120¹80℃的腐蚀产物晶体排布得越来越致密,200℃以后腐蚀产物发生了变化,CO₂腐蚀的主要产物由FeCO₃变成了Fe₂O₃。     

Ca2+对3Cr钢在CO2环境中腐蚀行为的影响

随着油气开发进入到高含水期,高Ca²⁺、高Cl^-的地层水环境对管柱的安全服役提出了更高的要求。采用高温高压釜模拟井下流态环境,结合电化学研究结果,分析了Ca²⁺浓度和暴露时间对3Cr钢腐蚀行为的影响。结果表明：尽管Ca²⁺的存在会促使溶液酸化,但3Cr钢在含Ca²⁺溶液中的腐蚀速率更多取决于试样表面的膜层质量。当溶液中总Cl^-浓度为128 000 mg/L,Ca²⁺浓度在0～3 600 mg/L的范围内时,3Cr钢在Ca²⁺浓度为1 080 mg/L时平均失重速率最大,为2.2 mm/a。在Ca²⁺含量为180 mg/L的环境中,3Cr钢的失重速率曲线显示3Cr钢的失重速率随时间呈反“V”变化趋势,当腐蚀时间为240 h时,试样的平均失重速率达到最大值。当将3Cr钢放入通入CO₂的含有Ca²⁺的溶液中时,3Cr钢表面形成Fe_x...     

含氯融雪盐对汽车用镀锌钢腐蚀行为的影响

目前,对热镀锌钢板在含氯融雪盐雪水溶液中的腐蚀行为研究不多。为此,采用浸泡和电化学方法研究了汽车用镀锌钢板及裸钢在不同氯离子含量的模拟融雪盐雪水溶液中的腐蚀行为。结果表明:含氯融雪盐的雪水溶液比纯雪水具有更强的腐蚀性,随着融雪盐含量的增加,汽车用镀锌钢腐蚀速率增加缓慢,腐蚀速率较祼钢降低了约1倍,耐蚀性显著提高。汽车用镀锌钢在含1%Cl-的雪水中发生腐蚀,表面沉积一层由Zn(OH)2和ZnO组成的二次腐蚀产物膜,对镀锌层的溶解起到一定的阻碍作用,但融雪盐中的Cl-破坏了膜的稳定性,使镀锌钢在成膜-破坏-再成膜-再破坏的反复中发生腐蚀。     

舰艇用高强度钢的异钢种接触耐海水腐蚀行为

本文对三种不同成分、不同强度等级的舰艇用结构钢种接触耐海水腐蚀实海挂片四年半的腐蚀行为进行了试验研究。揭示了4.5Ni钢单板耐海水腐蚀及与导钢种接触耐海水腐蚀的腐蚀行为。结果表明。4.5Ni钢的抗腐蚀性能优良。从腐蚀角度看,4.5Ni钢与2.8NI钢匹配使用是适宜的,相互产生的影响可忽略不计。4.5Ni钢在与0.60Ni钢匹配使用时,受到0.60Ni钢的保护。     

海水中Al（OH）3对稀土铝热浸镀层腐蚀行为的影响

目前有关热浸镀铝层在海水中形成的初级腐蚀产物Al（OH）3对镀层后续腐蚀影响的研究较少。向海水中添加Al（OH）3使其饱和,将Q235钢稀土铝热浸镀试样浸入其中,采用失重法、扫描电镜（SEM）、极化曲线和交流阻抗谱研究了海水中Al（OH）3对稀土铝热浸镀层腐蚀行为的影响。结果表明：热浸镀试样在添加了Al（OH）3的海水...     

CO2分压对20#钢在CO2/H2O气液两相塞状流中腐蚀行为的影响

利用失重法、SEM、EDS、XRD和XPS等分析方法在自主设计的动态腐蚀实验装置上研究了CO_2分压对20#钢在CO_2/H_2O气液两相塞状流中腐蚀行为的影响,对腐蚀试样进行了腐蚀速率分析、腐蚀形貌特征观察以及腐蚀产物成分与膜层结构特征分析。结果表明:随CO_2分压的增加腐蚀速率增加,0.04 MPa、0.28 MPa下分别达到腐蚀速率最小值(1.160 9 mm/a)和最大值(1.898 8mm/a);上管壁腐蚀产物随着CO_2分压的增加最终形成颗粒较大的节瘤状产物,下管壁腐蚀产物由球形颗粒形成初始致密的单层膜逐渐转变为由致密的内层膜和具有网状连通裂纹的片状疏松外层膜构成;经EDS元素分析可知上下壁面的腐蚀产物均由Fe、C、O三种元素构成,XPS分峰图谱显示C 1s、O 1s和Fe 2p均出现了三个拟合峰位,结合XRD分析可知腐蚀产物的主要组成相有Fe_3C、FeCO_3、Fe_2O_3、Fe_3O_4、FeOOH。     

pH值和温度对镀锌钢在模拟锈层溶液中电化学腐蚀行为的影响

应用极化曲线和电化学阻抗技术,结合扫描电子显微镜方法,测试镀锌钢在模拟锈层溶液中pH值和温度对镀锌钢电化学腐蚀行为的影响作用。结果表明,镀锌钢在强碱性的模拟锈层溶液中处于钝态,其耐蚀性能随着pH值的升高而增大。温度为0～40℃时,镀锌钢的腐蚀速率变化不大,当温度升高到60℃时,腐蚀速率急剧增大。     

交流电频率对X65钢在CO32-/HCO3-溶液中腐蚀行为的影响

通过极化曲线测试、浸泡实验和表面分析技术研究了不同交流电频率对X65钢在CO2-3/HCO-3溶液中腐蚀行为的影响。研究表明:在30~1000Hz范围内,除200Hz外,低交流电频率时(≤300Hz),随交流电频率的减小,其钝化区宽度明显变窄,点蚀击破电位负移,维钝电流密度增大,临界钝化电流密度增大;高交流电频率时(>300Hz),频率对X65钢的钝性影响很弱。X65钢的腐蚀速率随交流电频率的增加而减小,低交流电频率作用时,X65钢的腐蚀速率随交流电频率增加快速减小,高交流电频率时,其腐蚀速率随交流电频率的增加略减小。     

添加Cr元素对P110钢CO2腐蚀行为的影响

在模拟油田CO2腐蚀环境下,进行Cr元素对P110钢耐腐蚀性能影响的实验.结果表明,Cr的加入没有改变温度对P110钢腐蚀特性的影响,两种钢的腐蚀速率都在90℃左右都达到最大值;温度对腐蚀具有双重作用,造成在温度小于90℃时表面形成的膜较疏松,保护性差,而温度大于90℃时,形成的膜和基体接触较为牢固,保护性强;钢中Cr元素的加入能有效地防止局部腐蚀的发生.     

流速对P110钢腐蚀行为的影响

在模拟腐蚀环境中研究流速对P110钢CO2腐蚀行为的影响,并用SEM技术分析在不同流速条件下材料表面腐蚀产物膜的厚度和形貌的变化.结果表明:随流速增大,P110钢的平均腐蚀速率在1.5m/s时达到峰值.流速增大有利于腐蚀性组元的物质和电荷传递促进腐蚀,但是也会引起腐蚀产物膜形貌和结构的变化,从而对物质和电荷传递过程构成阻碍.     

Cr对Q125级套管钢组织性能及CO2/H2S腐蚀行为的影响

为了明确Cr元素对深井、超深井用Q125级套管钢性能的影响,本文设计了4种不同Cr含量的石油套管钢,研究了Cr含量对试验钢组织、力学性能以及CO₂／H₂S腐蚀行为的影响．试验结果表明:Cr质量分数在0.4％～3％变化时,试验钢的屈服强度、抗拉强度随着Cr含量的增加而增大,但横向、纵向冲击功及延伸率则呈现先增大后减小的趋势,当Cr质量分数为1％时,冲击功和延伸率达到最大值;在CO₂／H₂S共存环境下,4种试验钢腐蚀产物膜均分为两层,内层以FeCO₃为主,外层则是FeS和FeS1-x为主,而Cr主要在腐蚀产物膜的内层富集,且随着基体中Cr含量的增加腐蚀产物内层膜的Cr含量也随之增加;Cr的富集增加了腐蚀产物的致密性,进而提高了阻碍基体表面与液体之间离子扩散的能力,使得钢的腐蚀性能得到提高．     

油管钢在CO2/H2S介质中的腐蚀行为

采用高温高压釜试验,辅以失重法、X射线衍射、扫描电镜和电子能谱分析,对90 ℃时油管钢P110在模拟油井采出液中的CO2/H2S腐蚀行为进行了研究.结果表明,在本试验条件下,油管钢P110的腐蚀速率高达5.126 0 mm/a,腐蚀类型以H2S腐蚀(坑蚀)为主,腐蚀产物主要为硫化物.     

交流电流密度对X70管道钢腐蚀行为的影响

为了研究交流干扰对埋地管道腐蚀行为的影响,通过失重法和电化学测量法相结合的方法,采用自行设计的交流干扰模拟装置进行室内试验,研究了不同交流干扰强度下X70钢在土壤模拟溶液中交流腐蚀行为的变化规律。通过对试验结果的分析,发现交流干扰下试样自腐蚀电位负向偏移,发生偏移原因为:给工作电极施加交流干扰,作用于电极反应上的法拉第电流相对于工作电极就是外加电流,会造成工作电极的极化,电极反应平衡被打破;腐蚀速率随交流电流密度增大而增大;交流腐蚀产物外层为疏松状的红棕色Fe_2O_3和棕黄色Fe_2O_3·H_2O,内层为黑色的Fe_3O_4,根据电极反应和腐蚀产物组成对交流腐蚀过程进行了推导。     

4.5Ni钢在海水中的应力腐蚀行为试验研究

采用悬臂梁弯曲预裂纹试样应力腐蚀试验方法,进行了4.5Ni钢在海水环境下应力腐蚀试验和应力腐蚀断裂(SCC)试样断口扫描电镜观察,分析了该钢在海水中的应力腐蚀断裂特征。指出该材料在海水中属SCC不敏感材料。在海水环境中试验所产生的开裂带,SCC作用不明显。在高应力水平下,主要由于裂纹顶端的高塑性变形,裂纹顶端出现的长时间蠕变引起的。     

Q235钢在含硫污水中的腐蚀行为研究

为了评价含硫污水的腐蚀性,采用失重法、腐蚀形貌分析、XRD物相结构分析等手段,研究了Q235钢在60℃石化含硫污水介质中不同暴露方式(大气区、全浸区)及不同浸泡时间的腐蚀行为;采用电化学测试技术研究了含硫污水介质中温度对Q235钢电化学腐蚀行为的影响。结果表明:Q235钢在污水介质中腐蚀严重,在大气区的腐蚀性比全浸区的大,大气区最大腐蚀速率达258.0μm/a,全浸区最大腐蚀速率为94.6μm/a,并且随着时间的延长,Q235钢在大气区和全浸区的腐蚀速率均有所降低,表明Q235钢表面的腐蚀产物膜对其腐蚀起到了一定的抑制作用;Q235钢在全浸区的腐蚀产物主要是FeS,在大气区的腐蚀产物主要是FeOOH、FeS、Fe_2O_3和Fe_3O_4;随着含硫污水介质温度的升高,腐蚀电流密度明显增加,低频阻抗值明显降低,污水介质的腐蚀性增强,加快了Q235钢的腐蚀。     

模拟酸性土壤环境下镀锌钢-石墨接地装置的电偶腐蚀行为研究

针对镀锌钢-石墨接地装置在土壤环境下的电偶腐蚀问题,采用电化学测试和腐蚀仿真计算等方法,研究了在模拟酸性土壤溶液下镀锌钢材料与石墨的电偶腐蚀行为,分析了阴阳极面积比和介质电导率对电偶腐蚀强度和作用范围的影响.结果 表明:土壤环境下石墨与镀锌钢之间存在显著的电偶作用,镀锌钢作为电偶阳极而加速腐蚀,实际工程中形成的大...     

苏里格大气田土壤湿度对Q235钢腐蚀行为的影响

土壤的干湿变化直接影响到土壤中金属材料的腐蚀.为此,应用失重法研究了土壤湿度对Q235钢在苏里格大气田土壤中腐蚀行为的影响,结合电镜、能谱等手段对腐蚀产物进行表征,并对腐蚀机理进行了初步探讨.结果表明:土壤湿度对Q235钢的腐蚀影响很严重,在湿度为10%时,出现最大腐蚀速率.腐蚀形貌观察发现Q235钢点腐蚀倾向较为严重;钢的腐蚀产物主要是铁的氧化物(Fe2O3,Fe3O4).