An Invesigation in Corrosion of Low-alloy Steel in Marine Environment

利用电化学手段和激光拉曼光谱研究了低合金钢在海洋环境中腐蚀行为及产物.结果表明,低合金钢在海水环境中自然暴露0.5个月,其腐蚀状态进入相对稳定的阶段,供氧情况的差异致使低合金钢锈层分为内、外两层,试验用低合金钢短期腐蚀速率可用方程V=0.3227t-0.2489拟合.     

近海大气中耐候钢表面保护锈层残余应力分析

本文观察了锈层/耐候钢界面形貌以及锈层致密情况的变化,建立了锈层/基体界面模型,通过Ansys5.3有限元程序模拟计算,分析了锈层中应力分布情况.在低合金钢大气腐蚀过程中,表面在电化学电位低的地方形成腐蚀坑;在腐蚀坑腰部锈层中存在着应力集中.此外锈层首先开裂,加速此处基体腐蚀,加大了腐蚀坑曲率半径,有利于锈层/基体界面平直化,减弱应力集中程度.促进致密锈层形成.     

原油船货油舱CO_2-O_2-H_2S-SO_2干湿交替环境低合金钢腐蚀行为研究

对碳钢和Cr-Cu-Ni低合金钢进行模拟原油船货油舱上甲板环境的CO_2-O_2-H2S-SO_2干湿交替腐蚀实验,通过失重法获得模拟货油舱上甲板环境条件的腐蚀速率,分析锈层的物相组成并对带锈试样进行腐蚀电化学测试。结果表明,Cr-Cu-Ni低合金钢腐蚀初期减薄量大于碳钢,但随着腐蚀时间延长,Cr-Cu-Ni低合金钢腐蚀速率低于碳钢。相比于碳钢腐蚀电流密度降低幅度小的特点,Cr-Cu-Ni低合金钢腐蚀电流密度由裸钢的67.4μA/cm~2显著降低至带锈钢的11.7μA/cm~2。碳钢锈层内存在较大的贯穿整个锈层截面的裂纹,而Cr-Cu-Ni低合金钢中的耐蚀合金元素Cr Cu及Ni加入使锈层颗粒细小,结构致密,锈层内部截面裂纹细小。两种钢锈层均由非晶态腐蚀产物α-Fe OOH、少量的γ-Fe OOH、Fe_3O_4和单质S组成。相比碳钢的锈层,Cr-Cu-Ni低合金钢锈层具有较高的非晶态物质含量及较大α/γ值(α-Fe OOH与γ-Fe OOH含量比),从而使锈层具有高的致密度和保护性。     

含Mo低合金钢在模拟酸性海洋大气环境中的腐蚀规律研究

采用周期浸润腐蚀实验模拟酸性海洋大气环境,通过失重实验、电化学实验、扫描电镜及能谱、X射线衍射光谱等分析含Mo低合金钢的腐蚀行为和耐蚀机理。结果表明:Mo质量分数为0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%低合金钢的显微组织包含铁素体和珠光体,腐蚀前期Mo含量较少(0.2%～0.8%)的低合金钢的腐蚀产物没有出现明显分层,腐蚀中后期所有试样开始出现明显的分层;含Mo低合金钢的锈层厚度随着时间的延长而变厚,其中Mo含量为0.4%钢材的内锈层较为致密,与基体的裂缝较小,锈层保护性较好;5种含Mo低合金钢的腐蚀速率随着周浸时间的增长整体呈先上升后下降的趋势;当Mo含量为0.2%～0.4%时,对改善耐蚀性的作用影响较大,Mo含量为0.6%～1.0%时,对改善耐蚀性的作用影响较小,该结果与锈层分析、失重测试的结果一致。     

Cu对低合金钢耐海水腐蚀的影响

为研究Cu对低合金钢耐海水腐蚀性能的影响,选择含Cu低合金钢和碳钢各两种进行对比实验.利用室内间浸挂片、实海潮差区挂片和模拟闭塞腐蚀电池实验比较钢的耐全面腐蚀和点蚀能力;利用扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDAX)、电子探针(EPMA)和X射线衍射(XRD)分析钢中夹杂物和锈层的特征.结果表明:Cu的添加不仅可提高钢的...     

实验室模拟酸性土壤中钢材的加速腐蚀

为了获得高效可靠的实验室土壤加速腐蚀方法,以硅藻土为腐蚀介质,加入各种无机盐离子,用H₂SO₄调整溶液pH值,模拟酸性土壤,对Q235钢和907A低合金钢进行实验室加速腐蚀试验。用失重法计算腐蚀速率并统计锈层覆盖率,采用扫描电镜及X射线衍射分析腐蚀产物的结构和成分。对Q235钢在实际土壤和模拟酸性土壤中的腐蚀情况进行了对比,并比较了Q235钢和907A低合金钢的耐土壤腐蚀性。结果表明:Q235钢在2种土壤环境中腐蚀过程类似,锈层形貌类似,同时锈层产物物相一致,成分主要为α-FeOOH,γ-FeOOH,Fe₃O₄,Fe₂O₃;模拟土壤能够很好地模拟真实土壤的腐蚀性,模拟土壤中pH值及盐含量的变化会加速腐蚀,使得模拟酸性土壤具有很好的加速性;模拟的酸性土壤室内加速腐蚀能够很好地区分Q235钢和907A低合金钢的耐土壤腐蚀性能,前者腐蚀速率约为后者的2倍。     

硫酸盐还原菌对船体低合金裸钢腐蚀行为的影响

船体舱室底部存积的油污水为腐蚀微生物的生长繁殖提供了有利条件。为了研究腐蚀微生物硫酸盐还原菌(SRB)对某新型船体低合金钢腐蚀的影响,采用荧光显微技术、失重分析、电化学分析、腐蚀产物成分分析及微区成分分析等手段,研究了取自舱底环境中分离提纯的SRB对船体低合金钢腐蚀行为的影响。结果表明,在SRB腐蚀初期,胞外聚合物(EPS)对全面腐蚀有一定的抑制作用,但随着时间的延长,铁硫化合物层可作为阴极与裸露部位的小阳极发生反应,加上SRB的共同作用,加速局部破裂处的阳极溶解,促进点蚀。在整个浸泡周期内,船体低合金钢在SRB介质中的腐蚀电流密度均大于灭菌介质中的,且年平均腐蚀速率是灭菌介质中的1.36倍。      

3Cr低合金钢在含饱和CO_2的NaCl溶液中的腐蚀电化学行为

研究了含饱和CO2的NaCl溶液pH值对3Cr低合金钢腐蚀及其电化学行为的影响。结果表明: 当NaCl溶液的pH值较低(2, 3.9)时, 腐蚀产物膜为单层结构, 呈龟裂状; 当pH值较高(6.5)时, 腐蚀产物具有三层结构, 外层腐蚀产物为颗粒状, 内层仍呈龟裂状。NaCl溶液的pH值对3Cr低合金钢的腐蚀电化学行为也有显著影响。 NaCl溶液的pH值升高能改变电极过程中的主要阴极反应, 使腐蚀电位逐渐负移, 且电荷转移电阻的增大使腐蚀电流密度减小。     

碳钢和不锈钢在高温重质油中的腐蚀行为

石油炼厂减二线油中含有少量的环烷酸,当温度高于200 ℃时,其中的环烷酸与高温活性硫的共同作用, 加剧了金属设备的腐蚀.利用高压釜,以减二线重质油为介质进行动态腐蚀失重试验,考察了200～380 ℃内不同剪切速率下油品对Q235A、16Mn、Cr5Mo等三种低合金钢,18-8、304和316L不锈钢材料的腐蚀行为.发现低合金钢在相同温度下,Cr5Mo的腐蚀速率最小,且这33种低合金钢的腐蚀速率均在260 ℃左右出现一个局部极大值;当温度超过300 ℃后,它们的腐蚀速率再次随温度升高而增加;对于不锈钢,其腐蚀速率则随温度升高而单调增加,316L的耐蚀性最好.     

干湿交替环境下Cu、Mn合金化对低合金钢腐蚀行为的影响

在0.3%NaCl溶液中,采用干湿交替腐蚀加速试验和电化学阻抗谱(EIS)方法研究了合金元素Cu、Mn对低合金钢大气腐蚀行为的影响,并用X射线衍射(XRD)分析研究了合金元素Cu、Mn对钢表面锈层组成的影响.结果表明,Cu合金化通过加速阴极铁锈的还原来促使生成含更多Fe3O4的连续内锈层,并通过提高表面锈层的黏附性来抑制阳极铁的溶解;而Mn合金化由于抑制阴极还原而无法形成连续的保护性锈层.导致阳极溶解加速,使钢的耐蚀性降低.     

海洋硫酸盐还原菌对X100钢腐蚀行为的影响

通过测定海水溶液中硫酸盐还原菌(SRB)生长曲线、溶液状态参数、自腐蚀电位、电化学阻抗谱和极化曲线的变化规律,研究了SRB的存在对X100钢在该体系中的腐蚀行为的影响。结果表明:SRB在海水培养基中的一个生长周期可分为快速生长阶段、稳定阶段和衰亡阶段。溶液S2-浓度和氧化还原电位与SRB数目密切相关,X100钢的自腐蚀电位随时间增加呈现先负移、然后正移、最后负移的变化规律;EIS结果表明,在接菌海水中,X100钢的腐蚀速率随着浸泡时间的增加呈现先增大、后减小、再增大的变化趋势;与灭菌海水中的腐蚀相比,X100钢在接菌海水中的腐蚀电流密度降低,腐蚀减弱,其原因是SRB生物膜的存在阻碍了海水与试样表面的直接接触,从而抑制了金属的腐蚀。     

Study on steel corrosion in different seabed sediments

A series of simulation experiments on carbon steel (A₃ steel) and low alloy steel (16 Mn steel) in marine atmosphere (MA), seawater (SW) and seabed sediment (SBS) including rough sea sand, fine sea sand and seabed mud were carried out indoors for a year or so by means of individually hanging plates (IHP) and electrically connected hanging plates (ECHP). The corrosion of steels in SBS was mainly due to the macrogalvanic cell effect. The steel plates at the bottom of SBS, as the anode of a macrogalvanic cell, showed the heaviest corrosion with a corrosion rate of up to 0·12 mm/a, approximately equal to that of steel plates in marine atmosphere. The test results showed that the corrosion rates of A₃ and 16 Mn steel in marine environment were in the order: MA>SW>SBS by the IHP method; and MA>SBS>SW by the ECHP method. The corrosion rates of steels in the water/sediment interface were directly proportional to the grain size of the SBS by the ECHP method, but those of steels in the water/sediment interface did not vary with the grain size of SBS by the IHP method. The corrosion rate of low-alloy steel was a little higher than that of carbon steel. The results of this study have important applications for design of offshore steel structures such as oil platform, pier, and port.     

316L-16MnR复合板不锈钢侧晶间腐蚀原因分析

采用GB／T4334．5—2000标准方法对不锈钢-低合金钢复合板进行晶间腐蚀试验,对不锈钢侧产生裂纹的原因进行了分析。结果表明,由于不锈钢板与低合金钢板的结合面上存在着不可抗拒的碳迁移现象,致使不锈钢板侧过渡区内的奥氏体晶界上聚集着大量的网状碳化物,从而造成晶界上的缺陷,使其在经过硫酸．硫酸铜溶液的腐蚀后,进行弯曲时产生了大量的晶间腐蚀裂纹。     

Hydrogen-Induced Crack Formation in the low-alloy steel 26 NiCrMoV 145 with a yield strength of approx. 850 N/mm

In recent years intergranular stress corrosion cracking has occurred worldwide in the shrink-fitted discs of low-pressure turbine rotors made of low-alloy steels. Both anodic stress corrosion cracking and hydrogen-induced crack formation have been mentioned in the literature as possible failure mechanisms. Clarification of the role of hydrogen induced cracking was sought by carrying out a variety of tests with the low-alloy steel 26 NiCrMoV 145. The results indicate that hydrogen plays a decisive role in the failure mechanism, provided it is available in sufficiently high quantities.     

不锈钢在海水中的腐蚀行为研究进展

简述了国内外不锈钢海水腐蚀的研究进展,介绍了几种合金元素对不锈钢耐腐蚀性能的影响以及不锈钢在海水中发生点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等4种主要腐蚀类型的机理,并对不锈钢防护的发展方向进行了展望。     

海洋硫酸盐还原菌对Q235钢腐蚀行为的影响

采用失重法、开路电位、电化学阻抗谱(EIS)、极化曲线等方法,通过在海洋环境中浸泡不同时间对比分析有无硫酸盐还原菌(SRB)条件下Q235钢的腐蚀电化学特征,研究SRB对Q235钢的腐蚀行为的影响。结果表明,在含SRB的海水中,随着浸泡时间延长,Q235钢的腐蚀电流密度先从7.49mA·cm~(-2)增加至9.77mA·cm~(-2),然后逐渐减小至5.01mA·cm~(-2),最终增加至12.6mA·cm~(-2),且始终小于相同时间下无SRB海水中的腐蚀电流密度,表明SRB的存在抑制了Q235的腐蚀。在含SRB的海水中,Q235钢的腐蚀行为主要由Cl~-和生物膜共同影响。在SRB稳定生长阶段,腐蚀以生物膜抑制为主;在SRB指数生长阶段和衰亡阶段,生物膜抑制作用较弱,以Cl~-促进金属腐蚀为主。     

BP神经网络对3C钢腐蚀性能的预测分析

利用三层BP神经网络,根据已有的3C钢在不同海水环境参数下的腐蚀速度数据,建立了3C钢在海洋环境中腐蚀速度的人工神经网络模型;并分析预测了海水环境参数与腐蚀速度之间的关系.预测结果表明:在近海条件下,温度和含氧量越低,氧化还原电位越高,腐蚀速度越慢;在弱碱性条件及盐度大于25ppt时,腐蚀速度比较慢.此环境参数下,3C钢材料的腐蚀较小.本文的预测结果能很好地反映出海水环境参数对腐蚀速度的影响.     

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...     

Effect of tin addition on corrosion behavior of a low-alloy steel in simulated costal-industrial atmosphere

The effect of tin addition on the atmospheric corrosion behavior of a low-alloy steel in simulated coastal-industrial atmosphere has been investigated by indoor wet/dry cyclic corrosion test (CCT). The results indicate that tin addition can obviously make the steel substrate more resistant to atmospheric corrosion by suppressing the cathodic H⁺ reduction reaction, and but tin addition is not of obvious beneficial effect when the steel is covered with a thicker rust layer during long-term corrosion process. The reason lies in the fact that the presence of un-reduced H⁺ can lower the electrolyte pH value and lead to a loose and porous rust layer on tin-containing steel sample than that on tin-free steel sample. In addition, the 120 CCT cycles corrosion process of the two steels can be divided into three stages. Both the tin-free and tin-containing steels show an increasing corrosion rate during the initial corrosion stage and then exhibit a decreasing corrosion rate during the second and third corrosion stages. Moreover, tin addition makes the tin-containing steel rust layer have a higher amount of α-FeOOH and lower amount of γ-FeOOH and Fe₃O₄ than the tin-free steel rust layer.