含铬低合金钢在海水中的腐蚀研究

研究了含铬低合金钢在海水中的腐蚀行为 ,分析了其腐蚀率随时间的变化及铬元素对钢海水腐蚀行为的影响 .对铬钢的耐蚀性逆转和铬元素对钢海水腐蚀的影响提出了新的看法 .含铬低合金钢在海水中短期浸泡的耐蚀性比碳钢好 ,长期浸泡的耐蚀性比碳钢差 .碳钢的腐蚀率随时间逐渐下降 ,而含铬低合金钢的腐蚀率随时间逐渐上升 .铬元素使钢在海水中的初始腐蚀率降低 ,但它同时改变了钢的腐蚀率随时间下降的性质 ,使钢的腐蚀率逐渐上升 ,从而导致含铬低合金钢在海水中长期暴露的耐蚀性与碳钢发生逆转 .     

Sb和Sn微合金化对低合金钢在模拟污染海洋大气中腐蚀行为的影响

目的:探究Sn与Sb在模拟污染海洋大气环境中对低合金钢耐蚀性的影响,为我国高性能低合金钢的设计、发展与投入使用积累腐蚀数据.方法 通过微合金设计和真空冶炼制备了Sn和Sb微合金化的低合金钢,并利用周浸加速实验研究了低合金钢在模拟污染海洋大气环境中的腐蚀行为.结果 5种低合金钢都是贝氏体相,Sn与Sb以固溶态的形式分布在...     

含铬低合金钢在海水全浸腐蚀过程中"逆转"机理的研究

通过含铬低合金钢的实海全浸试验和腐蚀试样锈层的分析研究,针对含铬低合金钢在海水全浸腐蚀中产生的“逆转”现象,应用电化学原理,提出了含铬低合金钢在海水腐蚀时的微电池腐蚀机理模型,较好地解释了这种“逆转”现象和实验结果。     

低合金钢在高流速海水中的腐蚀研究

采用非封闭循环管道式高流速海水回路系统对3C、945、09MnNb、10CrMoAl4种钢材在不同流速下的腐蚀行为进行了研究.并根据其腐蚀特点及形貌探讨了其腐蚀机理;和高流速条件下阴极保护的特点.     

阴极保护对低合金钢在海水中断裂行为的影响

本文系统地研究了AISI4340,HY100,WELTEN60,AISIA537和A131低合金钢在开路和阴极保护电位下海水中的应力腐蚀开裂(SCC)和腐蚀疲劳(CF)行为.试验结果表明,阴极保护可以使合金钢在海水中不发生SCC的界限强度降低;而对低合金钢在海水中CF裂纹扩展速率的影响则不是单一的,与其强度及SCC的行为密切相关.指出在海洋工程结构中,应尽可能把阴极保护电位控制在规定区域的上限,同时可把海洋平台用钢的强度提高200—300MPa     

腐蚀产物晶体结构及离子选择性对P110S低合金钢在H2S/CO2环境中腐蚀行为的影响

目的研究P110S低合金钢在H2S/CO2环境中的腐蚀行为及腐蚀产物对其影响机理。方法通过P110S低合金钢在不同温度下的腐蚀失重实验、微观SEM形貌观察、XRD分析和离子选择性实验,探究腐蚀产物的晶体结构以及离子选择性对腐蚀行为的影响。腐蚀实验环境为模拟我国西北某油田现场不同井深的腐蚀工况,其中CO2与H2S的分压比为2.5。结果温度低于100℃时,腐蚀产物主要为马基诺矿型FeS,其为阳离子选择性,能够阻碍阴离子与基体接触,起到抑制腐蚀的作用,因此腐蚀速率较低,约为0.15 mm/a,且随温度升高基本保持不变,试样表面的腐蚀产物膜平整未脱落;温度达到120℃后,腐蚀速率急剧增大,部分腐蚀产物由马基诺矿转变为磁黄铁矿,腐蚀产物膜因下层腐蚀产物挤压而发生破裂脱落,试样发生局部腐蚀;温度高于160℃时,腐蚀产物全部为磁黄铁矿型FeS,其为阴离子选择性,无法阻碍阴离子穿过腐蚀产物膜与基体接触,因此随着温度的升高,腐蚀速率逐渐增大并趋于平缓,达到3.6 mm/a。结论H2S/CO2环境中低合金钢腐蚀行为与腐蚀产物晶体构型及离子选择性密切相关,若腐蚀产物为马基诺矿型FeS时,其具有阳离子选择性,能够抑制金属基体腐蚀溶解;而若腐蚀产物为磁黄铁矿型FeS时,因其具有阴离子选择性,则不能抑制金属基体发生腐蚀溶解。     

高强度低合金钢中V和Nb对氢陷阱的影响

随着海洋资源的开发,传统高强度低合金钢已不能完全满足复杂的深海环境,通过添加合金元素来改善其抗氢脆性能。采用双电解池研究含与不含0.15%V+0.05%Nb合金元素的高强度低合金钢中氢扩散行为,并采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和X射线衍射分析(XRD)等方法测量原奥氏体晶粒大小和位错密度。根据原奥氏体晶粒尺寸和位错密度计算得到钢中可逆氢陷阱密度,并将其与氢分析仪测得钢中氢含量建立联系。结果表明,V与Nb能够通过在钢中形成碳化物使得原奥氏体晶粒细化和位错密度增加,引起钢中可逆氢陷阱密度增加,从而降低氢扩散系数以及提高钢中氢含量和氢扩散激活能。     

高温高压CO_2腐蚀环境中含Cr低合金钢耐蚀机理的研究进展

阐述了含Cr低合金钢耐CO_2腐蚀的机理,并介绍了如何通过极化曲线来确定含Cr低合金钢是否耐蚀的方法,同时也列举了含Cr低合金钢腐蚀产物膜沉积机制的最新进展,并提出了含Cr低合金钢耐蚀机理研究中亟待解决的问题。     

铝酸钠溶液中S2-对低合金钢腐蚀行为的影响

采用钢弹群釜溶出装置进行高温腐蚀实验,结合SEM和XRD等分析技术,研究S2-对低合金钢在高温铝酸钠溶液中腐蚀行为的影响。采用极化曲线法分析S2-加速低合金钢腐蚀的原因。结果表明:在高温条件下,随着S2-和碱浓度的升高,低合金钢具有很高的腐蚀速率,而随着氧化铝浓度的升高,腐蚀速率减小。表面腐蚀产物主要成分为Fe3O4,其结构疏松,在搅拌条件下易于从表面脱落。低温极化研究表明,S2-加速腐蚀原因是在金属表面形成结构不稳定的铁硫化物,当该硫化物被氧化成具有较稳定结构的氧化物时,铁的腐蚀得到抑制。     

水中杂质和电极电位对国产SA-508Ⅲ低合金钢在模拟一回路高温水环境中应力腐蚀破裂的影响

采用慢应变速率试验(SSRT)和电化学控制结合的方法,研究了水中杂质(氯离子和硫酸根离子)和电极电位对国产核电压力容器用SA-508Ⅲ(含S 0.0025%)低合金钢在模拟压水堆(PWR)一回路290℃高温高压水质环境中应力腐蚀破裂(SCC)性能的影响。电位范围从-720～+400mV(SHE),模拟从低氧含氢的理想状态到溶解氧显著超标状态的一系列服役环境。试验结果表明,在无杂质掺杂、掺杂10mg.L-1的氯离子和掺杂10mg.L-1硫酸根离子的三种水环境中,电极电位对该材料SCC的影响相似,当电位处于-720～-200mV(SHE)范围时,试样上未发现SCC,随着电位逐渐升高,试样出现SCC迹象直至发生显著的SCC而脆断。水中掺杂10mg.L-1的氯离子或硫酸根离子后,发生显著SCC而脆断的电位下降,即SCC敏感性提高。扫描电镜断口观察表明,SCC裂纹通常在试样表面的夹杂物处萌生,并以准解理穿晶模式呈扇形扩展。分析表明,该钢SCC破裂机理应该属于阳极溶解机制。     

Al2O3/有机硅/SiO2杂化涂层电化学阻抗谱研究

以正硅酸乙酯 (TEOS)、甲基三乙氧基硅烷 (MTES)、二苯基二甲氧基硅烷 (DDS) 和仲丁醇铝 (ASB) 为主要原料,采用溶胶-凝胶法得到Al₂O₃/有机硅/SiO₂杂化溶胶,经100 ℃下固化12 h后得到Al₂O₃/有机硅/SiO₂杂化涂层。红外光谱研究表明,杂化涂层中形成了Al—O—Si键。采用电化学阻抗 (EIS) 研究杂化涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间的阻抗行为,根据阻抗谱特征建立了等效电路图,结合等效电路图和拟合结果分析了杂化涂层在3.5%NaCl溶液中浸泡不同时间的耐蚀性。结果表明,其在3.5%NaCl溶液中具有良好的耐蚀性。     

Na2MoO4-有机膦A复合缓蚀剂对55%LiBr溶液中碳钢的缓蚀行为

采用失重法、电化学测试技术、原子力显微镜和电子探针显微分析等方法考察了Na₂MoO₄-有机膦A复合缓蚀剂对55%LiBr+0.07 mol/L LiOH溶液中碳钢的缓蚀性能。结果表明,240 ℃下碳钢在添加800 mg/L Na₂MoO₄-有机膦A复合缓蚀剂的55%LiBr+0.07 mol/L LiOH溶液中的腐蚀速率为43.2 μma^-1。在沸腾的55%LiBr+0.07 mol/L LiOH溶液中添加该缓蚀剂后,碳钢的钝化电位区间拓宽,钝化电流密度降低,反应电阻R_t值显著增加,缓蚀效率可达94.4%。该缓蚀剂能使碳钢表面形成显微结构为孤岛状的膜层,主要成分为Fe和Mo的氧化物。     

E36和E690钢在模拟海水中的腐蚀行为对比研究

采用浸泡失重法和电化学方法,结合宏观和微观腐蚀形貌观察以及腐蚀产物分析,研究了E36和E690两种海洋工程用钢在模拟海水中的腐蚀行为.结果表明,两种钢在模拟海水中的电化学行为相似,均呈现阳极的活化溶解,腐蚀电流密度较小;两种钢均表现为均匀腐蚀,腐蚀速率较低,且随着时间的延长,平均腐蚀速率呈下降趋势;浸泡1周后两种钢的腐蚀速率相近,4周后E690钢的平均腐蚀速率逐渐低于E36钢.     

钢在流动人造海水中的冲刷腐蚀行为与防护研究

目的 研究钢在流动人造海水中的冲刷腐蚀行为及防护方法.方法 采用自制的冲刷试验平台,利用扫描电镜、电化学阻抗、电化学噪声、最大熵值变换等方法,分析钢在流动人造海水中各阶段的冲刷腐蚀行为特征,验证材料表面涂覆新型环氧涂层的方法对提高钢耐流动人造海水冲刷腐蚀的有效性.结果 钢在2 m/s流动人造海水中30 d的冲刷腐蚀行为特征可以分为三个阶段,第一阶段,金属开始发生点蚀,生成网状腐蚀产物,反应电阻上升后持续减小至400?,电化学噪声电位发生负移,SE值较大,电化学腐蚀速率增强;第二阶段,点蚀速率减弱,开始出现颗粒状腐蚀产物,反应电阻相对稳定在300? 左右,电化学噪声电位发生正移,SE值数值较小,电化学腐蚀速率保持相对稳定;第三阶段,外层腐蚀产物剥离,反应电阻和SE值发生较大的波动,冲刷作用导致了腐蚀产物的快速形成和脱离.涂覆绝缘涂层的钢试样总电阻稳定在6.0×105?左右,高出无涂层裸露试样总电阻(1.0×103?)2个数量级.结论 钢在2 m/s流动人造海水中30 d的冲刷腐蚀行为特征可以分为加速腐蚀-动态平衡-平衡破坏三个阶段,新型环氧涂层具有较好的耐冲刷腐蚀性能.     

H2S 分压对 13Cr 不锈钢在 CO2注气井环空环境中应力腐蚀行为的影响简

利用高压下的电化学实验及U型弯浸泡实验结合微观分析手段,研究了13Cr不锈钢在不同H2S分压下CO2注气井环空环境模拟液中的电化学特征及应力腐蚀规律。结果表明:油套管钢的刺漏现象以及环境中硫酸盐还原菌的存在使得环空环境成为复杂的高压H2S-CO2-Cl-环境,13Cr不锈钢在该种环境下具有明显的应力腐蚀敏感性。随着H2S分压的升高,13Cr不锈钢击破电位下降,应力腐蚀敏感性增强,这主要因为H2S分压的增大对不锈钢表面膜(钝化膜及腐蚀产物膜)的破坏作用加强。当H2S分压达到0.20 MPa时,13Cr不锈钢发生明显的应力腐蚀,断口表现为由沿晶应力腐蚀裂纹(IGSCC)和穿晶应力腐蚀裂纹(TGSCC)组成的混合断口,应力腐蚀受阳极溶解和氢致开裂共同控制。     

不同温度下H2S/CO2腐蚀产物膜对T95套管腐蚀行为的影响

目的探究不同温度下H_2S/CO_2腐蚀产物膜对T95钢腐蚀行为的影响。方法将T95油管钢切割成15 mm×10 mm×3 mm的规格,表面经抛光打磨后,利用千分尺测量具体尺寸,用AR2140电子天平称量。试片分别垂直置于上支架与下支架,下支架平稳放入釜底,而后加入模拟地层水,确保实验介质浸没下支架试样而不与上部挂片试样接触。在气密性良好的基础上连续2 h通入N_2除氧,而后顺序通入H_2S、CO_2和N_2,并升温升压至实验要求。72 h后将试样从气、液相中取出,分别取样采用电子显微镜观察腐蚀产物膜的微观形态,并利用X射线能谱仪分析腐蚀产物膜的成分,并计算去除腐蚀产物后试样在气相/液相中的腐蚀速率。结果 T95试件在H_2S/CO_2的液相环境中的腐蚀速率整体比气相环境大,这可能是因为液相腐蚀产物膜较气相腐蚀产物膜疏松。温度对H_2S/CO_2腐蚀产物膜的形成具有重要影响,随着温度的升高,H_2S/CO_2腐蚀产物膜逐渐变厚,但成膜效果变差,高温下的腐蚀产物膜具有一定保护作用而使得腐蚀速率增大的幅度变缓。T95钢腐蚀产物膜的主要成分是FexSy系列化合物和FeCO_3,同时还形成Cr(OH)_3和Cr_2O_3非晶态产物,这些产物起到了阻隔阴离子穿透腐蚀产物膜的作用,使与金属基体界面接触的阴离子溶度降低,抑制了金属基体的阳极反应而减小腐蚀速率。而形成的腐蚀产物膜,造成界面反应的时间常数和Rt值明显增大,一定程度上阻碍腐蚀的继续发展。结论温度对H_2S/CO_2腐蚀产物膜的形成具有重要影响,H_2S/CO_2腐蚀产物膜随着温度的升高逐渐变厚,但成膜效果变差,温度大于120℃时,腐蚀产物膜具有一定的保护作用而使得腐蚀速率增大的幅度变缓。     

模拟酸雨大气环境镀锌钢的室内加速腐蚀行为和机理

目的 采用室内加速试验方法研究热浸镀锌钢在模拟酸雨大气环境中的腐蚀行为和机理。方法 主要采用失重法对试样的腐蚀动力学进行研究,采用EDS、XRD和XPS对试样进行腐蚀产物成分分析,通过SEM和共聚焦显微镜观测试样表面形貌,采用EIS对试样表面涂层的保护性能进行检测。结果 在模拟酸雨大气环境中,厚度损失与时间呈幂函数关系,腐蚀大致是一个减速过程但在104 d后加速,在120 d后试样表面出现红锈和密集、深而窄的点蚀坑。主要腐蚀产物有ZnO、Zn4SO4(OH)6及可溶性产物ZnSO4.xH2O和Na2ZnSO4.4H2O,并且由截面形貌可知,镀层在酸雨环境中易被破坏。结论 在模拟酸雨大气环境中,热浸镀锌本身的耐蚀性很快失效,腐蚀速度加快直至生成的腐蚀产物在缺陷处形成较为完整的产物膜,对镀层的腐蚀具有一定抑制作用。但是酸雨环境中腐蚀产物膜较薄,易被破坏,这种溶解会使镀层失去保护,进一步腐蚀。     

油管钢在CO_2/H_2S环境中的腐蚀产物及腐蚀行为

对CO_2/H_2S环境中常规油管钢的腐蚀产物的已有研究成果进行了归纳分析,结果表明,在100℃附近,CO_2/H_2S共存环境中,油管钢表面形成的FeS膜的保护性优于FeCO_3,对金属腐蚀有抑制作用。总结出了油管钢的两类分压比规律:第一类分压比,体系中的CO_2分压保持不变,逐渐增加H_2S的分压,腐蚀速率会出现极值;第二类分压比,体系中的H_2S分压保持恒定,腐蚀速率会随着CO_2分压的升高而增加。这对于进一步完善CO_2/H_2S腐蚀理论以及油气田合理选择油套管材料均有一定指导意义。     

模拟塔里木油田环境中低Cr钢的H2S/CO2腐蚀行为

通过高温高压腐蚀试验,运用SEM、XRD、EDS等分析技术.研究了普通P110与3Cr110钢在模拟塔里木油田现场环境中的CO2/H2S腐蚀特征.结果表明:在模拟CO2腐蚀环境中,这两种材料的腐蚀产物为FeCO3,3Cr110表现出良好的抗CO2均匀腐蚀及局部腐蚀能力,其平均腐蚀速率显著小于普通P110;模拟CO2/H2S腐蚀条件下,两种材料的均匀腐蚀速率远小于单独CO2腐蚀环境下的均匀腐蚀速率,表面腐蚀产物为FeS,H2S腐蚀占主导作用,Cr元素在低Cr钢腐蚀产物膜中的富集,其腐蚀产物Cr(OH)3改善了腐蚀产物膜的稳定性,显著提高了低Cr钢的抗均匀腐蚀及局部腐蚀能力.