模拟海水中Cl-浓度对Q235和X70管线钢腐蚀行为的影响

采用交流阻抗和动电位极化技术研究在海水模拟溶液中Cl-浓度对Q235和X70管线钢腐蚀行为的影响,并利用金相显微镜观察不同Cl-浓度下的腐蚀形貌。结果表明：随着Cl-浓度的增加,Q235钢和X70钢的腐蚀速率均先增大后减小,当Cl-浓度为3.5％时,极化电阻Rp出现最小值,管线钢的腐蚀最严重;Cl-有强穿透性,不同Cl-浓度下,Q235钢和X70钢表面均出现腐蚀坑,但X70钢比Q235钢表现出更强的耐腐蚀性;Q235钢和X70钢在海水中的腐蚀行为是Cl-浓度与溶解氧含量共同作用的结果,Cl-含量的增加一方面加速破坏表面膜,促进腐蚀;另一方面减少了介质中溶解氧的含量,抑制了腐蚀。     

X80管线钢在0．5mol／L NaHCO3＋0．02mol／L NaCl溶液中的点腐蚀性能

采用动电位极化和电化学阻抗法研究了X80和X70管线钢在0.5 mol/L NaHCO3 0.02 mol/L NaCl溶液中的腐蚀行为,并通过电容测量方法对其腐蚀机理进行了探讨.结果表明:在0.5 mol/L NaHCO3 0.02 mol/L NaCl溶液中,X80管线钢的点腐蚀电位Epit比X70钢的要正一些,发生点腐蚀的倾向性更小.Mott-Sehottky分析表明:X80比X70管线钢表面钝化膜内的施主密度更低,缺陷数量更少,从而减少了点腐蚀萌生的潜在位置,使X80钢比X70钢具有更好的耐点蚀性能.     

醋酸对X70管线钢CO_2湿气顶部腐蚀行为影响

采用动电位极化曲线和电化学阻抗法研究了X70管线钢在含不同浓度醋酸(HAc)饱和CO2溶液中的电化学腐蚀行为,并用高温高压冷凝釜研究了HAc对X70钢顶部腐蚀行为的影响。结果表明,在饱和CO2条件下,X70钢一直处于活化状态,随着HAc浓度的升高,其腐蚀电位正向偏移,腐蚀电流密度增大,这与H+浓度升高,促进了阴极反应有关。此外,HAc会破坏顶部试样表面沉积性保护膜,使产物膜变得疏松易脱落,直至局部基体裸露,加剧了局部腐蚀。同时,在实验和理论的基础上建立了HAc引起点蚀的机理模型,详细阐述了HAc对点蚀坑形成与发展的影响。     

温度和溶解氧对X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

采用浸泡失重、动电位极化和电化学阻抗等方法研究了温度和溶解氧对X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响,通过扫描电镜和X射线衍射仪测试了腐蚀产物的形貌和组成,通过溶解氧测试仪和电导率仪分别测试了不同条件下溶液中氧的含量和电导率。结果表明:温度和溶解氧不能改变X80管线钢表面腐蚀产物膜的组成,但温度由25℃升高到35℃,溶液中溶解氧的含量变化不明显,电导率明显上升,离子运动速度增大,腐蚀速率因而增大;当采用氮气除氧以后,溶解氧含量下降幅度远大于溶液电导率的下降幅度,腐蚀反应速率明显减小,溶解氧成为影响X80管线钢腐蚀速率的主要因素。     

静水压力对X100钢在NaHCO_3+NaCl溶液中电化学行为的影响

采用动电位极化、电化学阻抗谱和Mott-Schottky等电化学测量方法研究了静水压力对X100管线钢在0.5 mol/L Na HCO3+0.03 mol/L Na Cl溶液中的电化学腐蚀行为的影响。结果表明:随静水压力增加,X100钢表面点蚀坑数量和面积增加;静水压力增加使溶液离子的活性增加,促进Cl-在钝化膜中的吸附,腐蚀反应的速率加快,腐蚀电流密度增加。静水压力增加使钝化膜组成由低压时的氧化物或氢氧化物转变为高压时的碳酸盐,导致耐蚀性降低,而点蚀形核几率增加。X100管线钢钝化膜具有n型半导体性质,随静水压力的增加,钝化膜内Cl-的增多使晶格缺陷增多,促进了氧化膜的破裂。     

X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶解氧液中的腐蚀行为

采用动电位极化和交流阻抗技术(EIS)研究了库尔勒土壤模拟溶液中的溶解氧对X70管线钢在该溶液中腐蚀行为的影响.极化曲线及交流阻抗试验结果表明,随着库尔勒土壤模拟溶液中氧含量的减少,X70钢的极化电阻(Rp)升高,腐蚀电流密度(icorr)降低,腐蚀速率减小;在溶解氧含量较高(1.1345 mg/L和3.0491 mg/L)时,腐蚀行为是活化控制过程;在溶解氧含量较低(0.4056 mg/L)时,腐蚀行为是扩散控制过程.     

X70管线钢焊接接头慢拉伸应力腐蚀行为

利用金相显微镜观察了X70管线钢焊接接头组织结构,通过慢拉伸试验分析了X70管线钢焊接接头在NACE溶液中应力腐蚀行为,测试了X70管线钢焊接接头在不同H2S浓度下电化学腐蚀电位,讨论了X70管线钢焊接接头自腐蚀电位形成机理。结果表明,X70管线钢焊接接头熔合区中M-A组元所产生的微裂纹是焊接接头应力腐蚀产生裂纹的主要来源,使得其耐腐蚀性能下降;焊接接头在腐蚀初期主要表现为典型的点腐蚀特征,点蚀坑相互连接不断扩展,点蚀坑被生成的腐蚀产物所覆盖;焊接接头自腐蚀电位随着H2S浓度的增加而发生负移,应力腐蚀敏感性增加,在含饱和H2S NACE溶液中具有明显的应力腐蚀倾向。     

HCO_3~-对X80钢在NaCl溶液中腐蚀性能的影响

采用质量损失法、动电位极化和电化学阻抗法研究了在0.2 mol/L Na Cl溶液中不同浸泡时间及温度条件下HCO-3对X80管线钢腐蚀行为的影响。结果表明,在Na Cl溶液中,随着腐蚀时间的增加,X80管线钢自腐蚀电流密度的变化趋势为快速增大→急剧减小→缓慢增大,HCO-3对X80管线钢的腐蚀作用由抑制转为促进,钢基体表面以全面腐蚀为主转为以局部腐蚀为主;随着腐蚀温度的增加,X80钢腐蚀速率增大;X80管线钢的耐蚀性及腐蚀形态与试样表面生成的腐蚀产物膜的完整性和致密度有关。     

G105钢钻杆在不同浓度NaCl溶液中的高温高压腐蚀及常温电化学行为

目前,对G105钢钻杆在不同Cl-浓度下的腐蚀研究较少,通过高温高压釜模拟石油井动态高温高压环境,研究了G105钢钻杆在不同浓度NaCl溶液中的高温高压腐蚀行为,采用极化曲线研究了其常温电化学腐蚀行为。采用体式显微镜和扫描电镜(SEM)观察腐蚀产物膜形貌;采用X射线能谱分析仪(EDS)分析了腐蚀产物膜成分。结果表明:G105钢钻杆在含Cl-介质中发生孔蚀,严重时会出现明显的蚀坑;随着Cl-浓度的增加,钻杆的腐蚀速率和程度增加。     

溶解氧对X80管线钢在NS4溶液中腐蚀行为的影响

采用动电位极化和交流阻抗技术研究了NS4溶液中的溶解氧对X80管线钢在该溶液中耐蚀性的影响,通过SEM、XRD等对X80管线钢的腐蚀形貌和腐蚀产物进行了分析.结果表明, 随着NS4溶液中溶解氧含量的减少,X80钢的腐蚀电位升高,腐蚀电流密度降低,腐蚀产物的致密性逐渐提高,X80钢的耐蚀性增加;氧含量较高时,腐蚀产物表面高低不平,表面存在大量裂缝、孔洞等缺陷,表面致密性较差,氧含量减少后,腐蚀产物平整致密;随着溶解氧含量的不同,腐蚀后生成了不同的腐蚀产物.     

X70管线钢在含CO2库尔勒土壤模拟溶液中的腐蚀行为

采用动电位扫描、交流阻抗电化学方法和慢应变速率拉伸实验（SSRT）研究了CO2对X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中应力腐蚀开裂（SCC）行为的影响,并利用扫描电镜分析了不同CO2分压下的断面形貌．结果表明：CO2能够与腐蚀膜FeCO3反应,生成可溶性Fe的络合物Fe（CO3）2^2-,加速X70管线钢腐蚀;CO2与H2O形成H2CO3和HCO3^-,为阴极反应提供H^＋．X70管线钢在含CO2溶液中的SCC机理为氢脆一阳极溶解协同机理,且随CO2分压的增加,氢脆作用增大．     

CORROSION BEHAVIOR OF X70 PIPELINE STEEL IN SIMULATED KUERLE SOIL SOLUTION WITH CO2

采用动电位扫描、交流阻抗电化学方法和慢应变速率拉伸实验(SSRT)研究了CO2对X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响, 并利用扫描电镜分析了不同CO2分压下的断面形貌. 结果表明: CO2能够与腐蚀膜FeCO3反应, 生成可溶性Fe的络合物 Fe(CO3)2 2-, 加速X70管线钢腐蚀; CO2与H2O形成H2CO3和HCO3-, 为阴极反应提供H+. X70管线钢在含 CO2溶液中的SCC机理为氢脆--阳极溶解协同机理, 且随CO2 分压的增加, 氢脆作用增大.     

X80钢在干湿交替与水饱和哈密土壤环境下的腐蚀行为

目的揭示X80钢在干湿交替与水饱和哈密土壤环境下的腐蚀行为与规律。方法采用失重实验和电化学测试分析腐蚀速率与阴阳极电化学过程的变化规律,利用金相分析观察母材和焊缝的组织特征,通过SEM、EDS、XRD等微观分析手段观察腐蚀产物形貌、元素含量与物相组成,从而研究干湿交替与水饱和土壤环境对X80钢腐蚀行为的影响。结果 X80钢在干湿交替环境下的腐蚀速率是水饱和下的2～3倍,其在干湿交替与水饱和哈密土壤环境下的腐蚀产物物相均由Fe3O4、FeOOH、FeS所构成。X80钢在干湿交替环境下,表面的腐蚀产物膜出现大量凹坑与裂隙,使O2在试样表面分布不均,形成氧浓差电池,并且该凹坑与裂隙有利于腐蚀性离子进入,加剧局部腐蚀。在同一环境下,由于焊接接头各区域组织差异引起的微电偶腐蚀,X80钢焊缝的腐蚀速率明显高于母材。结论干湿交替环境与土壤中大量存在的Cl-显著加速了X80钢母材及焊缝的局部腐蚀,且X80焊缝耐蚀性明显低于母材,其腐蚀机理均为氧浓差电池和局部腐蚀自催化效应共同作用,腐蚀形态也由以全面腐蚀为主(水饱和环境)转变为以点蚀+溃疡状腐蚀为主(干湿交替环境)。     

外加电位对X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中应力腐蚀开裂敏感性的影响

采用慢应变速率拉仲试验(SSRT)研究了不同外加电位下X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中的应力腐蚀开裂(SCC)行为,并用扫描电镜分析了不同电位下的断面形貌.结果表明,X70管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中具有SCC敏感性;在Ecorr附近施加弱极化时,应力腐蚀开裂敏感性增加;施加强阳极电位时,发生强烈阳极溶解,导致阳极溶解断裂;施加强阴极电位时,析氢过程加强,导致氢致应力腐蚀断裂.     

氯化铈对X80钢在鹰潭土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

采用浸泡试验、电化学阻抗、动电位极化曲线等方法研究了CeCl3对X80管线钢在鹰潭土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响规律,对腐蚀宏观形貌进行了观察,采用X射线衍射分析X80钢表面的腐蚀产物。结果表明,当添加0.5～2.0g/L CeCl3时,降低了X80钢在该条件下的腐蚀速率,当CeCl3加量为1g/L时,腐蚀速率降至最低,这是因为当溶液中的Ce3+与阴极反应产生的OH-结合成Ce(OH)3和CeO2,这些表面产物隔离了X80钢与腐蚀介质的直接接触,增大了腐蚀反应阻力,从而使腐蚀速率下降。     

X70管线钢在硫酸盐还原菌作用下的应力腐蚀开裂行为

目的油气管输中X70钢的应力腐蚀开裂问题日趋严重,而且土壤环境中微生物腐蚀现象备受关注,因此拟通过实验室模拟土壤环境下X70管线钢的腐蚀,获得高强度管线钢在硫酸盐还原菌作用下的应力腐蚀开裂规律。方法采用自制的应力电化学测试装置,通过慢应变速率拉伸试验(SSRT)对材料的应力腐蚀敏感性进行分析,利用交流阻抗以及扫描电镜(SEM)对断口形貌以及生物膜的成分进行研究。结果当应变速率为5×10~(-7)s~(-1)时,无菌模拟溶液中试样的应力腐蚀敏感性远大于含SRB模拟溶液中试样的应力腐蚀敏感性,SRB的存在对X70管线钢应力腐蚀起到很大程度的促进作用。当应变速率为1×10~(-6)s~(-1)时,SRB对于X70管线钢应力腐蚀敏感性的影响较小,断裂主要由力学因素主导,SRB起辅助作用。结论 X70管线钢在沈阳土壤模拟溶液中具有一定的应力腐蚀敏感性。SRB对于X70管线钢在沈阳土壤模拟溶液中的应力腐蚀起到一定程度的促进作用。     

X70管线钢在鹰潭土壤模拟溶液中腐蚀因素灰关联分析

通过电化学阻抗和动电位极化方法确定了鹰潭土壤模拟溶液的可靠性,考察了温度、溶解氧、pH值和电导率等环境因素对X70管线钢在鹰潭土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响,并通过灰关联分析将这四种因素对X70钢腐蚀速率的影响进行了分析.结果表明:该模拟溶液具有与鹰潭水饱和土壤相同(相似)的腐蚀机理,能够反映实际土壤的腐蚀特性;环境因素对X70管线钢在鹰潭土壤模拟溶液中腐蚀速率影响大小的顺序为电导率、溶解氧、温度、pH值.     

X70钢在库尔勒土壤环境中的腐蚀特征

通过实验室和现场条件下的埋片实验,并结合微观形貌分析和电化学极化技术,研究了X70钢在库尔勒土壤环境中的腐蚀行为。研究表明,X70钢在库尔勒土壤环境中能够生成较稳定的腐蚀产物膜,其局部腐蚀区域（新鲜金属表面）的腐蚀电流密度大大高于非局部腐蚀区的,表明X70钢在库尔勒土壤环境中容易发生局部腐蚀。这些局部腐蚀的特点是宏观上为不均匀腐蚀或大的点蚀,微观上发生明显的晶界腐蚀。     

Effects of Cathodic Potential, Bicarbonate, and Chloride Ions on SCC of X70 Pipeline Steel

This is an investigation on the stress corrosion cracking (SCC) behavior of X70 pipeline steel in high pH carbonate-bicarbonate solutions with different concentrations of bicarbonate and chloride ions and at cathodic potential of ?1100 mV versus saturated calomel electrode (SCE) using slow strain rate testing. Electrochemical techniques such as potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy were used to investigate the electrochemical behavior of X70 pipeline steel in solutions with different concentrations. X70 pipeline steel fracture surface morphology in these different solutions was also studied by scanning electron microscopy (SEM). The results suggested that the susceptibility to SCC for X70 pipeline steel decreased in the most dilute carbonate-bicarbonate solution in the absence of the chloride ion. Also, at potential of ?1100 mV versus SCE, all fracture surfaces showed semi-brittle behavior with transgranular cracks.     

SO_4~(2-)对X80管线钢在酸性红壤模拟溶液中腐蚀行为的影响

采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)及三维视频显微镜技术研究了在酸性红壤模拟溶液中SO_4~(2-)对X80管线钢腐蚀行为的影响。结果表明:随着酸性红壤模拟液中SO_4~(2-)含量的增加,X80钢的腐蚀呈现出先减缓后明显加剧的趋势;在含5%(质量分数,下同)SO_4~(2-)的模拟溶液中,X80钢的腐蚀失重量最低、腐蚀电流密度最小。结合EIS分析表明:SO_4~(2-)的含量会影响X80钢的腐蚀行为,1%~5%SO_4~(2-)会阻碍Cl-在电极表面的吸附,减缓腐蚀;高含量的SO_4~(2-)会破坏电极表面膜的形成,使腐蚀加速。